芳烃的卤取代反应
卤代芳烃三氟甲基化反应的研究
和氟代磺酰基二 ； 亲电性三氟甲
氟乙酸甲酯 （ 3;5! +3! +5! :1）
［&， #］
［6］
、 三氟甲基磺酰氯
［$］ ［%］ 法 ； 自由基三氟甲基化反应有三氟碘甲烷法
等。三氟乙酸钠在以碘化亚铜为催化剂条件下， 对卤代芳烃表现出很好的反应活性
［*］
， 可以制备
得到相应的三氟甲基化产物。该方法具有原料易 得、 操作条件温和以及无环境污染的优点。 本文研究了三氟乙酸钠与含有不同取代基的 卤代芳烃的三氟甲基化反应， 测定了相应的反应 速率常数以及不同物料配比条件下三氟甲基化产 物的收率。首次利用 ./00122 方程比较系统地研 究了含有不同吸电性能的取代基的卤代芳烃反 应， 表明硝基取代的卤代芳烃的反应活性较高， 而 含有甲基等供电性的取代卤代芳烃的反应活性较 低。经过分析认为， 三氟甲基化反应过程中首先 生成一种有效的三氟甲基阴离子中间体 该中间体然后与卤素原子发生亲核取代 +3’ +,- 4 ， 反应。 ! !"! 实验部分 主要仪器与试剂
第 /J 卷第 X 期
常瑛等： 卤代芳烃三氟甲基化反应的研究
MHH
取代基对反应有抑制作用。反应产物经 !" # $% 分析， 发现有少量的副产物 "&’ ( 生成， 其原因可 能是反应体系中微 量 的 水 分 与 "&’) 结 合 而 致。 容易与碘化 在三氟甲基化反应中 "&’) 极不稳定，
［*+］ ， 经过 亚铜结合生成相应的三氟甲基阴离子体
其中： /I E N +=， EO N .； ?I E N DA， EO N .；
PI E N -， EO N .；
第六章 卤代芳烃
本文由恶魔之始贡献 ｐｐｔ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。
建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。
第三节 定义： 定义： 卤代芳烃 芳烃分子中的一个或几个氢原子被卤原子取代后的化合物称为 卤代芳烃。
卤代芳烃。
分类： 分类： １．侧链取代的卤代芳烃 １．侧链取代的卤代芳烃 Ｂｒ ２．芳环上取代的卤代芳烃 ２．芳环上取代的卤代芳烃 ＣＨ２Ｃｌ ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ 一、卤代芳烃的命名 二、卤代芳烃的制法 三、卤代芳烃的物理性质 四、卤代芳烃的化学性质 １．苯环位置对卤原子活泼性的影响 苯环位置对卤原子活泼性的影响 ２．芳环上的亲核取代反应 ２．芳环上的亲核取代反应 ３．芳环上的亲核反应机理 ３．芳环上的亲核反应机理 ４．与金属作用 ． ５． 芳环上的亲电取代反应 一、卤代芳烃的命名 １．卤原子直接与芳环相边连时，以芳烃为母体， １．卤原子直接与芳环相边连时，以芳烃为母体，卤原子作为取代基 卤原子直接与芳环相边连时 ＣＨ３ Ｃ２Ｈ５ ４－氯甲苯 （对氯甲苯） 对氯甲苯） Ｃｌ Ｂｒ Ｃｌ ２－氯－４－溴乙苯 ２．卤原子与侧链相连时，通常以脂肪烃为母体 卤原子与侧链相连时， 卤原子与侧链相连时 αβ ＣＨ＝ＣＨＢｒ ＣＨＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ ＣＨ３ β－溴代苯乙烯 ３－苯基－１－氯丁烷 苯基－ 二、卤代芳烃的制法 １．直接卤化法 １．直接卤化法 芳环的直接卤化与芳烃侧链的直接卤化的机理是不同 的。
芳环的直接卤化是通过亲电取代反应，而芳烃侧链 进行的。
的直接卤化是按自由基机理进行的。
由于芳烃侧链的α原子比较活泼，取代反应多发生 由于芳烃侧链的α原子比较活泼， 在α位。
ＣＨ３ Ｃｌ ２ ｈｖ ＣＨ２Ｃｌ Ｂｒ２ ＣＨ２ＣＨ３ ＣＨＣＨ３ Ｂｒ ｈｖ 一般Ｃｌ 的活性高于Ｂｒ 而选择性要小于Ｂｒ 一般Ｃｌ２的活性高于Ｂｒ２，而选择性要小于Ｂｒ２。
因此乙苯的溴化得到一种产物； 因此乙苯的溴化得到一种产物；而氯化得到的是 氯代的混合物。
药物合成反应第1章卤化反应
2. 卤化氢对炔烃的加成： 离子型加成：与烯烃的情况类似
五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应 硼氢化反应：硼氢化物对π 键加成的反应。 反应历程：经过烯烃的硼氢化反应，再通过卤解
反应转化成卤代饱和烃或烯烃。
1、烯烃的硼氢化-卤解反应 常用的硼氢化试剂：二硼烷(B2H6)、BH3/THF和BH3/ Me2S(TMS)等； ①烯烃的硼氢化反应
π键 ：原子轨道重叠部分对键轴所在的某 一平面具有反对称性时所形成的键。
p原子轨道的角度分布剖面图：
z（或y）
+
x
-
y（或z）
注：其中+、-号不表示正、负电荷，而是表示原子轨道角度分布图形 的对称关系
若两原子成键是由p轨道重叠形成的，且形成的是σ 键，则成键图形为：
-
++ -
如果形成的是π键， 则：
3R-CH=CH2 + 1/2B2H6 → （RCH2CH2）3B ②卤解反应：用碘、溴素等将硼基置换出来，得到相
