卤化反应讲解
《卤化反应 》课件
目 录
• 卤化反应概述 • 卤化反应机理 • 卤化反应的条件与影响因素 • 卤化反应的工业应用 • 卤化反应的安全与环保 • 卤化反应的前沿进展与展望
01
卤化反应概述
定义与分类
定义
卤化反应是指将其他元素或基团替换 为卤素（氟、氯、溴、碘）的反应。
分类
根据卤化反应中卤素的不同，可以分 为氟化、氯化、溴化和碘化等。
详细描述
亲核取代卤化反应中，亲核试剂（如醇、胺等）进攻卤代烃的碳原子，卤素原子被取代基取代。这个反应过程中 ，亲核试剂首先与卤代烃形成络合物，然后发生取代反应，生成新的碳-碳键和卤化物。
消除反应卤化
总结词
不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同时生成碳-卤键。
详细描述
消除反应卤化中，不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同 时生成碳-卤键。这个过程中，不饱和烃首先形成不稳定的消 除中间体，然后发生消除反应，生成新的碳-卤键和烯烃。
氟代烃的合成工艺难度较大， 且氟气具有剧毒和强腐蚀性， 因此研究和应用相对较少。
05
卤化反应的安全与环 保
卤化反应的危险性
卤化反应通常涉及高温、高压和有毒有害物质，操作不当可能导致火灾、爆炸等安 全事故。
卤化反应过程中产生的废气、废水和废渣等废弃物，如未经妥善处理，可能对环境 造成严重污染。
卤化反应过程中使用的原料和催化剂等物质，如对人体有害，可能对操作人员的健 康造成危害。
高选择性卤化反应的研究
研究高选择性卤化反应，以实现特定位置或特定结构的卤化，提高产物的纯度和 收率。
开发高选择性卤化反应的机理和动力学模型，为优化反应条件和提高产物选择性 提供理论支持。
卤化反应在绿色化学领域的应用
探索卤化反应在绿色合成中的实际应用，如药物合成、材料 制备和生物活性分子合成等。
精细有机合成与设计 ——2.卤化反应
R RX
HX X
链终止：
X X
R X
RX X2
10:49
一、烷烃及不饱和烃α-位H的取代卤化
2．影响因素与反应条件
（1）引发条件 （2）引发剂
高温、光照或自由基引发剂
两大类
一类是过氧化物，如过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物等；
一类是对称的偶氮化合物，如偶氮二异丁腈（AIBN）等引发剂用
用卤化氢气体或其饱和的有机溶剂，或用浓的
卤化氢水溶液；反应困难，可加Lewis酸催化
CH2 CH(CH2)2CH3
HCl
CH3CH(CH2)2CH3 Cl
PhCH2CH CH2
gasHBr AcOH/0 C
O
PhCH2CH CH3 Br
10:49
二、卤化氢与烯烃加成
②烯烃的结构 双键碳原子上含有给电子基，；双键碳
一、卤素与烯烃加成
2．主要影响因素
（1）烯键临近基团 （双键的带电性---吸电子基、推电子基） （2）卤素 （3）溶剂
氯与烯烃的加成反应速度比溴快，但反应选择性比溴差，氟、碘 不考虑。 ①常用四氯化碳、氯仿、二氯化碳、二硫化碳、乙醚等惰性溶剂；
②亲核性溶剂（如H2O、RCO2H、ROH等）中进行时，溶剂中的亲核性基团可以 进攻中间体碳正离子，将降低1，2-二卤化物产率。添加无机卤化物，以增加 卤负离子浓度，可提高1，2-二卤化物的比例，减少这类副反应的发生。
N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS、NCS）
（2）亲核性溶剂中反应，N-卤代酰胺与烯烃加成可制得β-卤代
醇。反应历程类似于卤素与烯烃的亲电加成，卤正离子由N-卤代 酰胺提供，负离子来自溶剂，定位也遵循马氏规则。
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（％）
《卤化反应》PPT课件
溴化为中等放热，所有温度下，均有利于 向右方进行。
碘化则是吸热可逆反应。 但用ICl为碘化剂精选pp，t 则是放热反应。31
⑵ 乙烷：用 F2 进行取代氟化，发生C-C键 的断裂和聚合等副反应。 Why
精选ppt
32
• 加成卤化：
有机单元合成反应 ——
第四章
精选ppt
1
内容提要
• 取代卤化反应 • 加成卤化反应 • 置换卤化反应
小结
精选ppt
讨论
作业
2
主要内容（共14学时）：
❖ 卤化反应的定义、目的、重要性
❖ 卤化剂，卤化反应的类型
❖ 芳环上的取代氯化（重点）
⑴ 亲电质点、反应历程及动力学（重 点：催化剂存在下Cl2的氯化）
• 氯化
应用最广泛、制备最经济的卤化反应。 大批氯化产品，如…具有广泛的工业用途。
精选ppt
9
Cl2价格低廉，供应量大，因此，氯化 产物品种多，产量大，是最重要的卤化反 应，也是本章讨论的重点。
• Cl2 ?
