第一章 卤化反应优秀课件
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92%
（3）影响因素：
①烯烃结构的影响： ➢ 当双键上有苯基取代时，因开放式碳正离
子得到了苯环的共轭稳定，增加同向加成 的机会； ➢ 若苯基上有释电子基（给电子基），同向 加成的比例更加增加。
②不同卤素的影响：
氯加成反应中，氯的极化性小于溴， 不易形成桥氯正离子，则同向加成的比例明显
X Cl Z
反的一面向反应物进攻，同时离去基团逐 渐离开R基团，使原有键断裂，从而形成具 有高能量的过渡态络合物； ➢然后，离去基团带着一对电子离开中心碳 原子，生成构型反转的卤代产物。
第二节 不饱和烃的卤加成反应
和卤素的加成反应 和不饱和羧酸的卤内酯反应 和次卤酸(酯)的加成反应 和N-卤代酰胺的加成反应 和卤化氢的加成反应 和硼烷的加成反应及卤解
卤化反应的机理类型:
亲电加成 不饱和烃的卤加成反应 亲电取代 芳烃和羰基α位的卤取代反应 亲核取代 卤置换反应 自由基反应 饱和烃、苄位和烯丙位的卤取
代反应、某些不饱和烃的卤加 成反应等
1.亲电反应
(1)亲电加成 ➢ 大多数不饱和烃的卤加成反应，包括
卤素对不饱和烃的加成反应，次卤酸 及次卤酸酯对烯烃的加成反应等； ➢ 其中卤化剂均可简单理解为提供卤素 正离子的试剂
亲电加成机理：
➢ 桥型卤正离子(1)形式,得对向产物； ➢ 开放式碳正离子和卤素负离子的离子对(2)
形式，得相同量的同向产物
三分子协同亲电加成
三分子协同亲电卤加成，主要存在于卤化 氢对烯烃的加成反应过程。
两个卤化氢以不同的亲电和亲核部分与双 键的两个碳原子形成过渡态，然后形成最 后的加成产物。
N
盐酸胺碘酮片
【适应症】口服适用于危及生命的阵发室性心动过速及室颤
的预防，也可用于其他药物无效的阵发性室上性心动过速、
阵发心房扑动、心房颤动，包括合并预激综合征者及持续心
房颤动、心房扑动电转复后的维持治疗。可用于持续房颤、
房扑时室率的控制。除有明确指征外，一般不宜用于治疗房
性、室性早搏。
I
CO O C4H9
亲核取代机理 SN1：
形成R+离子， 叔醇、苄醇、 烯丙醇为SN1
高活性叔醇、苄醇可用浓盐酸或HCl气体反应
CH3
CH3
HCl
C OH
CH3
CH3
CH3 C Cl CH3
醇的SN2置换反应机理：
X -+ R O H 2 +
XR O H 2 X R + H 2 O
伯醇
过渡态
➢双分子亲核反应取代历程为协同反应， ➢卤负离子作为亲核试剂从离去基团（Z）相
第一章 卤化反应
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
2013/09
反应
源自文库
卤化反应的应用
1、人造血
2、杀虫剂-米勒1939年发现并合成了高效有机杀虫剂DDT, 于1948年获得诺贝尔生理与医学奖
3、冷冻剂：氟里昂CF2Cl2
4、发泡剂
5.、药物
DDT
如：氟尿嘧啶注射液
【适应症】：本品的抗瘤谱较广，主要用于治疗 消化道肿瘤，或较大剂量氟尿嘧啶治疗绒毛膜上 皮癌。亦常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫 颈癌、膀胱癌及皮肤癌等。
发生消除； 反应机理，大多数也为自由基历程。
～100%
>90%
氯或溴素与烯烃的加成(重点）
氯或溴素对烯烃的加成，是最重要的卤素加成反应； 有机氯（或溴）化物为最重要合成中间体使用； 在CCl4、CHCl3和CS2等溶剂中，可与无位阻的烯烃迅
速反应，得1,2-二卤化物； 属于亲电加成机理，卤素为亲电试剂进攻烯烃的双键
E Br
62－63% 55－56% 88%
21－23% 28－29% 12%
③位阻的影响：（注意）
取决于：烯烃的结构及反应中空间障碍 （空间位阻）
➢无位阻的脂肪直链烯烃中，双键平面上下均可 形成三元环过渡态，卤素离子则优先选择进攻能 使碳正离子更趋向稳定的双键碳原子（如连有烷 基、烷氧基、苯基的碳原子），最后得到对向 （反式）加成的外消旋混合物。
一、不饱和烃和卤素的加成反应
1.卤素对烯烃的加成反应 （1）反应通式：