应的碘代烷或溴代烷。
2、炔烃的硼氢化-卤解反应 常用的硼氢化试剂：儿茶酚硼烷(由儿茶酚和BH3/THF 制得)；
反应机理：
第二节 烃类的卤取代反应
一、 脂肪烃的卤取代反应 1. 饱和脂肪烃的卤取代反应 反应条件：高温、紫外光照或过氧化物引发 反应历程：自由基反应 烷基氢原子的活性： 叔C-H＞ 仲C-H ＞ 伯 C-H
CH3
CO OH
CH2I CO
OH
O CH2OCCH3
CO OH
I2/CaO
CH3COOK
CH3OH/CaCl2
DMF
O
O
O
催眠镇静药巴比妥中间体二乙基丙二酸二乙酯的制 备：
芳烃侧链上的反应
芳烃侧链上的反应教学目标：掌握芳烃侧链上的氧化、卤代等反应教学重点：芳烃侧链α―h原子的氧化及卤代反应教学安排：f10―>g6；30min烷基苯的烷基与苯环相连的碳原子称为α-碳原子，其上的氢称为α-氢。
在分子构造上芳烃侧链的α-氢与烯烃的α-氢相似，受苯环的影响比较活泼。
一、α―氢的卤代反应在光照或加热的条件下，烷基苯的α-h被卤素取代，生成α-卤代烷基苯。
例如：α-h氯代反应机理与烷烃卤代反应机理相同，为自由基型反应：苯基自由基比烷基自由基更稳定，因为苯基自由基的单电子的电子云可以分散到环上：苯氯甲烷可以稳步氯化分解成多卤代产物：其它烷基苯的α―h也能被卤代：溴代反应也可以用n-溴代丁二酰亚胺（nbs）搞溴化试剂，反应缓解，极易掌控：二、α―氢的氧化反应烷基苯比苯难被水解，但通常就是烷基被水解，苯环则比较稳定。
用强氧化剂如kmno4、k2cr2o7、hno3的水解下，或在催化剂的促进作用下，用空气或氧气水解，不含α―h的烷基被水解成羧基，而且不论烷基的碳链长短，通常都分解成苯甲酸。
比如：甲苯的氧化这是因为α-氢原子受到苯环影响比较开朗。
若并无α-氢原子，例如叔烷基苯难于被水解，若猛烈水解时，通常就是苯环被破坏性水解。
用途：工业上催化氧化方法制备苯甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和均苯四甲酸二酐等，这些化合物在工业上都有重要用途。
如均苯四甲酸二酐可用作环氧树脂的固化剂以及制造聚酰亚胺树脂等。
异丙苯在碱性条件下，很难被空气氧化分解成氢过氧化异丙苯，后者在稀酸促进作用下，水解为苯酚和丙酮。
这就是生产苯酚的关键工业方法。
其主要优点就是原料价廉养胃，可以已连续化生产，且其交产物丙酮也就是关键的化工原料。
氧化反应是自由基型机理，氢过氧化异丙苯在酸作用下的分解反应主要是正离子的重排机理：同理，间甲基异丙基苯展开水解，再经酸催化水解获得丙酮和间甲酚：三、关键词芳烃，α-氢的水解反应，芳烃α-氢的卤代反应。
卤化反应
R
OH
Cl
HOCl
Cl
+
OH
第一节 不饱和烃的卤加成反应
三、不饱和烃和次卤酸（酯），N-卤代酰 胺的反应
t-BuOCl/ROH
Cl EtO
O
ROH
EtO
O
Cl
OR
EtO
O
HO
Br
HOBr
Br
O
O
O
t-BuOCl Ar C CH H2O
O Ar C CH2Cl
间接制备α卤代酮的一 个方法
C
C-CH2OH
务必记住：反式二卤烯烃
二、不饱和酸卤内酯反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应 二、不饱和酸卤内酯反 应 I
O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
记住:底物特点是什么，反应条件是什么
H C C Ph Br2/NaHCO3 H
Br Ph
？
O
C
O
OH
O
第一节 不饱和烃的卤加成反应
NCS NBA
Ph-CH=CH2
NBA
Ph-CH - CH2 OH Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1 HX对烯烃的加成
R1 C R2 C R3 R4 HX
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应（重点）
R1 R2
Cl
+
H C
X C
R4 R3
+
R1 R2
X C
H C
R4 R3
HCl
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H CH3
问题？
比较下面六个化合物的活性 HOOCC=CCOOH (CH3)2C=C(CH3)2 CH3CH=CH2 CH2=CHCN
卤化反应
3 卤化反应在有机化合物中建立碳-卤键的反应称为卤化反应。
意义：在药物分子中引入卤素可改善其药理活性；卤化物是药物合成重要的中间体，可从卤素进行多种官能团转化；卤素可作为烯烃等官能团的保护基，可提高合成的选择性。
3.1不饱和烃与含卤物种的加成卤化含卤物种主要包括卤素和卤化氢。
3.1.1卤素对不饱和烃的加成反应(1)对烯烃的加成氟与烯烃的加成过于剧烈，产物复杂，实用意义不大；二碘化物对光极为敏感，稳定性差，在药物合成中也不常用。