电 解
2 N a C l+ 2 H 2 O 2 N a O H + C l2 + H 2
精选ppt
CH3
X X
X X
环上加成
X
• 卤化中除加入特定卤化剂，常需加入催化剂
或活化剂，如光能、热能或游离基引发剂。
精选ppt
29
4.2 卤化热力学
• •
性碳
卤
和卤 加 取 化
反键 成 代 反
应的 卤 卤 应
活稳 化 化 热
性定
精选ppt
30
卤化反应知识点总结高中
卤化反应知识点总结高中一、概念1.1 卤化反应卤化反应是指有机化合物中含有卤素原子发生的一类化学反应。
卤素包括氯、溴、碘和氟等，它们在有机化合物中往往展现出特殊的化学性质，因此引起了有机化学家的广泛关注。
1.2 卤代烷卤代烷是一类含有卤素原子（如氯、溴、碘）的有机化合物。
它们的分子结构中卤素原子直接连接在碳原子上，形成了C-X 键，其中 X 代表卤素原子。
常见的卤代烷有氯代烷、溴代烷和碘代烷等。
二、机理2.1 亲核取代反应在卤化反应中，最常见的是亲核取代反应。
亲核取代反应是一种在卤代烷的分子中，有一个亲核试剂进攻了卤代烷分子，取代了一个卤素原子的反应。
亲核试剂可以是氢氧根离子、氢氧根离子还原后的OH、CN 等。
在 SN1 机理中，亲核试剂和卤代烷发生竞争评价，通常以过量的亲核试剂为主。
在 SN2机理中，亲核试剂和卤代烷一起进行反应，这样生成的取代产物中两种异构体并存。
2.2 卤代烷的活性卤代烷的活性是指卤代烷分子中 C-X 键的极化程度。
一般来说，氟代烷 > 溴代烷 > 氯代烷 > 碘代烷。
这是因为卤素原子的电负性随原子序数的增加而递增，因此 C-X 键的极化程度也会随着增大。
活性的卤代烷易于发生亲核取代反应，而不活性的卤代烷则相对惰性。
因此，不同活性的卤代烷在进行卤化反应时会表现出不同的反应速率和产物构成。
三、特点3.1 亲核试剂的选择在进行卤化反应时，需要选择合适的亲核试剂来实现反应。
一般来说，对于不同的卤代烷活性，选择的亲核试剂也会有所不同。
同时，一些亲核试剂还需要配合溶剂、温度等条件，才能够有效地进行反应。
3.2 立体化学卤化反应中还涉及到立体化学的问题。
在 SN1 机理中，由于离子是在分子内部形成的，因此不会发生立体异构体的生成。
而在 SN2 机理中，取代产物往往会形成两种可能的异构体。
另外，还有一种叫做消旋化学的问题。
由于反应中涉及到手性碳原子的取代，因此当卤代烷存在手性时，反应产物也会涉及到手性物质的生成。
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）。
第三章 卤化反应
(3) 以二氯硫酰为氯化剂
SO2Cl2 ClSO2- + Cl+ Cl- + SO2↑
2017/2/19
10
(4) 不用催化剂的情况： 前提：当有机物容易被氯化且反应可以在水介质中进行。
Cl2 + H2O HOCl + H+ HOCl + H+ + ClH2O + Cl+
(5)盐酸加氧化剂体系 在水介质中进行氯化时，一般用盐酸加氧化剂来产生Cl2或 Cl+，并利用控制氧化剂的用量来控制Cl2的生成量。
+ I2 + H2O2
2
+ 2H2O
植物生长调节剂
3.3 羰基α-H取代卤化
3.3.1 反应历程
H+ 或L
+ X+
碱催化
C O-
C
C O
C X
羰基α一氢的取代卤化是酸催化或碱催化的亲电取代反应，卤化剂 主要是Cl2和Br2，卤素总是取代羰基的α位的氢。
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O HN C NH
二苯脲
O HN Cl C Cl Cl NH Cl
氯化，Cl2 水介质
SO3H Cl
水解，-CO2 稀H2SO4 70～120℃
