有机化学卤化反应
卤化反应
四种常用的N-卤代酰胺： O
N-溴（氯）代乙酰胺
H3C C NHBr (NBA)
O
O H3C C NHCl
(NCA)
O
N-溴（氯）代丁二酰亚胺
N Br
N Cl
• 定位：遵循马氏规则
O (NBS)
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
卤化反应：
在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤 化合物的反应。包括: 亲电加成、亲电取代、亲 核取代及自由基反应（从机理上考虑）
工业应用：20世纪20年代以后 1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成 1931年：工业生产氟氯甲烷 1958年：氧化氯化法合成卤代烷 现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原 料、中间体和工业溶剂;引入卤素原子作为保护 基、阻断基等
Br2 / CCl4
Br
C6H5
C
H C
H Br COOC2H5
C6H5 H CC
H Br COOC2H5
C6H5
Br H CC
H Br COOC2H5
主要产物
对于过渡态（2）： 卤负离子进攻开放式的碳正离子，得到相当量的顺式
加成产物。
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
δX
X R2 C C R3
R1
一些不饱和羧酸当双键形成环状卤离子时，在不受空 间阻碍的情况下，亲核性羧酸负离子向其进攻，可生成 卤代五元或六元内酯，称为卤内酯化反应。
I2/KI/NaHCO3
I
O
O
CH2COOH
4卤化反应
② 对氯苯酚：苯酚在40℃下，用SO2Cl2进行氯化时，主要 生成对氯苯酚，收率可达70%。
③ 2.4-二氯苯酚：苯酚在铁催化剂存在下，用氯气氯化时， 2.4-二氯苯酚的收率为85%~92%。
硝基苯胺的氯化：通常在酸性溶液中顺利氯化 萘的氯化：萘的氯化比苯容易，一氯化生成1-氯苯 和2-氯苯，二氯化生成十种异构体
酸催化的次氯酸的氯化
Cl2 ＋ H2O HOCl ＋ H2
+OCl
HOCl ＋ H+ ＋ ClH+
快 慢
H2+OCl
Cl+ ＋ H2O
(2) 反应动力学及氯化深度
C6H6 ＋ Cl2 k1 C6H5Cl ＋ HCl C6H5Cl ＋ Cl2 k2 C6H4Cl2 ＋ HCl C6H4Cl2 ＋ Cl2 k3 C6H4Cl3 ＋ HCl
N
安妥明Clofibratun
CH3 Cl O C CH3 COOC2H5
常用于降低血中胆固醇，适用于高甘油三酯血症。 最适用于Ⅲ、Ⅳ型高脂血症，对Ⅴ型高脂血症亦有效。
诺氟沙星（氟哌酸）(Nfloxacin Capsules)
1-乙基-6-氟-1， 4-二氢-4-氧代 -7-(1-哌嗪基)3-喹啉羧酸
单锅间歇
多锅连续 塔式连续
63.2 63.2 63~66
35.2~35.4 34.4 32.9~35.6
1.4~1.6 2.4 1.1~1.4
22~25 14.3 25~30
e. 氯化温度
苯氯化反应温度与k2/k1的关系 T，℃ k2/k1
18 0.107
25 0.118
30 0.123
早期:35~40℃；
第一章 有机化学-卤化反应
X
H
CH3
Cl2 /Fe
例
+
OH H2O 3Br2 OH H2O 2Br2 Br
OH Br
OH Br 2Br2/Bu-NH2 °C -70 OH Br
1molBr2 /CS2 0°C
OH Br
Br OH
OH
Br
Br
OH Br2/CS2 CH3
OH
CH3 Br
OH Br2 CH3
OH Br
CH3
NH2 NBS/DMF
O BrH2C C CH2CH2CH3 (1.5%) +
α-羰基自由基取代
O
O R' C
H C R''' Br2 R''
O
+
Br2
+ 光
O
光
Br C R''' R''
R'
C
2Br OH O + HBr Br
选择性溴化剂
O Br2 Br Br O
副反应
O Br Br
+
O
O Br
+
OH Br Br
Br
O CH3 BuH2C C
Si CH 2
Bu
OSi C C CH3
+
H Br2
-78℃
O BuH2 C C
△
O BuHC C Br
CH2 Br +
CH 3
反应机理
X C C OSi X-X C X C O- Si X C O C + XSi
例
OHC
COOEt ClSi
第二章卤化反应
X C
C
X C C C X
C X
X-X (X=Cl ，Br)
2．1 卤加成反应