而氯和溴对烯烃的加成在药物合成上较为重要。
氯和溴对烯烃的加成反应为亲电加成机理，是脂肪族碳碳p键的典型反应之一。
这种加成主要包括两步反应：亲电试剂加成到亲核性的p键上得到一个碳正离子(或环鎓离子)；得到的碳正离子(或环鎓离子)与亲核试剂反应。
参与第二步反应的亲核试剂一般是与亲电试剂相关的负离子，比如溴离子、氯离子等，也可以是亲核性的溶剂，如水或乙酸等。
①反应机理碳碳双键上的亲电加成。
②立体化学氯和溴对烯烃的加成反应的立体化学较为复杂, 与底物结构、反应条件和加成物有关。
反式加成：一般情况下，溴对烯烃的亲电加成反应会经过三员环过渡态(中间体)，当这种中间体在反应条件下比较稳定时，可发生反式亲电加成。
cis-和trans-2-丁烯的立体专一性反式加成：由于两个溴原子分别从双键的相反方向加成，所以得到立体专一产物。
顺式加成：氯加到双键上有时也可得到顺式加成产物，这类反应一般在非极性溶剂中发生，如茚氯化生成cis-1,2-二氯茚。
有几项因素决定了这个氯化加成的立体化学，其一，反应物是氯而不是溴；其二，底物分子的双键处在芳环的共轭位置；其三，反应在非极性溶剂薪小?lt;/p>氯的原子半径和可极化度都比溴小，因此，形成鎓离子也比溴难；而且，双键的位置导致在氯亲电加成时在苄位形成平面型的碳正离子，在非极性溶剂中，不能溶剂化的碳正离子与氯离子强烈吸引，形成离子对，所以，氯离子留在它最初形成的位置上，而不能像鎓离子机理那样从碳正离子的反面进攻，于是，氯离子就从正面与碳正离子结合，给出顺式加成产物。
卤素取代反应
卤素取代反应
卤素取代反应是有机化学中的一种常见反应类型，是指在有机化合物中的卤素原子（如氟、氯、溴、碘等）被其他原子或基团取代的过程。
这种反应通常发生在碳氢化合物、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等化合物中。
卤素取代反应通常需要催化剂或高温条件，反应条件的不同会影响反应的速率和选择性。
在有机化学中，卤素取代反应是非常重要的一种反应类型，它可以用于制备各种有机化合物，如医药、农药、染料、高分子材料等。
常见的卤素取代反应包括：
1. 氟取代反应：在碳氢化合物中，氟原子取代了氢原子，形成了一系列具有特殊化学性质的化合物，如氟代烃、氟代烷基、氟代芳烃等。
2. 氯取代反应：在碳氢化合物中，氯原子取代了氢原子，形成了一系列具有不同化学性质的化合物，如氯代烃、氯代烷基、氯代芳烃等。
3. 溴取代反应：在碳氢化合物中，溴原子取代了氢原子，形成了一系列具有不同化学性质的化合物，如溴代烃、溴代烷基、溴代芳烃等。
4. 碘取代反应：在碳氢化合物中，碘原子取代了氢原子，形成了一系列具有不同化学性质的化合物，如碘代烃、碘代
烷基、碘代芳烃等。
卤素取代反应在有机化学中有着广泛的应用，它不仅可以用于制备各种有机化合物，还可以用于分析化学、环境科学、材料科学等领域。
卤代芳烃的氰基化反应_朱益忠
机理如Scheme 2所示。
Pd( OA c) 2
L
Pd( 0) .. L: ligand(OA c- , solvent)
Pd( 0) + PhB r Ph.. Pd( 0) .. Br
x ( Pd( OAc) 2 ) * /% Conversion /% Y ield /% x ( Pd( OAc) 2 ) * /% C onversion /% Y ield /%
0. 01 1. 7 1. 7 0. 15 94. 6 90. 6
0. 05 85. 9 81. 7 0. 2 88. 2 84. 6
收率为95%。氰基化试剂亚铁氰化钾与传统的氰基化试剂相比无毒, 无需经过复杂的预处理, 而且廉价易得。
这种氰基化反应催化体系简单, 无需添加昂贵的催化剂配体, 催化剂的用量少, 并且反应的后处理简单, 对环
境污染小, 是一种效益明显的氰化芳烃的制备方法。同时进一步考察了其它卤代芳烃的氰基化反应, 活泼的
属污染; TMSCN 容易吸潮, 处理不方便, 与( CH3 ) 2C (OH ) CN 一样均会在反应过程中放出剧毒的氰化氢
气体[ 16] , 造成环境严重污染。近年德国化学家开发了在配体协助催化下以K4 [ Fe( CN ) 6 ] [ 16~ 20] 为氰化
试剂的氰化反应, 受到广泛关注。因K4 [ Fe( CN ) 6 ]有氰根但没有氰化物的毒性, 而且廉价易得。亚铁氰
Trace DSQ 气质联用仪(GC /MS) (美国) , 色谱
柱为DB5弹性毛细管MS柱( 30 m .. 0. 25mm ..0..25m ),
芳香烃的化学性质
+
E快 H
E
-H+
-配合物 Br
-配合物
× 正碳离子 Nu-
E
中间体
Nu
H = 8.36kJ/mol
Br Br
苯比环己二烯更稳定
H = -45.14kJ/mol
(2)一取代反应 ——进攻基团、反应条件、反应产物
①卤化反应
+ X2
FeX3 或Fe
Fe + X2
FeX3 FeX3 + X2
反应活性：F2＞Cl2＞Br2＞I2
30℃
NO2
CH3
CH3
