第六章 卤代烃
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第六章 卤代烃 (4学时)
[目的要求]:
1.掌握卤代烃的命名。了解卤代烃的分类。 2.掌握卤代烃的性质和制备; 2.理解亲核取代反应历程;
4.了解一些重要的卤代烃的用途。
§6-1卤代烃的分类、同分异构和命名
一、 分类
1.根据原子数目可分
一卤代烃:CH 3X C 6H 5X 多卤代烃:CHX 3 C 6H 6X 6 2.根据卤代烃中烃基的结构不同可分
饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃
3.根据和卤原子相连的C 原子可分为
伯卤代烃、仲卤代烃、叔卤代烃(卤原子相连的C 原子是伯、仲、叔C 。
二、 命名
1.系统命名法 系统命名法是把卤原子当作取代基,即烃的卤代衍生物。它的命名与烃的命名相似,但在烃名称前面需标明卤原子的位置、数目和名称。
① 母体 选主链的情况有几种 a .含卤素的最长碳链 b .脂肪烃为母体 c .芳烃为母体
d .不饱和卤代烃含有重键多的最长碳链 ② 两种以上卤素,以氟、氯、、溴、碘为序标明
(以英文字母为序)
2.普通命名法 用于结构简单的命名
3.俗名 有些卤代烃采用俗名如: CHCl 3 氯仿(三氯甲烷); CHI 3 碘仿(三碘甲烷) CF 2Cl 2 氟里昂(二氟二氯甲烷)
C 6H 6Cl 6 六六六(1,2,3,4,5,6-六氯环已烷)
三、 同分异构
卤代烃的同分异构数目比相同碳的烷烃异构体要多。卤代烃比烷烃多官能团的位置异构。
乙烯式烯丙式孤立式
H 2C C H
Cl H 2C C H CH 2Cl H 2C
C H
(CH 2)n Cl
n ≥2
不饱和卤代烃H Cl Cl CH 2CH(CH 3)21,4-二氯代-异丁基环已烷
Cl Br
1-氯-4-溴苯 (IUPAC 1-溴-4-氯苯)C lC H =C H 2氯乙烯苄氯CH 2Cl 叔丁基氯
C CH 3H 3C CH 3
Cl
§6一、 物理性质
1. 一般为无色液体。
2. 卤代烷的蒸气有毒。
3. 沸点:
① 较相应的烷烃高。
② 随着C 原子数的增加而升高。 ③ RI >RBr >RCl >RF
④ 直链异构体沸点最高,支链越多沸点降低。
相同C 原子数1°RX > 2°RX > 3°RX
4. 比重:大于相同C 的烷烃。RCl 、RF <1; RI 、RBr >1
5. 溶解性:不溶于水,可溶于有机溶剂
二、 化学性质
卤代烃的化学性质比烷烃活泼得多,这主要是由于分子中的碳卤键的极性(C-X )
所引起的,因卤原子有较强的电负性,当与 C 原子形成碳卤键时,共用电子对偏向于卤素。
1.亲核取代 由于试剂是进攻分子中电子云密度较低的反应中心,具有亲核的性质。(注意和
芳烃中心的亲电取代比较反应中心)这类反应就叫做亲核取代反应。 ① 被羟基取代
② 与醇钠作用生成醚
称为Williamson 反应,是制备混合醚的一种方法。
③ 与NaCN 作用生成腈 这是有机合成中增长碳链的一个方法。 ④
氨解
⑤ 与AgNO 3反应
因为生成卤化银沉淀,可鉴别各种不同的卤代烃。
⑥ 小结
a .亲核取代反应可生成许多类型的有机物。
b .可形成C —C 键,增长碳链,是良好的烷基化试剂。
c .烃基的结构,对RX 的活性有很大的影响。
R L Nu 亲核试剂离去基团
+-R Nu L -+H 2RX ++R-OH NaX +H 2O
RX ++R-O-R`R`-ONa
NaX RX ++NaX 醇-+RX ++RNH 2NaX
NH 胺
铵盐
RNH 3Cl 醇RX ++AgX AgNO 3醇
RONO 2硝酸烷基酯↑
RX AgX AgNO 3
醇↑
1°2°RX AgX AgNO 3↑
烯丙式卤代烃
苄卤三级卤代烃
AgNO 3乙烯式卤代烃
卤代苯(-)
1°
2°RX RX RX 3°>>
·为什么乙烯式结构不活泼?
由于Cl 中孤对电子(p 电子)和π键盘发生共轭,使得C-X 结合牢固。可从氯乙烯的偶极矩来看,也说明有p-π共轭的存在:
··烯丙式卤代烃为什么活泼?因为氯离去后生成烯丙基正离子,形成了一种缺电子的p-π共轭体系,使得正电荷不再集中在一个C 原子上,π电子离域到空的轨道上正离子得以分子,使整个体系适当地趋于稳定,有利于反应的进行。
2
.消除反应——脱卤化氢
① 消除反应的速度 ② 消除反应的方向 2°和3°级卤代烃消除时存在方向问题。
生成稳定的烯烃,是消除的方向。Saytzeff 规则可用超共轭效应解释。 消除反应和亲核取代反应是一个竞争反应,在发生消除反应的同时还要发生亲核取代应,反应中究竟哪一种反应占优势,则与分子结构和反应条件有关。
3.与金属反应
卤代烃可和某些金属反应生成有机金属化合物(金属直接与C 相连的有机物)。 ① 与Mg 反应
有机镁试剂称为Grignard 试剂
,简称格氏试剂。在有机合成中是一类非常重要
RX
1°
2°烯丙式
乙烯式
CH 2=CHCH 2X
CH 2=CHX
CH 2X X >
>
RX RX RX 3°>>CH 2Cl
OH Cl -)MgCl CH 2=CHCH 2+
CH 2=CHCH 2Cl H 2C H
C CH 22空轨道RCH=CH 2RCH-CH 2H NaOH 乙醇++NaX H 2O
+CH 3CH 2CH=CH 2
CH 3CH 2CH-CH 3KOH 乙醇CH 3CH=CH 2CH 3+81%19%CH 3CH 2C=CH 2
CH 3CH-CH KOH 乙醇CH 3CH=C(CH 3)2+71%29%CH 3CH 3R-X +Mg
无水醚
R-MgX
Grignard 试剂
CH 2CH 3CH μ = 2.05μ = 1.45