烯烃的π键具有供电性，卤素分子受π键影响发生 极化．其正电部分作为亲电试剂，对烯烃的双键进 行亲电进攻，生成三圆环卤翁离子。然后，卤负离 子从环的背面向缺电子的碳正离子作亲核进攻，结 果生成反式加成产物。 究竟从三圆环背面进攻哪一个碳原于，这取决于形 成碳正离子的稳定性。烯键碳原于上连有烷基、烷 氧基、苯基等具有分散碳正离子正电荷作用的基团， 则该碳原于形成的碳正离子更趋于稳定，此处正是 x－优先进攻的位置。
特点：高度的立体选择性，产率高。纯度好，且反应温和。操作方便。
反应历程：离子型亲电加成。卤正离子是由质子化的N—卤代酰胺提 供、一OH等负离子来自反应溶剂。
2.2 卤取代反应
一、烷烃的卤取代反应
自由基取代历程 卤化试剂：氯、溴、硫酰氯、磺酰氯、次卤酸叔丁酯、N—卤 代仲胺、N—溴代丁二酰亚胺 卤素的选择性Br· ＞Cl·
C6H5 C H C H CO 2 C 2 H 5 Br CO 2 C 2 H 5 C6H5 Br 2 /CCl C C H
Br C6H5 C H Br C Br CO 2 C 2 H 5 H H C6H5 C C Br CO 2 C 2 H 5 H
主要产物
2．1 卤加成反应
(2)影响反应的主要因素
1.3卤化反应目的
（1）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就
是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、 香料、医药等精细化学品。如：农药2，6-二氯 苯腈的合成。
（2）通过卤化物的转化可制备含有其它取代基的衍生物， 如：利用引入卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等。 （3）向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，可 以改进其性能。如：向某些有机化合物分子中引入多个 卤原子，可以增强有机物的阻燃性。
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。
卤化反应
Cl2 k1
Cl
HCl
Cl
Cl2
k2
Cl
Cl
HCl
k3
Cl
Cl2
Cl
HCl
Cl
Cl2
苯在硝化、磺化、氯化中k1/k2值的比较
反应类型 硝化
磺化
氯化
k1︰k2
105~107 103~104
~101
❖ 卤化反应中，随着反应生成物浓度的不断变化， 使各级反应的反应速率也相应发生较大的变化。
❖ 苯氯化的动力学方程式看用下式表示：
ICl）等。
❖ 用于置换卤化的卤化剂有HF，KF，NaF，SbF3， HCl，PCl3，HBr等。
第二节 芳环上的取代卤化反应
一 反应历程 芳环上取代卤化的反应通式为：
ArH + X2 = ArX + HX 反应类型：典型的亲电取代反应。 进攻芳环的活泼质点：卤正离子(X+)，
1. 以金属卤化物为催化剂的反应历程
1 K-1
CA CA0
CA k CA0
CD CA0
=
K 1-K
CA CA0
1 K
CA CA0
k 1-K + K
K= k2/k1≠1
例：设苯氯化的转化率是50%，则
K=0.1/1=0.1 一氯苯的生成量
CC CA0
=
1 0.1 - 1
0.5
0.50.1 = 0.4811mol
二氯苯的生成量
CD CA0
亚铜进行氯化；目前采用分子筛分离得到纯 净的邻氯甲苯或者对氯甲苯。
（3）催化剂不同，邻、对位异构体比例不同。
催化剂
邻位/对位
二氯甲苯 含量（％）
第一章 卤化反应
2. 苄位、烯丙位的卤取代 苄位、
烯丙位、苄位氢原子较活泼，在较高温度及存在自由基引 发剂条件下，可用卤素、N-卤代酰胺、次卤酸酯等卤化剂于非 极性惰性溶剂中进行。 其中以N-卤代酰胺，尤其是NBS(N-溴代丁二酰亚胺)效果最 好，反应主要为三步： ①
X2 hν 或或或 引引卤 hν 或或或或 引引卤 X
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH R3 X R4
4. 与卤化氢的加成
I2/KI/NaHCO3 H2O/r.t.4h
H2C H O C O I H H I H O O
88%
反应两步完成：① I2从位阻小的双键方向进攻，生成过渡态； ② 羧酸氧负离子于β方向进攻三元环发生亲核进攻生成酯。
H
H C C Ph CO2H
Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
Br
H
H
Cl C 2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C 2H5 。 25 H H Cl
