卤代烃
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④.卤代环烷命名: 一般以脂环烃为母体命名,卤原子及支链都看作是它的取代基。
三.同分异构现象 卤代烷的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体数多。如一卤代
烷除了具有碳干异构体外,卤原子在碳链上的位置不同,也会引起同 分异构现象。
一氯丁烷? 见课本 卤代烷的英文名称见课本。
下一节
第二节 一卤代烷 一、物理性质 状态:除少数气体外,其它均为无色液体。 气味:有令人不愉快的气味,有毒。
Nu:-OH, RO- ,HS- ,RS-, -CN ,R-COO-, NH3
上述反应特点:由试剂中的负离子部分或具有未共用电子对的分 子(如NH3)进攻卤代烷分子中电子云密度小的、带部分正电荷的原子, 而密度大的卤原子带着一对电子离去。
这些进攻的离子或分子结构特点:都能给出一对电子与缺电子的碳 形成共价键。它们具有亲核性。
以含有卤原子的最长碳链作为主链,将卤原子或其他支链作为取
代基。命名时,碳原子的编号一般从离取代基较近的一端开始,取代
基按“顺序规则”较优基团在后列出。[烷烃为母体] 如:
1 2 3 45 6 C H3C H C H2 C HC H2C H3
Cl
C H3
4-甲基-2-氯己烷
54 3 2 C H3C H2 C H2 C HC H2C H3
R-CH2X 一级卤代烃(伯卤代) R2CHX 二级卤代烃(仲卤代烃) R3C-X 三级卤代烃(叔卤代烃)
二.命名 1.结构简单的卤代烃可以按卤原子相连的烃基的名称来命名,称为 卤代某烃或某基卤。 (CH3)2CHBr, 溴代异丙烷(异丙基溴);
C6H5CH2Cl,氯代苄(苄基氯) 2.较复杂的卤代烃按系统命名法命名: ①.卤代烷的命名:
第九章 卤代烃 Alkyl Halides
第一节:卤代烃的分类、命名及同分异构现象
一、分类:
卤代烃由烃基和卤原子组成
按卤原子的种类可分为:氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃
根据卤代烃分子中所含的卤原子的数目,可分为一卤代烃和多卤 代烃 根据卤代烃分子中烃基的类型可分为: 1、脂肪族卤代烃[其中又包括(1)饱和脂肪族卤代烃(2)不饱和 脂肪族卤代烃]。 2.芳香族卤代烃 根据与卤原子直接相连的碳原子类型的不同又可分为:
其化学位移值也增加。
CH3CH2I
积分=2
积分=3
5
4
3
2
1
0
碘乙烷的NMR谱
三.偶极矩 在卤代烷分子中,由于卤原子的电负性大于碳,使C-X键的电子云
偏向卤原子,使C-X键成为一个极性共价键。
四.化学性质 卤代烷的化学性质活泼,这是由于官能团卤原子引起的。
1、亲核取代反应 (Nucleophilic Substitution Reaction) (1)亲核取代反应通式
亲核试剂:能产生负离子的试剂(如NaOH, NaOR, NaCN等)称为 亲核试剂
亲核取代反应:由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应。 用通式表示为:
离去基团:亲核取代反应中C-X键断裂,X带有一对电子离开,叫 离去基团。
(2)亲核取代反应在有机合成和鉴定中的意义: 1)有机合成:合成醇、睛、酸、酰胺等
3.与金属的反应 ⑴ 常温下,与金属镁的反应
格氏试剂是由R2Mg、MgX2、(RMgx)n 等多种成分形成的平 衡体系混合物,一般用RMgX表示。
乙醚的作用是与格氏试剂络合生成稳定的溶剂化物:
① 格氏试剂的性质非常活泼,能与多种含活泼氢的化合物作用
上述反应可用来测定某化合物中所含活泼氢的数目, 如
二.光谱性质 1.IR:
nC- F 1400 ~1000cm-1 , nC- Cl 800 ~ 600cm-1 , nC- Br 600 ~ 500cm-1 , nC- I 500cm-1,碳卤键的吸收频率随着卤素原子量的增加而减少。 2.1HNMR:
δ值:HC-F ; 4-4.5;HC-Cl 3-4;HC-Br 2.5-4;HC-I 2-4. 随着卤代烷中卤原子电负性的增加 I 2.5, Br 2.8, Cl 3.0, F 4.0