NO2 +
NO2
③磺化反应
2H2SO4
H2SO4
–SO3H
70~80℃
苯磺酸
SO3
+
H3O++
HSO4
发烟H2SO4 25℃
–SO3H
–SO3H H+ + H2O
150~200℃
+ H2SO4
脱磺反应——利用–SO3H的水溶性、利用–SO3H占位
Cl-SO3H
–SO3H Cl-SO3H
F-C反应：有吸电基团时不能够发生
-CH2CH2CH3
2、苯环的加成和氧化
3H2 Ni
3Cl2 Cl 紫外光 Cl
H=-208.4
Cl Cl
Cl Cl
六氯环己烷
O
O2 ,V2O5 400~450℃
C O 顺丁烯二酸酐
C
O
3、芳烃侧链上的反应 ——-H的反应
（1）取代 CH3
光 Cl2
CH2Cl
光 Cl2
单环芳烃的化学性质
芳环上的取代卤化
溶剂
为了使反应在均相体系中 进行，通常需要加入适量 的溶剂，如二氯甲烷、氯 仿等。
原料与试剂的相互作用
原料与卤素试剂的相互作用
01
在催化剂的作用下，卤素试剂与芳烃发生亲电取代反应，生成
卤代芳烃。
原料与催化剂的相互作用
02
催化剂能够降低反应的活化能，促进卤素试剂与芳烃的反应。
原料与溶剂的相互作用
03
THANKS
感谢观看
REPORTING
https://
芳环取代卤化反应概述
定义与分类
定义
芳环上的取代卤化是指卤素原子 取代芳环上的氢原子或其他基团 的化学反应。
分类
根据反应条件和卤素种类的不同 ，芳环上的取代卤化可分为亲电 取代卤化、亲核取代卤化和自由 基取代卤化等类型。
反应机理及特点
反应机理
亲电取代卤化是通过亲电试剂（如卤素单质或卤化氢）攻击芳环上的电子云，形成σ-络合物后进一步发生取 代反应；亲核取代卤化则是通过亲核试剂（如卤化物的负离子）攻击芳环上的正电荷中心，形成过渡态后发 生取代反应；自由基取代卤化则是通过自由基引发剂引发芳环上的自由基反应，进而与卤素发生取代反应。
重要性
芳环上的取代卤化是有机合成中一类重要的反应，可以构建含有卤素原子的有机化合物，进一步丰富有机化合物 的种类和性质。同时，通过取代卤化反应可以实现对有机化合物分子结构的修饰和改造，从而得到具有特定功能 和性质的有机化合物。
PART 02
芳环取代卤化反应原料及 试剂
REPORTING
WENKU DESIGN
了理论支持。
未来发展趋势预测
随着环保意识的提高，未来芳环 取代卤化反应将更加注重绿色合 成方法的发展，减少对环境的影
3.芳烃的反应
R
1．付-克烷基化反应 法国有机化学家费瑞德（C.Friedel）和美国化学家克拉 夫茨（J .M .Crafts）两人共同发现的，叫做费瑞德－ 克拉夫茨烷基化反应，简称费-克烷基化反应。
CH2 CH3
+
AlCl3 CH3 CH2 Cl
路易斯酸催化下，芳烃与卤代烷、醇、烯烃（烷基 化试剂）等反应生成烷基苯的反应
+ H2SO4 SO3H H 2O
+
SO3H + ClSO3H + HCl
付-克反应
•
付瑞德-克拉夫次（Friedel-Crafts）反应，简称付-克反应， 分为两类：一类是付-克烷基化反应，即在苯环上引入烷基； 另一类是付-克酰基化反应，即在苯环上引入酰基。 • 两种反应都是在Lewis酸（常用无水三氯化铝）作用下进行的。 付-克反应也是可逆的。
CH3 + Cl2
光照
CH2Cl
Cl2
光
Cl2
CHCl2 CCl3
光
CH2CH3
NBS ROOR
CHCH3 Br
氧化反应
芳烃的α-H在氧化剂（如KMnO4、HNO3等）存在下，侧链被氧化 生成羧基
CH3
KMnO4
COOH
在过量的氧化剂存在下，无论侧链长短，只要含有α-H，芳烃最 后都被氧化生成苯甲酸，但没有α-H的侧链不被氧化
氯甲基化反应
苯与甲醛和氯化氢在Lewis酸（如无水氯化锌、 四氯化锡）作用下反应生成苄氯
+ H2CO + HCl
ZnCl2 60oC CH2OH HCl CH2Cl + H2O
[H2C OH] Cl
[H2C OH]Cl
《芳烃的取代反应》课件
⑴分速度因数（factors of partial rate）
分速度因数 (f) =
6 y
×
kk取苯代底物×z位产物的百分比)
校正因素
分速率
k取代底物：取代苯的反应总速率；
Z：
所在取代位置的产物的百分数；
y：
z位置的数目；
k苯： 苯的反应速率。
取代苯的亲电反应总速率除以苯的反应速率，然 后与某位置的产率相乘，再乘上校正因素（反应位置 的相对数目——分速度因数
3％
fo
(6) (2)
(23) × (1)
× (0.63)
43.5
fm
(6) (2)
(23) × (1)
×
(0.03)
2.1
fp
(6) (1)
(23) × (1)
× (0.34)
46.9
由计算知：f0 ，fp ，fm均大于1，所以，甲基是致活基。 且在甲基苯的取代反应中，邻，对位的活性﹥﹥间位。
所以，f是定量表示某一位置的取代速率（与未取代苯相 同反应速率的比较）
一取代苯有5个位置可取代：2个邻位，2个间位，一个对位。
fo＝
kPhZ/2 kPhH/6