SO3H NH2 Cl
水解，-SO3H 50%～70%H2SO4 140～170℃
SO3H NH2 Cl
SO3H
Cl
SO3H
3.2.2 芳环上的取代溴化反应
1、十溴二苯醚的制备(阻燃剂）
大过量溴为溶剂
O
Br Br
Br Br O Br Br
Br Br Br
AlCl3
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。
卤化反应药物合成反应课件
卤化反应的历程与机理
历程
卤化反应通常包括三个步骤：亲核试剂或亲电试剂接近底物、形成碳卤键、离 去基团离去。
机理
根据不同的卤化反应类型，其机理也有所不同。例如，亲核卤化反应通常是通 过SN2（双分子亲核取代）机理进行的，而亲电卤化反应则通常是通过SE2（单 分子亲电取代）机理进行的。
02 卤化反应在药物合成中的 应用
过渡金属催化的卤化
研究过渡金属催化剂在卤化反应中的作用机制和应用 范围。
新型卤化剂的开发
探索新型、高效的卤化剂，以替代传统卤化剂，降低 环境影响。
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杂环化合物的卤化
杂环化合物的卤化是指将杂环化合物中的氢原子被卤素取代的反应。在药物合成 中，杂环化合物的卤化常用于制备杂环族卤代烃，作为合成其他复杂化合物的中 间体。
杂环化合物的卤化通常采用强酸或强氧化剂作为催化剂，例如硫酸、硝酸等。在 卤化反应中，杂环化合物可以与卤素发生亲电取代反应，生成杂环族卤代烃。
03 卤化反应的工业应用
卤化反应的工业化过程
原料准备
选择合适的原料，确保 原料的纯度和供应稳定
性。
反应条件控制
调节温度、压力、浓度 等反应条件，确保反应
顺利进行。
产物分离与纯化
采用蒸馏、萃取、结晶 等方法对产物进行分离 和纯化，得到高纯度的
卤化物。
废物处理与环保
对产生的废物进行妥善 处理，确保符合环保要
卤化反应的未来发展方向
开发高效催化剂
通过研究新的催化体系， 提高卤化反应的活性和选 择性。
绿色化学方向
探索环境友好的反应条件 和替代品，降低卤化反应 的环境影响。
计算机辅助设计
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）。
卤化反应专题知识讲座
2024/10/9
15
卤化反应动力学
• 芳烃旳氯化能够引入一种或多种氯原子, 所以是一连串反应,因为氯是一种吸电子 取代基,所以引入一种氯原子后,再引入 一种氯原子就不那么轻易.所以k1/k2=10
2024/10/9
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芳环上取代卤化反应历程
• 芳环上取代卤化反应是亲电取代反应.用Lewis酸进行 催化. 例: FeCl3、AlCl3、SbCl3、TiCl4 等，反应 中旳慢环节是б－配合物旳生成
+ Cl2
FeCl3
δ
δ+
FeCl3 Cl Cl
+-
FeCl4
Cl+ (3-3)
+ Cl+
+ _
酸催化
烯醇化
CC OH
+ X+
卤化
+
CC OH X
—H+ 脱质子
C C (3-46) OX
碱催化
CC OH
—H+ 脱质子
+ X+
CC
_ O
卤化
CC OX
(3-47)
2024/10/9
31
催化剂
• 酸催化剂
• 质子酸--------H2SO4, HCl
• Lewis酸-------硫磺, 磷, 碘, 金属卤化物(为了缩短诱 导期,能够加入少许卤化氢,有利于烯醇式旳形成)
• 碱催化剂
• 无机碱------NaOH, CaO
• 有机碱------脂肪胺, 吡啶, 三苯基膦, 酰胺, 乙醇钠 等.