H3C
OCOCH3 Cl + CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
80%
2. 与N-卤代酰胺的加成 卤代酰胺的加成
Me C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
Me HO H Br
20-25°
Br
HO H Br M e C 16H30 Br
(84~85%)
当卤加成发生在亲核性溶剂(如H2O、ROH、RCO2H) 中时，因亲核试剂中的亲核基团也可进攻碳正离子过渡 态，故反应可得除1，2-二卤化和物外的其它产物。
(完整word版)卤化反应
第五章卤化第一节概述一、卤化反应及其重要性向有机化合物分子中引入卤素（X）生成C－X键的反应称为卤化反应。
按卤原子的不同，可以分成氟化、氯化、溴化和碘化。
卤化有机物通常有卤代烃、卤代芳烃、酰卤等。
在这些卤化物中,由于氯的衍生物制备最经济，氯化剂来源广泛，所以氯化在工业上大量应用;溴化、碘化的应用较少；氟的自然资源较广，许多氟化物具有较突出的性能，近年来人们对含氟化合物的合成十分重视.卤化是精细化学品合成中重要反应之一.通过卤化反应，可实现如下主要目的：（1)增加有机物分子极性，从而可以通过卤素的转换制备含有其它取代基的衍生物，如卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等.其中溴化物中的溴原子比较活泼，较易为其它基团置换，常被应用于精细有机合成中的官能团转换.（2）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、香料、医药等精细化学品。
（3)向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，还可以改进其性能.例如，含有三氟甲基的染料有很好的日晒牢度；铜酞菁分子中引入不同氯、溴原子，可制备不同黄光绿色调的颜料;向某些有机化合物分子中引入多个卤原子，可以增进有机物的阻燃性。
二、卤化类型及卤化剂卤化反应主要包括三种类型:即卤原子与不饱和烃的卤加成反应、卤原子与有机物氢原子之间的卤取代反应和卤原子与氢以外的其他原子或基团的卤置换反应。
卤化时常用的卤化剂有：卤素单质、卤素的酸和氧化剂、次卤酸、金属和非金属的卤化物等，其中卤素应用最广，尤其是氯气。
但对于F2,由于活性太高，一般不能直接用作氟化剂，只能采用间接的方法获得氟衍生物.上述卤化剂中,用于取代和加成卤化的卤化剂有:卤素(Cl2、Br2、I2）、氢卤酸和氧化剂（HCl ＋NaClO、HCl＋NaClO3、HBr＋NaBrO、HBr＋NaBrO3)及其他卤化剂（SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl)等,用于置换卤化的卤化剂有HF、KF、NaF、SbF3、HCl、PCl3、HBr 等。
卤化反应
1.均裂方式: A B
A+ B
2.异裂方式: A B
A+ B
1)亲电反应 : RCH=CH2 + HBr
2)亲核反应: RCH2Cl + CN
RCHCH3 Br
RCH2CN + Cl
3.协同方式
+
酸碱理论： 1. Brönsted酸碱理论
Brönsted酸：质子的给予体 HX, HAc, C6H5COOH, C6H5SO3H Brönsted碱：质子的接受体 NH3, RNH2, ROH, ROR, RO , OH , Cl
机 理： 亲电加成
R1
R3
CC
R2
R4
X-OH
HClO
HBrO
Cl--OH Br--OH
R1 OH R3
CC
R2 X R4
R1 OH
R3
CC
R2
X R4
实例：
OH Cl2/NaOH/H2O HgCl2/ 15~20℃
Cl
(70~73%)
Ar - CH CH2 HCl O/ H2O 收 率 较 低
C OCl ( 有 机 溶 剂 中 ) Ar - CH- CH2 70%
AcOH/ H2O
OH Cl
OH -
Ar - CH - CH2
+
Cl
通 式： R1
R3
CC
68-80%
C6H5 HC CH2Br O OC CH 3
20-32%
C6H5 HC CH2Br +
Br2/CH3COOH,LiBr
Br
84%
C6H5 CH CH2Br OOCCH3
精细有机合成单元反应_02卤化反应
2.5 饱和烃的取代卤化
2.5.2 一氯甲烷的氯化制多氯甲烷
以石油化工的廉价甲醇为原料，先与盐酸反应生成一氯甲烷，再 将一氯甲烷氯化成多氯甲烷。除高温气相热氯化法外，也可用液 相引发氯化法。
2.5.3 氯化石蜡