×
o
异构体 100
fm＝
kPhZ/2 × kPhH/6
m
异构体 100
fp＝
kPhZ/1 kPhH/6
×
p 异构体
100
➢fo fm fp分别是邻间对位 上的分速率因数；
➢kphH、kphZ分别是苯和取 代苯的反应速率常数
CH3
C6H5CH2Br GaCl3
CH3
CH2C6H5
+
CH3
+
芳香化合物的亲电取代反应方程式汇总
芳香化合物的亲电取代反应方程式汇总芳香化合物的亲电取代反应是有机化学中一种常见的反应类型。
在这类反应中，芳香环上的氢原子被一个亲电试剂取代，产生新的化学物质。
这些反应的方程式可以总结如下：1. 卤代烃的取代反应：芳香环中的一个氢原子被卤素原子取代。
常见的卤素试剂包括溴、氯和碘。
例如，苯和溴反应的方程式为：C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr2. 硝化反应：芳香环中的一个氢原子被亲电的硝酸根离子(NO2-)取代。
这种反应通常在硝化试剂的存在下进行，如浓硝酸或硝酸银。
例如，苯和浓硝酸反应的方程式为：C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O3. 磺化反应：芳香环中的一个氢原子被亲电的磺酸根离子(SO3-)取代。
这种反应需要在磺化试剂的存在下进行，如浓硫酸或磺酸氯。
例如，苯和浓硫酸反应的方程式为：C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O4. 酯化反应：芳香环中的一个氢原子被亲电的酰氧基(OCOR)取代。
这种反应需要酯化试剂的存在，如醋酸酐。
例如，苯和醋酸酐反应的方程式为：C6H6 + (CH3CO)2O → C6H5COCH3 + CH3COOH5. 酰化反应：芳香环中的一个氢原子被亲电的酰基(COR)取代。
通常在酰化试剂的存在下进行，如乙酰氯。
例如，苯和乙酰氯反应的方程式为：C6H6 + CH3COCl → C6H5COCH3 + HCl除了以上列举的反应类型，还有其他一些亲电取代反应。
芳香化合物的亲电取代反应是有机合成中非常重要的反应之一。
它可以用于合成具有特定功能的化合物，如药物、香料和染料等。
了解这些反应的方程式对于理解有机化学的机理和应用具有十分重要的意义。
总结：本文总结了芳香化合物的亲电取代反应的方程式。
这些反应可以通过不同的亲电试剂实现，如卤素、硝化试剂、磺化试剂、酯化试剂和酰化试剂等。
芳香化合物的亲电取代反应在有机合成中具有重要的应用，在制药、香料和染料等领域中扮演着重要角色。
卤化反应知识点总结
卤化反应知识点总结一、卤化反应的基本概念1.1 什么是卤化反应卤化反应是指有机化合物中的氢原子被卤素（如氯、溴、碘等）取代的一种反应。
这种反应是一种取代反应，其中一个或多个饱和的氢原子被卤素原子所替代。
卤代烃是一类含有卤素的有机化合物，通常用R-X来表示，其中R代表一个有机基团，X代表卤素原子。
1.2 卤化反应的分类卤化反应可以分为烷基卤化反应和芳香烃的卤化反应两类。
（1）烷基卤化反应：烷烃中的氢被卤素取代的反应称为烷基卤化反应。
烷基卤化反应通常发生在烷烃和卤素（如氯气、溴液等）反应时。
（2）芳香烃的卤化反应：芳香烃的卤化反应是指芳香烃中的氢被卤素取代的反应。
芳香烃的卤化反应通常发生在芳香族化合物和卤素或卤代烃反应时，产生卤代芳烃。
1.3 卤化反应的特点卤化反应具有以下几个特点：（1）反应条件温和，易于操作：卤化反应通常在常温下进行，并且不需要特殊的条件，操作相对较为简单。
（2）生成产物具有良好的化学活性：卤代烃是一种常见的中间体，在有机合成中有很广泛的应用。
（3）取代反应：卤化反应是一种取代反应，即一个或多个氢原子被卤素原子所取代。
（4）反应过程中可能会产生不同的取代产物：在一些情况下，卤化反应可能会得到多种不同的取代产物，需要根据实际情况进行选择。
二、卤化反应的机理2.1 烷基卤化反应的机理烷基卤化反应通常发生在烷烃与卤素反应时，以氯代烷基化反应为例进行说明。
在氯代烷基化反应中，氯气和溴水是两种常用的试剂。
以氯代甲烷的氯化反应为例，反应机理如下：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl在上述反应中，氯气（Cl2）与甲烷（CH4）反应，其中一个氢原子被氯原子所取代，生成氯代甲烷（CH3Cl）和氢氯酸（HCl）。
当溴水是试剂时，反应机理如下：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr在这种情况下，溴水（Br2）与甲烷（CH4）反应，同样是一个氢原子被溴原子所取代，生成溴代甲烷（CH3Br）和氢溴酸（HBr）。
卤代烃取代反应
（1）被羟基取代：
卤代烃与水作用可生成醇。
在反应中，卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基所取代：R—X+HOH—→R—OH+HX.