卤化反应的反应机理
卤化反应的反应机理卤化反应是有机化学中一类重要的化学反应，涉及卤素（如氯、溴、碘）与有机化合物之间的化学反应。
这类反应通常涉及卤素的取代反应、加成反应以及消除反应。
在这篇文章中，我们将深入探讨卤化反应的反应机理，重点关注取代反应和消除反应。
1. 取代反应的反应机理取代反应是卤化反应中最常见的类型，其中一个卤素原子被有机分子中的其他官能团取代。
以氯代烷烃的取代反应为例：1.1 取代反应的步骤亲核攻击：取代反应的第一步是亲核攻击，通常由亲核试剂（如氢氧根离子、水分子等）引发。
亲核试剂中的亲核部分攻击有机分子中的卤素原子，形成一个中间产物。
生成中间产物：亲核攻击后，形成的中间产物是一个带有正电荷的中间态。
在氯代烷烃的例子中，中间产物是带正电荷的碳离子。
去负离子离去：在生成中间产物的同时，原有的卤素离子离去，形成最终产物。
这一步骤中，通常离去的是一个带负电荷的离子，如氯离子。
1.2 取代反应的例子以氯代烷烃的取代反应为例，反应方程式如下：在这个例子中，氢氧根离子（OH^-）作为亲核试剂，攻击氯代烷烃中的氯原子，形成乙醇和氯离子。
2. 消除反应的反应机理消除反应是卤化反应的另一种类型，其中有机分子中的卤素与邻近的氢原子消失，形成双键或三键。
以氢氧化钠存在的条件下，氯代烷烃发生消除反应的机理如下：2.1 消除反应的步骤负离子攻击：消除反应的第一步是负离子攻击。
在氢氧化钠存在的条件下，通常由氢氧根离子攻击氯代烷烃的氢原子，生成一个带有负电荷的中间产物。
负电荷传递：在负离子攻击后，负电荷传递到氧原子上，形成一个含氢氧根离子的中间产物。
氢离去：中间产物中的氢离子离去，同时卤素原子也离去，形成最终的产物。
在氯代烷烃的例子中，最终产物是烯烃和氢氧根离子。
2.2 消除反应的例子以氯代烷烃的消除反应为例，反应方程式如下：在这个例子中，氢氧根离子（OH^-）作为负离子试剂，引发消除反应，形成乙烯、水和氯离子。
总体而言，卤化反应是有机化学中的重要反应类型，涉及到卤素的取代、加成和消除等多种反应。
药物合成反应第1章卤化反应课件
b.当芳环上边有吸电子基时，不利于反应，且产 物为间位定位。如：
②催化剂
NO 2
Br2, Fe
120-135℃, 3h
NO 2 Br
常用的有： AlCl3、SbCl5、FeCl3、FeBr3等。
③溶剂 （多为稀醋酸、稀盐酸等极性溶剂）
成时，可加入少量的路易斯（Lewis）酸进行催化。
ⅲ）温度
不宜太高，否则可能引起二卤化物脱卤化氢。
⑤光照或自由基引发：自由基加成
2. 卤素对炔烃的加成： 与烯烃加成机理类似 得到反式二卤烯烃
与SOCl2和BBr3的卤代：
二、 不饱和羧酸（酯）的卤内酯化反应
——不饱和羧酸的C=C双键上形成三元环卤正离子
②连有供电子基时，则自由基的稳定性增加。 ③对于开链烯烃，烯键α位亚甲基一般比α位甲基 容易卤代。如：
α位亚甲基
α位甲基
④NBS、NCS对烯丙位及苄位卤取代的选择性高。
应用：
CH3 COOH
Br2, PhCl 微微回流
CH 3 Br，hλ
Br 160-180℃
CH2Br
防晒药对氨苯甲酸的中间体
COOH
3. 应用 ①氟取代 ②氯取代 ③溴取代 ④碘取代
第三节 羰基化合物的卤取代反应
一、 醛和酮的α-卤取代反应
1. 酮的α-卤取代反应
亲电取代反应历程 常用卤化剂：卤素分子、N－卤代酰胺、次卤酸酯、 硫酰卤化物等 常用溶剂： 四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸等
①酸催化下的α-卤取代反应 反应机理：
主要影响因素：
对于无α-氢的芳醛，用卤素可直接取代醛基C上 的氢。如：
3. 羧酸及其衍生物的α-卤取代反应 羧酸α-氢不如醛、酮α-氢活泼，需在硫、磷等