氟素与烯烃的加成
氟为最活泼的卤素； 和烯烃反应非常激烈，在加成反应时易发生
取代、聚合等副反应； 合成上，烯烃的氟加成反应的使用价值小； 反应机理，一般为自由基历程。
53%
20%
碘素与烯烃的加成
碘素对烯烃的加成，生成的C-I键的不稳定性，为可逆反应； 在多余的碘自由基存在下可催化碘分子的消除，得原烯烃； 除去未反应的碘，可得二碘化物，但对光极为敏感，易在常温
OCH2CH2N
C2H5 C2H5
·HCl
I
胺碘酮盐酸盐
定义：
有机化合物分子中引入卤素原子(X)， 建立碳—卤键的反应称卤化反应。
用途：
➢ 制备具有特定活性的含卤有机药物 ➢ 制备官能团转化的中间体 ➢ 提高反应选择性，引入卤素原子作为保
护基、阻断基等，提高合成反应中的化 学或区域选择性
第一节 卤化反应机理
Me C16H30
(2)亲电取代
① 芳烃的卤取代反应： ➢ 芳烃氢原子被卤素原子取代的反应，
属于最常见的芳烃亲电取代。
σ-络合物
然后很快失去一个质子或L-，恢复到稳定 的芳环结构，完成亲电卤取代反应。
2. 亲核反应：亲核取代
醇羟基的卤置换反应、 羧羟基的卤置换反应、 卤化物的卤素交换反应 磺酸酯的卤置换反应 反应历程： ➢ 单分子亲核取代反应(SN1) ➢ 双分子亲核取代反应(SN2)
O
F
HN
5-氟尿嘧啶
ON H
诺氟沙星胶囊
【适应症】：用于泌尿道、呼吸系统、肠道、耳 鼻喉科、妇科、外科和皮肤科等感染性疾病。
HN
N
F
Et N
诺氟沙星
COOH O
溴苯那敏片剂
【适应症】：减轻过敏症状，例如过敏性鼻炎 （包括花粉症）、蕁麻疹等。溴苯那敏可减轻 流鼻涕及喷嚏。
Br
CHCH2CH2NMe2 溴苯那敏
卤素加成产物的立体化学选择：
取决于：烯烃的结构及反应中空间障碍 （空间位阻）
➢ 有位阻的脂肪环烯烃中，由于存在邻位取代 基等空间位阻（空间障碍），卤素必然进攻在 双键平面位阻较小的一方而形成桥卤正离子， 然后，卤负离子从环背面进攻有利于碳正离子 的部位，生成反-1,2-双直立键的二卤化物。
烯烃的结构及反应中空间障碍（空间位阻） 刚性绸环烯化合物，卤素的对向（反式）加成的 立体和区域选择性更为明显。
（3）影响因素：
①烯烃结构的影响： ➢ 当双键上有苯基取代时，因开放式碳正离
子得到了苯环的共轭稳定，增加同向加成 的机会； ➢ 若苯基上有释电子基（给电子基），同向 加成的比例更加增加。
②不同卤素的影响：
氯加成反应中，氯的极化性小于溴， 不易形成桥氯正离子，则同向加成的比例明显
X Cl Z
反的一面向反应物进攻，同时离去基团逐 渐离开R基团，使原有键断裂，从而形成具 有高能量的过渡态络合物； ➢然后，离去基团带着一对电子离开中心碳 原子，生成构型反转的卤代产物。
第二节 不饱和烃的卤加成反应
和卤素的加成反应 和不饱和羧酸的卤内酯反应 和次卤酸(酯)的加成反应 和N-卤代酰胺的加成反应 和卤化氢的加成反应 和硼烷的加成反应及卤解
卤化反应的机理类型:
亲电加成 不饱和烃的卤加成反应 亲电取代 芳烃和羰基α位的卤取代反应 亲核取代 卤置换反应 自由基反应 饱和烃、苄位和烯丙位的卤取
代反应、某些不饱和烃的卤加 成反应等
1.亲电反应
(1)亲电加成 ➢ 大多数不饱和烃的卤加成反应，包括
卤素对不饱和烃的加成反应，次卤酸 及次卤酸酯对烯烃的加成反应等； ➢ 其中卤化剂均可简单理解为提供卤素 正离子的试剂
亲电加成机理：
➢ 桥型卤正离子(1)形式,得对向产物； ➢ 开放式碳正离子和卤素负离子的离子对(2)
形式，得相同量的同向产物
三分子协同亲电加成
三分子协同亲电卤加成，主要存在于卤化 氢对烯烃的加成反应过程。
两个卤化氢以不同的亲电和亲核部分与双 键的两个碳原子形成过渡态，然后形成最 后的加成产物。
N
盐酸胺碘酮片
【适应症】口服适用于危及生命的阵发室性心动过速及室颤
的预防，也可用于其他药物无效的阵发性室上性心动过速、
阵发心房扑动、心房颤动，包括合并预激综合征者及持续心
房颤动、心房扑动电转复后的维持治疗。可用于持续房颤、
房扑时室率的控制。除有明确指征外，一般不宜用于治疗房
性、室性早搏。
I
CO O C4H9
亲核取代机理 SN1：