该反应进行比较缓慢，而且是可逆的。
医学|教育网整理如果用强碱的水溶液来进行水解，这个反应可向右进行，原因是在反应中产生的卤化氢被碱中和掉，而有利于反应向水解方向进行。
R—X+NaOH—→R—OH+NaX.
卤素与苯环相连的卤代芳烃，一般比较难水解。
如氯苯一般需要高温高压条件下才能水解。
（2）被烷氧基取代：
卤代烃与醇钠作用，卤原子被烷氧基（RO—）取代生成醚，这是制取混合醚的方法。
RX+R′ONa—→ROR′+NaX.
例：CH3Br+CH3CH2ONa—→CH3—O—CH2CH3（甲乙醚）+NaBr
（3）被氰基取代：
卤代烃与氰化钠（或氰化钾）的醇溶液共热，卤原子被氰基取代生成腈。
RX+NaCN—→RCN+NaX.
生成的腈分子比原来的卤代烃分子增加了一个碳原子，这在有机合成中作为增长碳链的一种方法。
1卤化反应
C
C
C X
C
PhCH
13:32:22
CH2
NBS/H2O 25C,35min
PhCH(OH)CH2Br
(82%)
CH2OAc C O OH NBA/dioxane H2O/HClO4 r.t.,1.5h O O
(80%~90%)
CH2OAc HO C O OH
Br
13:32:22
Dalton反应：
2. 不饱和烃的卤取代反应： 烯氢的卤代不常见。
PhC
13:32:22
CH
NaOH/Br2/H2O r.t.,60h
PhC
CBr
(73%~83%)
3. 烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应
高温；自由基引发剂(光照、过氧化物、偶氮二异丁腈) 卤素、N-卤代酰胺、次卤酸酯、硫酰卤、卤化铜
CH3 POLY N Br/CCl4 CH2Br
反应机理：
⒈离子对机理（同向加成），三分子协同反应机理 （对向加成）； ⒉自由基加成机理
13:32:22
R1 C R
2
R3 C R4
H Nu
R1 C R
2
R3 C R4 H (syn)
R1 C
2
R3 C
R4 R Nu H
Nu
H R1 C R
2
Cl R3
R1 (anti) C R
2
H R3 C R4 Nu=X,AcO,et al.
氯化和溴化：四氯化碳、氯仿、二硫化碳作溶剂
MeO2C MeO2C
13:32:22
NaBr/H2SO4/CH3CN 电解
MeO2C MeO2C
Br (92%) Br
反应机理：
药物合成反应(08级)(卤化)
CH3 CH2 CH2 CH2Br （亲核置换）
三、卤化反应的应用
1、制备具有不同生理活性的含卤素药物。
2、在官能团转换中，卤化物常常是重要的中间体。
3、为提高反应的选择性，卤原子可作为保护基、
阻断基等。
第一节 卤化反应机理
一、电子反应机理（P1-3）
1、亲电反应
（1）亲电加成 ① 桥型卤正离子或离子对的过渡态形式 ② 三分子协同亲电加成 （2）亲电取代
CH3(CH2)4 CH
CH2
NBA/HF/Et 2O
CH3(CH2)4 CHCH2Br F
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应 1、卤化氢对烯烃的加成反应 （1）反应通式 生成卤素取代的饱和烃。反应时可采用卤化氢 气体或其饱和有机溶剂，或用浓的卤化氢水溶液， 或用无机碘化物/磷酸等方法。
H C R2 C X R4
（3）卤化试剂（P16）
常用卤化剂为卤素、 N－卤代酰胺（NBS和
NCS）、次卤酸酯等，其中N－卤代酰胺最好，
无芳核取代和羰基α位取代（亲电取代）等副反
应，特别适用于苄位和烯丙位的卤取代。 （4）溶剂（P16） 常用惰性溶剂，如CCl4、CHCl3、苯等。 （5）作用物结构（P13－15）
主要取决于中间体自由基的稳定性。
① 芳烃的卤取代反应
② 羰基α位的卤取代反应
③ 炔烃的卤取代反应
2、亲核反应：亲核取代
二、自由基反应机理（P3-4）
1、自由基加成
2、自由基取代
第二节 不饱和烃的卤加成反应
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
生成邻二卤化物。其中，氯化和溴化最常用，
氟化和碘化的应用受到限制（P5）。
芳烃的卤取代反应
氯取代实例1
Cl2/FeCl3
Cl
氯取代实例2
N
NCS CHCl3,reflux
N
N
Cl
N
芳核的溴取代
• 溴化条件：
– 铁粉或三氯化铝催化下，溴为溴化剂；
– 碘催化下，溴为溴化剂；
– NBS为溴化剂
– 溴化氢+过氧化物：HBr+t-BuOOH(叔丁基过 氧化氢) – HOBr – CH3COOBr, CF3COOBr
芳核的溴取代实例1-3
ArH + Br2 +I2
CH3 Br2/I2(Fe) －5~0℃ CH3
CH3 Br2/Fe
ArBr + H +I2Br
CH3 [ 40 ]
( 94%~97%) Br CH3CLeabharlann 3 BrNO2NO2
芳核的溴取代实例5和6
CH3 Br NBS CH3CN OCH3 CH3
OCH3
芳核的氯取代
• 氯取代条件： – 在三氯化铝或三氯化铁的催化下与氯气 反应生成氯代苯，但也会得到二氯代苯， 分离困难，工业上制备氯代苯为用。see – NCS为常用的试剂，温和的氯化剂，选 择性好。 see – HOCl, Cl2O, H2+OCl(酸性条件下HOCl中 氢氧根负离子被氢离子结合)
1.用发烟硫酸氧化生成的溴化氢成溴。
2.如果用AlCl3催化，氮原子与AlCl3络合，进一步降低了 芳核的电子云，使反应难易进行。
3.倘若吡啶环上有供电基团，反应就容易的多。
Br2/AcOH N 20～50℃ NH2 N Br [48b] (62%～67%) NH2
芳烃的卤取代 －复习需思考的问题
硫酰氯，刺激性液体，高活性的卤化剂，溶于乙醚
药物合成反应综合习题与答案-3
30. 以下哪个试剂为常用的缩合试剂？
A.