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。
药物合成反应-2卤化反应
直接法通常在高温或光照条件下进行，卤素作为亲电试剂与 有机物分子中的碳-氢键发生反应，生成2卤化物。这种方法 需要使用大量的卤素，且反应条件较为剧烈，因此具有一定 的局限性。
取代法
总结词
取代法是一种通过卤素取代有机物分子中特定基团的合成方法。
详细描述
在取代法中，卤素作为亲电试剂攻击有机物分子中的特定基团，如羟基、氨基等，将其取代为卤化物。这种方法 具有较高的选择性，可以合成结构较为复杂的2卤化物。
2卤化反应在药物合成中的重要性
合成关键中间体
简化合成路线
2卤化反应可以合成多种药物的关键 中间体，为后续的药物合成提供必要 的物质基础。
在某些药物合成中，2卤化反应可以 作为关键步骤，简化整体的合成路线， 提高合成效率。
结构多样性
通过选择不同的起始原料和反应条件， 2卤化反应可以实现多种类型的结构 转化，为药物分子设计提供更多可能 性。
详细描述
在抗生素的合成过程中，2卤化反应常被用于合成具有特定结构的中间体或活性物质。 例如，通过2卤化反应可以将某些烯醇类化合物转化为具有抗菌活性的卤代酮或卤代酸。 这些卤代酮或卤代酸化合物可以作为先导化合物，进一步优化和改良以获得具有更高活
性和更低毒性的新型抗生素。
在抗癌药物合成中的应用
总结词
2卤化反应在抗癌药物合成中具有重要作 用，能够为药物分子的设计和合成提供 关键的中间体或活性物质。
2卤化反应的类型与机理
类型
常见的2卤化反应包括芳香族2卤化、脂肪族2卤化、羟基2卤化等。
机理
不同类型的2卤化反应具有不同的反应机理，如亲电取代、亲核取代等。了解反 应机理有助于更好地选择合适的反应条件和催化剂，提高反应效率和选择性。
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OH H
氯霉素
17
H3C
SO2NHCONH(CH2)3CH3
甲苯磺丁脲 t1/2 5.7hr
Cl
SO2NHCONH(CH2)2CH3
氯苯磺丙脲 t1/2 33hr
18
甲苯磺丁脲片 通用名： 甲苯磺丁脲片 曾用名： 英文名： TOLBUTAMIDE TABLETS 拼音名： JIABEN HUANGDINGNIAO
用途： 作为特定活性化合物 作官能团转化的中间体
16
如：制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
CH3
CO OH
CH2I
CO OH
O
CH2OCCH3
CO OH
I2/CaO
CH3OH/CaCl2
O
O
CH3COOK DMF O
制备具有不同生理活性的含卤素的有机药物
H NHCOCHCl2
H2N
CC
CH2OH
13
第一节 卤化反应机理 第二节 不饱和烃的卤加成反应 第三节 烃类的卤取代反应 第四节 羰基化合物的卤取代反应 第五节 醇、酚和醚的卤置换反应 第六节 羧酸的卤置换反应 第七节 其他官能团化合物的卤置换反应
14
•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
15
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。
NO2 CHO
甲醇 回 流 CH3OOC
H3C
NO2 COOCH3
N CH3 H
12
Halogenation Reaction Halogenation is a chemical reaction that incorporates a halogen atom into a molecule.