C H2C l 1
2-乙基-1-氯戊烷
②.卤代烯烃的命名: 含双键的最长碳链为主链,以双键的位次最小为原则进行编号。
[烯烃为母体]
1
2
3
C H2=C H C H
C H3
4
C H2C l
3-甲基-4-氯-1-丁烯
③.卤代芳烃ห้องสมุดไป่ตู้命名:[芳烃为母体]
注意:侧链氯代芳烃,常以烷烃为母体,卤原子和芳环作为取代基。
2.消除反应( Elimination Reaction )
卤代烷与氢氧化钠(或KOH)的醇溶液作用时,卤素常与β碳上的 氢原子脱去一分子卤化氢而生成烯烃。这种脱去一个简单分子的反应 叫做消除反应。
消除反应的次序:三级卤代烷 > 二级卤代烷 > 一级卤代烷。
消除反应的主要产物是双键碳上连接烃基最多的烯烃,这一 规律叫札依采夫(Saytzeff)规则
CH3MgI + H2O
I
CH4 + Mg
OH
② 与氧和二氧化碳反应
RMgX + O2 RMgX + CO2
ROOMgX RMgX RCOOMgX
ROMgX
所以,在制备格氏试剂时,需无水无氧操作。
RX + NaOH 水
ROH + NaX
醇
RX + NaCN 醇 RCN + NaX
腈
2)卤代烷为良好的烷基化试剂
+
H3C CHBr
H3C
H3C C C Na + (CH3)2CHCH2I
CH(CH3)2 + HBr
CH3 H3C C C CCH
CH3
3) 与AgNO3反应,鉴别卤化物
注意:① NaCN, RC≡CNa 只能与一级卤代烃发生亲核取代反应
CH2Br NaCN
CH2CN
② 卤代烃的活性不同,产生沉淀的速度不同
(3)卤代烷的反应活性次序为: 1) 烷基不同
2)卤原子不同
RI > RBr > RCl > RF
原因:一方面是由于碳卤键键能为: C-F > C-Cl > C-Br > C-I。另一方面,对C-X 键来说,共价键的 极化度随原子半径的增大而增大,键极化度的强弱次序为:C-I > C -Br > C-Cl > C-F,这种动态极化,在分子的化学反应活性方面起着 决定作用。 可极化性:一个极性化合物,在外界电场影响下,分子中的电荷分布 可产生相应的变化,这种变化能力称为可极化性。
三.同分异构现象 卤代烷的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体数多。如一卤代
烷除了具有碳干异构体外,卤原子在碳链上的位置不同,也会引起同 分异构现象。
一氯丁烷? 见课本 卤代烷的英文名称见课本。
下一节
第二节 一卤代烷 一、物理性质 状态:除少数气体外,其它均为无色液体。 气味:有令人不愉快的气味,有毒。
Nu:-OH, RO- ,HS- ,RS-, -CN ,R-COO-, NH3
上述反应特点:由试剂中的负离子部分或具有未共用电子对的分 子(如NH3)进攻卤代烷分子中电子云密度小的、带部分正电荷的原子, 而密度大的卤原子带着一对电子离去。
这些进攻的离子或分子结构特点:都能给出一对电子与缺电子的碳 形成共价键。它们具有亲核性。
以含有卤原子的最长碳链作为主链,将卤原子或其他支链作为取
代基。命名时,碳原子的编号一般从离取代基较近的一端开始,取代
基按“顺序规则”较优基团在后列出。[烷烃为母体] 如:
1 2 3 45 6 C H3C H C H2 C HC H2C H3
Cl
C H3
4-甲基-2-氯己烷
54 3 2 C H3C H2 C H2 C HC H2C H3
R-CH2X 一级卤代烃(伯卤代) R2CHX 二级卤代烃(仲卤代烃) R3C-X 三级卤代烃(叔卤代烃)
二.命名 1.结构简单的卤代烃可以按卤原子相连的烃基的名称来命名,称为 卤代某烃或某基卤。 (CH3)2CHBr, 溴代异丙烷(异丙基溴);
C6H5CH2Cl,氯代苄(苄基氯) 2.较复杂的卤代烃按系统命名法命名: ①.卤代烷的命名:
第九章 卤代烃 Alkyl Halides
第一节:卤代烃的分类、命名及同分异构现象
一、分类:
卤代烃由烃基和卤原子组成
按卤原子的种类可分为:氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃
根据卤代烃分子中所含的卤原子的数目,可分为一卤代烃和多卤 代烃 根据卤代烃分子中烃基的类型可分为: 1、脂肪族卤代烃[其中又包括(1)饱和脂肪族卤代烃(2)不饱和 脂肪族卤代烃]。 2.芳香族卤代烃 根据与卤原子直接相连的碳原子类型的不同又可分为:
其化学位移值也增加。
CH3CH2I
积分=2
积分=3
5
4
3
2
1
0
碘乙烷的NMR谱
三.偶极矩 在卤代烷分子中,由于卤原子的电负性大于碳,使C-X键的电子云
偏向卤原子,使C-X键成为一个极性共价键。
四.化学性质 卤代烷的化学性质活泼,这是由于官能团卤原子引起的。
1、亲核取代反应 (Nucleophilic Substitution Reaction) (1)亲核取代反应通式
亲核试剂:能产生负离子的试剂(如NaOH, NaOR, NaCN等)称为 亲核试剂
亲核取代反应:由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应。 用通式表示为:
离去基团:亲核取代反应中C-X键断裂,X带有一对电子离开,叫 离去基团。
(2)亲核取代反应在有机合成和鉴定中的意义: 1)有机合成:合成醇、睛、酸、酰胺等
3.与金属的反应 ⑴ 常温下,与金属镁的反应
格氏试剂是由R2Mg、MgX2、(RMgx)n 等多种成分形成的平 衡体系混合物,一般用RMgX表示。
乙醚的作用是与格氏试剂络合生成稳定的溶剂化物:
① 格氏试剂的性质非常活泼,能与多种含活泼氢的化合物作用
上述反应可用来测定某化合物中所含活泼氢的数目, 如
二.光谱性质 1.IR:
nC- F 1400 ~1000cm-1 , nC- Cl 800 ~ 600cm-1 , nC- Br 600 ~ 500cm-1 , nC- I 500cm-1,碳卤键的吸收频率随着卤素原子量的增加而减少。 2.1HNMR:
δ值:HC-F ; 4-4.5;HC-Cl 3-4;HC-Br 2.5-4;HC-I 2-4. 随着卤代烷中卤原子电负性的增加 I 2.5, Br 2.8, Cl 3.0, F 4.0
C H2C l 1
2-乙基-1-氯戊烷
②.卤代烯烃的命名: 含双键的最长碳链为主链,以双键的位次最小为原则进行编号。
[烯烃为母体]
1
2
3
C H2=C H C H
C H3
4
C H2C l
3-甲基-4-氯-1-丁烯
③.卤代芳烃ห้องสมุดไป่ตู้命名:[芳烃为母体]
注意:侧链氯代芳烃,常以烷烃为母体,卤原子和芳环作为取代基。
2.消除反应( Elimination Reaction )
卤代烷与氢氧化钠(或KOH)的醇溶液作用时,卤素常与β碳上的 氢原子脱去一分子卤化氢而生成烯烃。这种脱去一个简单分子的反应 叫做消除反应。
消除反应的次序:三级卤代烷 > 二级卤代烷 > 一级卤代烷。
消除反应的主要产物是双键碳上连接烃基最多的烯烃,这一 规律叫札依采夫(Saytzeff)规则
CH3MgI + H2O
I
CH4 + Mg
OH
② 与氧和二氧化碳反应
RMgX + O2 RMgX + CO2
ROOMgX RMgX RCOOMgX
ROMgX
所以,在制备格氏试剂时,需无水无氧操作。
RX + NaOH 水
ROH + NaX
醇
RX + NaCN 醇 RCN + NaX
腈
2)卤代烷为良好的烷基化试剂
+
H3C CHBr
H3C
H3C C C Na + (CH3)2CHCH2I
CH(CH3)2 + HBr
CH3 H3C C C CCH
CH3
3) 与AgNO3反应,鉴别卤化物
注意:① NaCN, RC≡CNa 只能与一级卤代烃发生亲核取代反应
CH2Br NaCN
CH2CN
② 卤代烃的活性不同,产生沉淀的速度不同
(3)卤代烷的反应活性次序为: 1) 烷基不同
2)卤原子不同
RI > RBr > RCl > RF
原因:一方面是由于碳卤键键能为: C-F > C-Cl > C-Br > C-I。另一方面,对C-X 键来说,共价键的 极化度随原子半径的增大而增大,键极化度的强弱次序为:C-I > C -Br > C-Cl > C-F,这种动态极化,在分子的化学反应活性方面起着 决定作用。 可极化性:一个极性化合物,在外界电场影响下,分子中的电荷分布 可产生相应的变化,这种变化能力称为可极化性。