B.
C.
D.
三、请解释以下反应的历程。 1. 2.
3.
4.
四、完成反应式。 1. 2. 3. 4.
5. 6. 7. 8. 9.
10.
五、 问答题。 1. 根据本学期的实验“磺胺醋酰钠的合成”，回答以下问题：
(1) 该反应属于你学习过的什么反应类型？ (2) 请解释以上反应的机理。
。
A. 硝基
B. 苯基
C. 磺酰基
D. 甲氧基
6.脂肪胺的 N-酰化产物的类型是
。
A、 酯 B、 酰胺 C、 酮 D、 酸酐
7．Friedel-Crafts 酰基化反应常与 联用，以制备带侧链芳烃的纯品。
A. Diels-Alder 反应 B. Perkin 反应 C. Clemmensen 反应 D. Blanc 反应
B.仲醇
C. 叔醇
D. 苄醇
14. 以下试剂与醇发生 O-酰化反应，活性最强的是哪一种 。
A. 乙酰胺
B. 苯甲酰氯 C. 丁酸酯
D. 乙酸酐
15.酸性最强的羧酸是 。
A. 苯甲酸 B. 对硝基苯甲酸 C. 对氰基基苯甲酸 D. 对甲氧基苯甲酸
16. 以下反应属于哪种反应类型 。
A. Hundriecker
8．由羧酸制备酰氯最常用最有效的试剂是 。
A. PCl5
B. SOCl2 C. PCl3
D. POCl3
9. 烯丙位 H 的卤取代反应的条件是什么？
。
A. 光照或引发剂 B. 碱性环境 C. 酸性环境 D. 质子溶剂
10. 以下催化剂中，不能够夺取 H 原子，起到碱性作用的是 。
芳香族卤代物
苯炔的反应
P815
苯炔在有机合成中的应用：see a review : H. Pellissier, M. Santelli, Tetrahedron, 2003,59,701
如对溴甲苯合成：
CH3 NO2 + NO2
CH3 CH3
CH3
分馏分离
NO2
NH2
N2+X-
Br
2. 芳烃亲电取代
+ X2 Lewis acid X
对于活性较大的环，只需卤素，不加催化剂
CH3 CH3 + Br2 CH3 CCl4 10 oC CH3 Br CH3 CH3
二、卤代芳烃的反应
1.亲电取代（邻、对位定位基） 2. 亲核取代反应 卤代苯不活泼，相对于极易发生亲核取代 反应的卤代烷，但某些情况下可以通过加 成－消除或消除－加成二种机理进行。 （１）加成－消除机理
+ CO2 + N2
P814
用邻二卤代苯与锂或镁反应制备
F M
消除 -MF
F Br
Cl Cl Cl Cl
M THF
M=Li, Mg
Cl Cl Cl
+ CH3CH2CH2CH2 Li
Cl Cl Cl Cl
乙醚，氮气保护
-25-35oC
Cl Cl Cl
L i Cl
-LiCl 25-50oC
用苯酚的邻三甲基硅三氟甲磺酸酯与CsF反应制备
G为吸电子基，Nu亲核试剂进入的 位置
G为给电子基，Nu-亲核试剂进入的位置
苯炔的制备
COOH NH2
采用邻氨基苯甲酸制备
H+
CH2Cl2
+ CH3(CH2)4O O NO C O N2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 反应机理 • 主要的影响因素 • 氯取代 • 溴取代 • 碘取代 • 两大问题：选择性和卤取代的强化
精品课件
芳烃的卤取代反应-反应机理
XX
or X-L
H
X
_H X
Àý£º X X
MXn
X
X N COR CR
(61)
络合物中间体
卤化剂：
▲卤素（有时用Lewis酸催化）
▲卤代酰胺(如NBS)
Br CH3
NBS
CH3CN OCH3
CH3 OCH3
C O N (C H 3)2
H B r/t-B uO O H
OCH3
H O A c/H 2O
精品课件
C O N (C H 3)2 Br
OCH3
芳核的碘取代
• 单独的碘取代效果不好，因碘化氢具有还原性； • 除去碘化氢的方法：
– 加入氧化剂（硝酸、过氧化氢、过碘酸或醋酸汞） – 加入碱（氨水、碳酸钠或碳酸氢钠）中和 – 加入氧化汞或氧化镁与HI形成难溶于水的碘化物
oxidization
精品课件
芳核上选择性卤取代的方法之一
——改变溶剂和温度
非极性溶剂
HO 1mol Br2/CS2
OH
0~5℃
[42a] (80%~84% )
Br
缚酸剂
Br 2mol Br2/Tol t--BuNH2/－70℃
OH Br
[42b]
(87%)
倘若在碱性水溶液中卤化，得到的是2,4,6-三卤代苯酚 精品课件
得NBS上的溴更易离去
1.NBS+DMF同样适用苯酚和高级芳烃的卤化。
精品课件
2. 苯胺若在水溶液中用卤素卤化会得到三卤代苯胺。
改善缺电子芳核的卤取代方法
• 采用催化剂 • 采用活性强的卤化剂
精品课件
缺电子芳核的卤取代实例1
O2N
O2N Cl2O/(CF3SO2)2O