卤化反应
Halogenati反应的定义、反应机理及其在药物合 成中的重要性。
掌握不饱和烃卤加成反应的立体化学及常用的 卤化剂。
掌握烃类、羰基化合物的卤取代反应的特点、 反应类型及立体化学。
掌握醇、酚、醚及羧酸的卤置换反应中常用的 卤化剂、反应条件及应用特点。
9
ROOC CH2 CO CH3
R' H
C
COOR
O
CH2
OC
HH
CH3
N
H ROOC
R'
H
+
C COOR
CH
C
-
C H3C NH2
C O CH3
10
R' H
RO2C
CO2R
H3C N CH3 H
R'
RO2C HNO2
CO2R
H3C N CH3
11
硝苯地平合成
+ 2CH3COCH2COOCH3+ NH3
• 和卤素的加成反应 • 不饱和羧酸的卤内酯化反应 • 和次卤酸(酯)、N-卤代酰胺的加成反应 • 和卤化氢的加成反应
27
一、与卤素的加成
1.卤素对烯烃的加成
（1）反应通式
CC
F＞ CI＞ Br＞ I
X2 CC
XX
F与不饱和烃反应太剧烈
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2CH2Br (原理？) + I2 → ICH2CH2I
23
本品为广谱抗心律失常药。疗效显著，但因副作用较多， 目前被列为二线的抗心律失常药。
24
第一节 卤化反应机理
一、电子反应机理 1. 亲电反应 2. 亲核反应 二、自由基反应机理 1. 自由基加成 2. 自由基取代
25
反应类型
• 亲电加成 • 亲电取代 • 亲核取代 • 自由基反应
26
第二节 不饱和烃的卤加成反应
－冠心病和稳定性心绞痛(劳力性心绞痛) －高血压 • 禁忌症 －心源性休克 －心肌梗塞急性期
6
硝苯地平Nifedipine
选择性钙通道阻滞剂
1 2 NO2
CH3OOC 4 COOCH3
5
3
1
H3C 6 N 2 CH3 H
1,4-Dihydro-2,6-dimethyl-4-(2-nitrophenyl)-
PIAN 本品主要成份为：甲苯磺丁脲。其化学名称
为：4-甲基-N-[(丁氨基)羰基]苯磺酰胺。 结构式： 分子式：C12H18N2O3S 分子量：270.35 药品类别： 胰岛素及其他影响血糖药 适应症： 适用于单用饮食控制疗效不满意的
轻、中度Ⅱ型糖尿病，病人胰岛β细胞有一定的 分泌胰岛素功能，并且无严重的并发症。
21
Br
溴苯那敏
CHCH2CH2NMe2
N
CO O C4H9
I
OCH2CH2N
C2H5 C2H5
I
胺碘酮
22
药物名称： 溴苯那敏 药物别名： 溴苯吡丙胺，溴抗感明，Parabromdylamine 英文名称： Brompheniramine 说 明： 片剂：4mg；缓释片：12mg。 功用作用： 丙胺类抗组胺药，镇静作用弱。用于皮肤粘 膜、过敏性疾病，对眼部过敏性疾病好，但作用较强。还可 用于慢性荨麻疹。 用法用量： 口服：4～8mg/次，1日3～4次。 注意事项： 有嗜睡及胃肠刺激症状，但较弱。
熟悉其它官能团化合物的卤置换反应。
2
【教学内容】
不饱和烃的卤加成反应。 烃类、羰基化合物的卤代反应。包括脂肪烃、
芳烃、醛、酮、烯醇、羧酸衍生物的卤化反应。 醇、酚和醚的卤代置换反应。 羧酸的卤置换反应。酰卤的制备，羧酸的脱羧
卤置换反应。 其他官能团化合物的卤置换反应。卤化物的卤
素交换反应，磺酸酯、芳香重氮盐化合物的卤 置换反应。
19
O HN
F 5-氟尿嘧啶
ON H Et
HN N
N
诺氟沙星
F
COOH
O
20
【作用与用途】 本品为嘧啶类的氟化物，属于抗代谢抗肿瘤药，能抑制
胸腺嘧啶核苷酸合成酶，阻断脱氧嘧啶核苷酸转换成胸腺嘧 啶核苷核，干扰DNA合成。对RNA的合成也有一定的抑制作用。
临床用于结肠癌、直肠癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、绒 毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、头颈部鳞癌、皮肤癌、肝癌、膀 胱癌等。
3,5-pyridinedicarboxylic acid dimethylester
吡啶
羧酸
二 甲 酯7
O
NO2
COOCH3
O
N CH3
硝苯地平代谢产物 8
H汉a奇ntzsch吡啶合成(1882)
两个分子的-羰基羧酸酯和 一分子的醛及一分子的氨缩合， 得到二氢吡啶衍生物，用亚硝酸 氧化得到吡啶衍生物，这个反应 称为Hantzsch吡啶合成。
3
【教学方法】
讲授、多媒体
4
药物合成反应的任务★
•探索新药开发的途径和方法，创制安全、高 效的新药，以满足医疗上的需要 •为生产化学药物提供经济合理的方法和工艺 •为合理有效应用现有化学药物提供理论基础
5
拜新同30/60控释片
• 制造商：拜耳医药保健有限公司 • 成份：每片含硝苯地平30/60毫克 • 适应症：