是以C10～C30的正构烷烃为原料，经取代氯化制得的产物的总称。
每种产品都是混合物，其化学式和相对分子质量都是平均值，商
Cl
Br
Cl2 , 15 ℃ 1,2－ 二 氯 乙 烷 溶 剂 四 氯 化
HO
CH3 C CH3
OH
• －X(－Cl)
亲核置换 －NH2,－OH,－F,－OR,－OAr
OH
Cl
δ+
OH
OCH 3
OCH3 NH3
NH 2
2.1 概 述
(1) 氯化剂
2.1.1 卤化剂
最常用的氯化剂是氯气，价格低廉，供应量大。 液态SO2Cl2，反应温和、加料方便、计量准确，但价格太贵 在水介质中进行时，可用盐酸加双氧水、次氯酸钠和氯酸钠 (2) 溴化剂 最常用的是分子态溴，特别用于制备含溴的阻燃剂。 (3) 碘化剂
催化剂是废铁屑、废铁管。
(2) 苯的二氯化制对二氯苯催化剂：苯的二氯化时，如果用FeCl3作催化剂， 对/邻二氯苯的比例仅1.49 ～ 1.55︰1；Sb2S3，对/邻之比为3.3 ～ 3.6︰1； Sb2S3-I2，对/邻之比为7.5︰1；经氯氧混合气处理过的硫化铁-硅铝胶，对/ 邻之比为8.0︰1；经二氯乙酸钠等羧酸盐处理过的沸石，对位收率可达 95.7%。 (3) 甲苯的氯化制对氯甲苯：Lewis酸催化剂，对位选择性只有24% ～ 37%；
H－X + FeCl3 H+ + FeCl4－
卤化反应及其工艺概述
卤化反应及其工艺概述卤化反应是一种常见的化学反应，即卤素与其他化合物或物质发生反应，生成相应的卤化物。
卤素包括氟、氯、溴和碘。
卤化反应是许多工业生产过程中的重要步骤，也是合成有机化合物和制备无机化学试剂的常用方法之一。
卤化反应涉及到卤素的电子配置和反应条件的选择。
卤素的电子配置是ns²np⁵，其中n是主量子数。
这种配置使得卤素具有高亲电性，容易从其他物质中取走电子。
卤素与其他物质发生反应时，常常形成卤化物离子（如Cl⁻、Br⁻、I⁻），这些离子具有稳定的电子配置。
卤化反应的工艺可以根据反应类型进行分类。
1. 反应类型：卤化反应可以是置换反应、加成反应或还原反应。
置换反应是指卤素取代其他原子或基团，形成卤素化合物。
加成反应是指卤素与双键或三键发生加成反应，生成卤素化合物。
还原反应是指卤素被还原剂还原为低价态卤素或酸化合物。
2. 反应条件：卤化反应的条件包括反应温度、反应压力、反应物浓度和催化剂选择等。
反应温度和压力可以影响反应速度和产率。
反应物浓度可以影响化学平衡和反应速率。
催化剂可以提高反应速率和选择性。
在工业生产中，卤化反应通常具有以下几个重要应用：1. 制备无机化学试剂：例如，氯化钠（食盐）、溴化镁和碘化钾等是常见的无机化学试剂，可以通过卤化反应制备。
2. 生产农药和医药品：许多农药和医药品含有卤素，可以通过卤化反应生产。
例如，三氟甲基酮可以通过三氟甲基化反应得到，用于生产农药和医药品。
3. 合成有机化合物：许多有机合成反应需要卤素进行功能化或保护基团的反应。
例如，溴代烷可以用于取代反应、芳香性溴代反应和碘化反应。
综上所述，卤化反应是一种重要的化学反应，具有广泛的应用领域。
掌握卤化反应的反应类型和工艺条件对于合成化学和工业生产都具有重要意义。
卤化反应是一种常见的化学反应，广泛应用于工业生产和实验室合成中。
卤素包括氟、氯、溴和碘，它们具有高亲电性，易于与其他物质发生反应，形成相应的卤化物。
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）。
药物合成反应 第二章 卤化反应
醇羟基的置 换反应
一、卤素对不饱烃的加成反应
烯烃和炔烃中的双键和叁键，存在有不稳定的π键， 它们容易被亲电试剂进攻而发生断裂，进而发生加成反应 。药物原料分子中大多含有双键，利用药物原料分子中的 双键与亲电型卤化剂的加成是药物原料分子卤化的常用方 法，加成后得到相应的邻二卤化物。炔烃类含叁键的化合 物，在与卤素的加成中，叁键的反应活性比双键小得多， 应用远没有烯烃广泛。在药物合成技术中主要学习双键的 有关反应。
（三）常用卤化试剂
类别
分子式 Cl2
特
点
应用范围
常 见 卤 化 试 剂
Br2 HCl HBr HClO HBrO
活性高，易进行 ，但需注意反应的特 殊条件。
与不饱和键加成 • 在芳环上、芳环侧链上和羰 基α 位上取代
价廉易得，应用 广泛，反应条件要控 制。
不稳定，需新制 ；条件温和，但有副 产物。
CH2
CH2 + Cl2 + H2O
60
ClCH2CH2OH + HCl
用次溴酸合成氯霉素中间体（9）：
H CH CH CH2OH
Br2/H2O
Br C CH2OH
C
OH H (9)
又如用N-卤化酰胺合成α–卤代醇：
O H C C + RC N Br
H2O
Br C C OH