POCl3/0℃
[45] (97%)
Br Br2/AcOH
20～ 50℃
N
NH2
精品课件
[48b]
(62%～ 67% ) N
NH2
芳烃的卤取代 －复习需思考的问题
• 芳烃卤取代的反应机理是什么？如果需要 催化剂，最常用的催化剂有哪些？
• 芳烃的氯取代和溴取代，常用的卤取代试 剂是什么？
• 如何通过改变条件实现芳环卤取代的区域 选择性？举例说明
精品课件
氯取代实例1
Cl2/FeCl3 Cl
精品课件
氯取代实例2
N N
N C S
C H C l3 ,reflu x
C l
N N
精品课件
芳核的溴取代
• 溴化条件： – 铁粉或三氯化铝催化下，溴为溴化剂； – 碘催化下，溴为溴化剂； – NBS为溴化剂 – 溴化氢+过氧化物：HBr+t-BuOOH(叔丁基 过氧化氢) – HOBr – CH3COOBr, CF3COOBr
(50%) (41%)
Cl
Cl
OBz
(40%) (74%) (37%)
硫酰氯，刺激性液体，精高品课活件 性的卤化剂，溶于乙醚
芳核上选择性卤取代的方法之三 ——NBS+DMF
H2N
H2N
NBS/DM F
[44]
r. t. ,24h
(93% )
Br
NBS可避免生成HBr， HBr本身有催化作用，使
DMF为极性非质子溶剂
I CF3COOI
精品课件
[51] (77%) I
芳核的碘取代实例3
NH2
ICl/AcOH I
100oC, 2h
NH2 I
NO2
NO2
ICl：无机盐，溶于乙醇、乙醚、四氯化碳和冰醋酸 。
精品课件
芳核的碘取代实例4
HHale Waihona Puke OH O N aI/t-B uO C l
C H 3C N ,0℃
[53]
(97% ) I
• 采用强的碘化剂（ICl，RCOOI，CF3COOI） 来增强碘正离子的浓度。
精品课件
芳核的碘取代实例1 和2
C H 3O C H 3O
C H 2O H
C H 3O
I2/H g(O A c)2
CH 2Cl2/r.t.,3h C H 3O
O C H 3
C H 2O H[50]
(76% )
I O C H 3
精品课件
芳核的溴取代实例1-3
A r H + B r 2 + I 2
A r B r+ H + I 2 B r
C H 3 B r2/I2(F e)
－ 5~ 0℃
C H 3
B r
CH3
Br2/Fe
C H 3 [40]
( 94% ~ 97% ) C H 3
CH3 Br
NO2
精品课件
NO2
芳核的溴取代实例5和6
• 在芳环的碘取代过程中为什么加入氧化剂 和碱性缓冲物质?
• 对于缺电子的芳杂环和富电子的芳杂环的 卤取代有什么差异?
精品课件
下次课程预习
• 醛和酮的－卤取代反应（重点） • 烯醇和烯胺衍生物的卤化反应（次重点） • 羧酸衍生物的－卤取代反应（有兴趣自
▲次卤酸（酯）
OH
定位规律：与一般芳烃亲电
▲次卤酸酐(Cl2O)
取代相同
精品课▲件 酰基次溴酸酐（CF3COOBr）
芳烃的卤取代反应-主要的影响素
• 催化剂： FeCl3,AlCl3,ZnCl2,TiCL4,SnCl4， 缺电子芳烃的卤取代尤其需要。
• 溶剂：极性溶剂为多，常用稀醋酸和稀盐 酸（反应激烈）、氯仿或二氯甲烷（反应 温和）。非极性溶剂中反应速度慢，可提 高选择性。
Cl
实际上是三氟甲磺酰次氯酸酐CF3SO2OCl 参与反应
精品课件
缺电子芳核的卤取代实例2
B r B r2/H 2SO 4/SO 3
[48a]
130℃ , 7.5h N
(86% ) N
1.用发烟硫酸氧化生成的溴化氢成溴。 2.如果用AlCl3催化，氮原子与AlCl3络合，进一步降低了 芳核的电子云，使反应难易进行。 3.倘若吡啶环上有供电基团，反应就容易的多。
• 温度：一般为室温到低温范围，缺电子芳 烃需要高温。低温反应速度慢，但能提高 选择性。
• 芳烃上取代基的影响：吸电子（存在卤化
困难的问题）和释电子（存在多卤取代的
问题）
精品课件
芳核的氯取代
• 氯取代条件： – 在三氯化铝或三氯化铁的催化下与氯气 反应生成氯代苯，但也会得到二氯代苯， 分离困难，工业上制备氯代苯为用。 see – NCS为常用的试剂，温和的氯化剂，选 择性好。 see – HOCl, Cl2O, H2+OCl(酸性条件下HOCl 中氢氧根负离子被氢离子结合)
芳核上选择性卤取代的方法之二
——改变卤素的浓度
CO2Me
Me
OH
CO2Me
Me
OH
CO2Me
Me
OH
+
OBz
(62)
1molCl2/NaOAc/AcOH/r. t.
2molCl2/NaOAc/AcOH/r. t.
4molCl2/NaOAc/AcOH/r. t. SO2Cl2/Et2O/0℃
Cl OBz