形成R+离子， 叔醇、苄醇、 烯丙醇为SN1
高活性叔醇、苄醇可用浓盐酸或HCl气体反应
CH3
CH3
HCl
C OH
CH3
CH3
CH3 C Cl CH3
醇的SN2置换反应机理：
X -+ R O H 2 +
XR O H 2 X R + H 2 O
伯醇
过渡态
➢双分子亲核反应取代历程为协同反应， ➢卤负离子作为亲核试剂从离去基团（Z）相
第一章 卤化反应
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
2013/09
反应
源自文库
卤化反应的应用
1、人造血
2、杀虫剂-米勒1939年发现并合成了高效有机杀虫剂DDT, 于1948年获得诺贝尔生理与医学奖
3、冷冻剂：氟里昂CF2Cl2
4、发泡剂
5.、药物
DDT
如：氟尿嘧啶注射液
【适应症】：本品的抗瘤谱较广，主要用于治疗 消化道肿瘤，或较大剂量氟尿嘧啶治疗绒毛膜上 皮癌。亦常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫 颈癌、膀胱癌及皮肤癌等。
发生消除； 反应机理，大多数也为自由基历程。
～100%
>90%
氯或溴素与烯烃的加成(重点）
氯或溴素对烯烃的加成，是最重要的卤素加成反应； 有机氯（或溴）化物为最重要合成中间体使用； 在CCl4、CHCl3和CS2等溶剂中，可与无位阻的烯烃迅
速反应，得1,2-二卤化物； 属于亲电加成机理，卤素为亲电试剂进攻烯烃的双键
E Br
62－63% 55－56% 88%
21－23% 28－29% 12%
③位阻的影响：（注意）
取决于：烯烃的结构及反应中空间障碍 （空间位阻）
➢无位阻的脂肪直链烯烃中，双键平面上下均可 形成三元环过渡态，卤素离子则优先选择进攻能 使碳正离子更趋向稳定的双键碳原子（如连有烷 基、烷氧基、苯基的碳原子），最后得到对向 （反式）加成的外消旋混合物。
一、不饱和烃和卤素的加成反应
1.卤素对烯烃的加成反应 （1）反应通式：
氟素与烯烃的加成
氟为最活泼的卤素； 和烯烃反应非常激烈，在加成反应时易发生
取代、聚合等副反应； 合成上，烯烃的氟加成反应的使用价值小； 反应机理，一般为自由基历程。
53%
20%
碘素与烯烃的加成
碘素对烯烃的加成，生成的C-I键的不稳定性，为可逆反应； 在多余的碘自由基存在下可催化碘分子的消除，得原烯烃； 除去未反应的碘，可得二碘化物，但对光极为敏感，易在常温
OCH2CH2N
C2H5 C2H5
·HCl
I
胺碘酮盐酸盐
定义：
有机化合物分子中引入卤素原子(X)， 建立碳—卤键的反应称卤化反应。
用途：
➢ 制备具有特定活性的含卤有机药物 ➢ 制备官能团转化的中间体 ➢ 提高反应选择性，引入卤素原子作为保
护基、阻断基等，提高合成反应中的化 学或区域选择性
第一节 卤化反应机理
Me C16H30
(2)亲电取代
① 芳烃的卤取代反应： ➢ 芳烃氢原子被卤素原子取代的反应，
属于最常见的芳烃亲电取代。
σ-络合物
然后很快失去一个质子或L-，恢复到稳定 的芳环结构，完成亲电卤取代反应。
2. 亲核反应：亲核取代
醇羟基的卤置换反应、 羧羟基的卤置换反应、 卤化物的卤素交换反应 磺酸酯的卤置换反应 反应历程： ➢ 单分子亲核取代反应(SN1) ➢ 双分子亲核取代反应(SN2)
O
F
HN
5-氟尿嘧啶
ON H
诺氟沙星胶囊
【适应症】：用于泌尿道、呼吸系统、肠道、耳 鼻喉科、妇科、外科和皮肤科等感染性疾病。
HN
N
F
Et N
诺氟沙星
COOH O
溴苯那敏片剂
【适应症】：减轻过敏症状，例如过敏性鼻炎 （包括花粉症）、蕁麻疹等。溴苯那敏可减轻 流鼻涕及喷嚏。
Br
CHCH2CH2NMe2 溴苯那敏
卤素加成产物的立体化学选择：
取决于：烯烃的结构及反应中空间障碍 （空间位阻）
➢ 有位阻的脂肪环烯烃中，由于存在邻位取代 基等空间位阻（空间障碍），卤素必然进攻在 双键平面位阻较小的一方而形成桥卤正离子， 然后，卤负离子从环背面进攻有利于碳正离子 的部位，生成反-1,2-双直立键的二卤化物。
烯烃的结构及反应中空间障碍（空间位阻） 刚性绸环烯化合物，卤素的对向（反式）加成的 立体和区域选择性更为明显。