三、卤素与芳香烃的反应பைடு நூலகம்
CCl4 60
杂环中的五员环（呋喃、吡咯、噻吩等），环中碳的 电子密度比苯大，均为多电子杂环，亲电取代活性大于苯 ，卤代要容易进行些； 六员杂环（吡啶、吡喃、吡嗪等），环中碳的电子密 度比苯小，均为缺电子杂环，使位碳上的电子密度减小， 亲电取代活性小于苯，卤代要难进行些。
卤化反应
常用的溶剂有CHCl3、CCl4、CS2 、HOAc、PhN02、H2SO4、石 油醚等。
为简化氯气导入操作，氯气可在反应器中发生,即将被氯化物溶解或分
散于浓盐酸中，随后加入CaOCl2与KClO3 KMnO4或K2Cr207等氧化剂。
1.氯气的取代
(1) 烷烃的氯代反应
反应需在光照，高温或引发剂的存在下进行，
OHX RCHXCH2CX3'
:C X2
CX2 RCH CH2
3.取代反应 （1） 脂肪族的取代反应
RH Cl2
RCl
RCH2CH=CH2 NBS RCHBrCH=CH2
RCH2CHO X2
RCHXCHO
RCOCH3 X2
RCOCH2X
ArLi PhI
ArI + PhLi
RCH2CO2H
Br2 PC l3
2Na （Wutz反应） 2 Li 2 Zn
Mg/Et2O Pb/Na KOH-EtOH Zn-Cu/EtOH HI,P KOH,H2O
CH3CH2CH2CH3
（与金属的 反应）
CH3CH2Li
2EtZnCl -ZnCl2（消E除t2Z反n应）
EtMgCl
（还原反应）
PbEt4
CH2=CH2
CH3-CH3
CH3CH=CHCH=CHCH
3
NBS 含水 DMS
O
CH3CH-CHCH=CHCH3
93%
Br OH
NBS进行溴化具有两个显著的特点： (1)不会产生Br -，因而无二溴化副产物生成； (2)该试剂可溶于有机溶剂，不溶于水的烯类化合物可在有机溶剂中 与其进行反应。
5.2.5.2 Rydon类试剂
《药物合成反应》第1章卤化反应
1. 醇和卤化氢或氢卤酸的反应 反应机理：
R1
R1
R2
H+ C OH
R2
C
+
OH2
R3
R3
R1
-H2O 慢
R2
C+
R3
R1 R2 C X
R3
（SN1机理）
X慢
R1
R1
XR2
C
+ -H2O
OH2 R3
XC R2
R3
（SN2机理）
主要影响因素： ①水
加入去水剂除去生成的水使反应向有机氯化物 方向移动 ②醇的结构
CH3 – CH = CH2 + Br2 CH2Br
Hλ 或（PhCOO）2
CH3 – CH2 –
例如，11-溴十一酸乙酯的制备及消炎镇痛药苄 达明合成原料的制备：
（过氧苯甲酸酐）
HBr,2 (,N Ph aC BrOO)
C2 = HC2 C Hl-- C 5 oH C
Br2 C C 2 C H H 2 C Hl (8% 5 )
σ键 ：原子轨道重叠部分对键轴（两原子 的核间连线）具有圆柱形对称时所 形成的键；
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：
③向反应介质中加入含卤素负离子的添加剂，可减
少溶剂引起的副反应。如：
④具有季碳取代基的烯烃加成反应中，还可能存在 重排反应。例如：
第一章 卤化反应(上)
离子对过渡态
三分子协同
反马氏规则机理
R R C C H H + Br
HBr
光
R R C
H
C Br
+ Br
H H HBr R H C H C Br H
29
H Br
例如
雌激素己烯雌酚中间体的合成：马式加成
MeO CH CH CH3 MeO CH Cl CH2 CH3
HCl/PhH
消炎镇痛药苄达明中间体的合成：反马式加成
H
H O O
17
H C C
H Ph COOH
Br
H H Ph O O
Br2/CHCl3
69%
①
H C
Br H C Ph COO -
②
18
三、不饱和烃和次卤酸(酯), N-卤代 酰胺的反应
1.次卤酸(酯)对烯烃的加成反应 (1)反应通式
P8下
20
(2). 反应机理：
21
2. N-卤代酰胺对烯烃的加成反应
X O
①
C C C
+ HX 或
NH O
O N X O
③
C C C + X2 或
O NX O O
N +X O
C C C X
+ X
或
36
N O
(3). 影响因素
①取代基的影响： 若苄位有卤素 等吸电子取代 基，自由基的 稳定性降低， 使卤取代不容 易发生，除非 提高卤素浓度、 反应稳定或改 用活性更高的 卤化剂。 反之呢？
N-卤代酰胺和烯烃在酸催化下于不同亲核性溶剂中反应， 生成-卤醇类，羟基和卤素的定位符合马氏规则。
(1)反应通式
(整理)化学制药卤化反应合成理论
卤化反应卤化反应：在有机化合物分子中引入卤原子建立碳—卤键的反应称为卤化反应。
主要应用：（1）制备不同生理活性的含卤素药物。
（2）在官能团转化中，卤化物常常是一类重要的中间体。
（3）为了提高反应的选择性，卤原子可作为保护基、阻断基等。
卤化反应分为氟化、氯化、溴化和碘化反应。
氯化和溴化较为常用，氟化和碘化由于技术和经济等方面的原因，应用范围受到限制。
卤化反应分为加成反应、取代反应和置换反应。
第一节 不饱和烃的卤加成反应烯烃与炔烃中含有不稳定的π键，它们容易被亲电试剂加成（特殊情况下也可用自由基引发剂）。
常用的卤化试剂：卤素、次卤酸、N-卤代酰胺、卤化氢等。
一、烯烃与卤素的加成氟与烯烃反应非常激烈。
氟加成的同时，易发生取代、聚合等副反应，且由于C-F 键比C-H 键还稳定，有机氟化物不宜作为中间体使用。
碘和烯烃加成大多属于光引发下的自由基反应，由于生成的C-I 键不稳定，碘加成反应是一个可逆反应，多余的碘自由基又可催化碘分子的消除，该类反应很难得到产物，应用也很少。
氯或溴素对烯烃加成反应容易进行，有机氯或溴化物也是常用的有机合成中间体。
1．反应机理这类反应属于亲电加成机理。
2．产物构型氯和溴与烯烃的加成产物主要是对向加成物。
但随着作用物的结构、试剂和反应条件的RR4R 3R R 4R 3C R R 4R 3X (2)C C R R 4R 3X X C C R R 4R 3X X(3)(4)不同，同向加成物的比例有所变化。
如：氯加成反应中，因氯的原子半径比溴小，形成桥氯正离子的机会减少，同向加成产物比例增多。
3．主要影响因素（1）烯烃 烯烃的反应能力主要取决于中间体碳正离子的稳定性。
当双键碳原子上含有给电子基时，反应容易进行；当双键碳原子上含有吸电子基时，反应不易进行。
活性次序如下：（2）溶剂 反应常用四氯化碳、氯仿、二氯化碳、二硫化碳等惰性溶剂。
当在亲核性溶剂（如H2O 、RCO2H 、ROH 等）中进行时，将得到1，2-二卤化物和其它加成物的混合物。
卤化反应的名词解释
卤化反应的名词解释卤化反应是化学中一种重要的化学反应类型，它在有机化学和无机化学中都有着广泛的应用。
在这篇文章中，笔者将为读者解释卤化反应的概念，介绍其相关技术和应用，并探讨其在现代科学研究和工业生产中的重要性。
一、卤化反应的基本概念卤化反应是指卤素（如氯、溴、碘等）与其他物质发生化学反应的过程。
在这个过程中，卤素原子取代了其他原子或基团，从而形成相应的卤化物。
卤化反应可以是有机物与卤素的反应，也可以是无机物与卤素的反应。
有机化学中的卤化反应是非常重要的，它常用于合成新的有机分子或改变有机分子的性质。
例如，氯代烃通过取代烷烃中的氢原子而生成，溴代烃则可以通过溴素取代氢原子而得到。
这些卤化物在药物合成、染料制备和聚合物工业等领域中都有着重要的应用。
二、卤化反应的相关技术和应用1. 取代反应：这是卤化反应中最常见的类型，即卤素原子取代其他原子或基团。
在烃类化合物中，取代反应可以使其性质发生显著改变。
例如，在氯气作用下，甲烷（CH4）可以被氯气取代成为氯代甲烷（CH3Cl）。
2. 氧化反应：卤素也可以作为氧化剂参与反应，将其他物质的原子氧化或取代。
在有机化学中，氯气通常用作氧化剂，可以将羟基（OH）氧化成醛基（CHO）或羧基（COOH）。
3. 还原反应：有机化合物中的卤素还原反应是有机合成中重要的一环。
通过还原反应，可以将有机分子中的卤素原子转变为氢原子。
还原反应常用于制备具有特定功能基团的有机化合物。
三、卤化反应的重要性1. 新材料开发：卤化反应为新材料的开发提供了重要的合成途径。
通过卤素与其他物质的反应，可以合成出具有特定功能的有机或无机化合物，如荧光材料、导电材料和光电材料等。
2. 药物合成：卤化反应在药物合成中扮演着重要角色。
许多药物的合成过程中都需要进行卤化反应，从而改变药物分子的活性或稳定性。
药物化学家们可以通过卤化反应来合成新的药物分子，提高药物的疗效和安全性。
3. 点火器材和烟雾探测器：在民用和工业领域中，卤化反应被广泛应用于点火器材和烟雾探测器中。
卤化反应
CH=CH
Br2 CH3OH H
Br C Br C
H
+ H
C Br
OCH3 H C
副反应
CH= CH2 Br2 CH3CO2H H Br C Br C H H + H C Br OCOCH3 H C H
4。卤素活泼性的影响
由于氯的亲电性比较强，所以氯正离 子与烯烃的加成反应速度比溴正离子 快，但反应选择性比溴差。
第一节不饱和烃的加成反应
1－1卤素与烯烃的加成（Br2、Cl2）
氟是卤素中最活泼的元素，它与烯烃的 加成反应非常剧烈，并有取代、聚合等 副反应伴随发生，易发生爆炸。合成含 氟化合物要从卤交换或重氮化来制备。
RX
N2X
KF
RF
N2 BF4
HBF4
F + BF3 + N 2
碘的化学性质不活泼，与烯烃加成相当困 难，且生成的碘化物具有还原性.，
C C
Cl C Cl
协同反应
C C
Cl C Cl
Reimen—Tieman反应：
OH CHCl3 NaOH CH O OH O CH OH
机理：
OH C Cl Cl
OH C H OH C H OH OH H2O OH O CH Cl Cl H2O NaOH
C2H5 H
C=C
C2H5 H
CHCl3 OH
CH2 = CH CH3
CH2 = CH CH3 NBS/CCl4 CH2 = CH CH2 Br 光照
CH3
NBS/CCl4 80－90 C
o
CH2Br 90％
反应的历程，大多是自由基取代历程
NBS O C N Br C O B.P.O O C N + Br C O CH2 = CH CH3
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2013-11-20
定义：有机化合物分子中引入卤素原子(X)的反应称卤化 反应。
用途：制备特定活性化合物 制备官能团转化的中间体 引入卤素原子作为保护基、阻断基等
2013-11-20
O HN O N H
Et HN N F O
2013-11-20
F
5-氟尿嘧啶
N COOH
诺氟沙星
Br CHCH2CH2NMe2 N
3. 与N-卤代酰胺的加成
OH R C NH Nu C C X X
C C Nu C C X
Nu=H2O, ROH, DMSO, DMF
2013-11-20
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
NBS 英文名称：N-Bromosuccinimide 中文名：N-溴代丁二酰亚胺。
2013-11-20
动画演示
Cl HCl CH3-CH=CH2 CH2-CHCH3 只 有 HBr有反 马 氏 规 则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2 O2 或 光 照
2013-11-20
5. 与硼烷的加成及卤解
BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物 CH3CH2CH2Br
Cl
97%
2013-11-20
CH3 NO2 Br N O COOH
O N Br N H O Br
CH3
浓 H2SO4
O NO2 H N
+
+
N Br N H O
O COOH
二溴异氰尿酸
Br2/H2SO4 △
Br N
N
2013-11-20
N H
CO2CH3 Br
Br2/HOAc r.t(黑暗)
Br
Cl
52%* 69%*
+ CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
2013-11-20
13%* 8%*
I2/AcOAg/Et2O
H OAc I H 80%
2013-11-20
Ar H
H C C CH3
Br2
Ar C H C
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H O O
2013-11-20
H C C CO2H Br H
H Ph Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
H
Br CH CH Ph Br CO2H
少量
Ph + O O
69%
2013-11-20
第二节 烃类的卤取代反应
饱和烃卤取代 苄位、烯丙位的卤取代 芳烃卤代反应
2013-11-20
H CH3
比较下面六个化合物的活性 CH2=CH2 (CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 HOOCCHCHCOOH CH2=CHCN
(CH3)2C=C(CH3)2
2013-11-20
卤素对炔加成-得反式二卤烯烃
Br Br2 ph C C-CH3 LiBr Cl2 ph Br ph C Cl I C H
1.饱和烃卤取代：自由基历程
R H
X2 高温/ h/过氧化物
R X
反应活性：叔C-H>仲C-H>伯C-H(C.稳定性)
Cl2/CH2Cl2
h
降冰片烷
2013-11-20
Cl
外向型(exo) 70~95%
2. 苄位、烯丙位的卤取代
X2
h 或其他 引发剂
X O N +X O
O h N X 或自由基 引发剂 O
NCS NBA
NCA（N：氮，B:溴，C：氯，S：丁二酰，A：乙酰
2013-11-20
Dalton反应
R1 H
C
C
R2 H
NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
2013-11-20
Br R1 H
R2 C
H
C
O SMe2
Br H2O R1 C H
R2 C H OH
Br -消除 (在干燥D MSO中)
O BH O
C6H 13 C C H
H
O B O
C6H 13C CH 70℃,2h
H 2O 25℃,2h
C6H13 C H C
H I2/NaOH/H 2O
B(OH)2
C6H13 C H C
H 90%
Et2O/0℃
I
2013-11-20
CH3(CH2)5CH CH2 。 1. BH3.THF/ 0℃ 2. Br2/MeONa/MeOH 。 0℃
2013-11-20
机 理 :
R1 R3 R1
① 反向
ｘ
R3 R4 R3
R1 R2 R1
ｘ c c
R3 R4 ｘ R3
c
R2
δ+
c
R4
δ-
c
R2 R1
ｘｘ
② 正向
c + ｘ
+
c R2 ｘ ｘ R4
c
c
R2
c
R4 ｘｘ
讨论：碳正的稳定性
2013-11-20
立体化学问题
H H CH3 + CH3 Br2 Br H H CH3
反应类型:
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应
不饱和烃的卤加成反应 卤取代反应 卤置换反应 卤化反应中的重排
2013-11-20
第一节 不饱和烃的卤加成反应
和卤素的加成反应
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
2013-11-20
加卤素
C C
X2
C X
C X
X2=Cl2, Br2
卤内酯化 加卤化氢
无过氧化物 CH3CHBrCH3 Markovnikov加 成 反Markovnikov加 成
CH3CH=CH2
过氧化物
CH3CH2CH2Br
加次卤酸
C C X2 +H2 O C C + HX X2=Cl2 , Br2
2013-11-20
C
C-CH3
Cl C CH3 CH2OH C I
C
C-CH2OH
I2
2. 和次卤酸(酯)的加成
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH Байду номын сангаас3 X R4
2013-11-20
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
+
E π-络 合 物
慢 σ-络 合 物
E
快
E + H+
2013-11-20
ArH + 2 Br2 ArH + Br2 + I2
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
2013-11-20
OH Br2 H2O Br
OH Br
2013-11-20
CH3(CH2)7Br
BH3.THF 。 25
( H
)3B
I2/MeONa 。 MeOH/ 0 I
78% (endo/exo=80/20)
2013-11-20
6. 不饱和羧酸的卤内酯化反应
I2/KI/NaHCO3 CH2CO2H O C H2C H O I H H H2O/r.t.4h I
+
HO Cl2 HO
Cl
Cl
2013-11-20
多个亲核基团共存体系：
H 3C
H
C
H
C
C 2H 5
AcOH/ Cl2 H C 3 LiCl H
Cl C
Cl C H C2 H5
Cl
OAc H C C2H 5
+
H
H3C H
C
OAc I2 /AcOAg I H
2013-11-20
H3C
C2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C2H5 。 25 H H Cl 添加 LiCl OCOCH3 Cl
OH X
加硼烷
2013-11-20
1. 与卤素的加成
1 X2对烯烃的加成
C C X2 C X C X
F＞ CI＞ Br＞ I
F与不饱和烃反应太剧烈
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2CH2Br + CI2 → CICH2CH2CI + I2 → ICH2CH2I (I2太贵，需用I2时,，用NaI发生置换反应) 机理：亲电加成 溶媒：CH2CI2 CHCI3 CCI4 CS2
Br
CH3 CH3
H3C H3C
Br2/I2(Fe) 。 -5~ 0 Br
2013-11-20
NH2 NBS/DMF r.t.24h
OH NBS/DMF r.t.24h CH3 Br
2013-11-20
NH2
93%
Br
OH
89%
CH3
NO2 Cl2O/(CF3SO2)2O 。 0 /POCl3
NO2
溴苯那敏
I CO I O C 4H9