化学反应 第二章 卤代反应
mitusnobu反应卤代
mitusnobu反应卤代卤代反应是有机化学中一类重要的化学反应，其中卤素原子取代有机化合物中的氢原子。
这种反应可分为亲电取代反应和自由基取代反应两种类型。
亲电取代反应是指由亲电试剂引发的卤代反应。
亲电试剂通常是具有亲电性的原子或分子，如卤素、酸、酸酐等。
在反应中，亲电试剂攻击有机化合物中的亲电位，将其取代为亲电试剂中的原子或官能团。
亲电取代反应常见的机理有S_N1和S_N2两种。
S_N1机制是指亲电取代反应中的解离步骤是速控步骤。
在此机制下，亲电试剂首先离去，形成一个不稳定的离子中间体。
随后，中间体与亲电试剂中的离子进行反应，生成产物。
S_N1机制常出现在三级碳原子上，由于碳原子上的正电荷稳定性较高，中间体较为稳定。
S_N2机制是指亲电取代反应中的解离步骤与取代步骤同时进行。
在此机制下，亲电试剂与有机化合物同时进行攻击和离去的反应，生成产物。
S_N2机制常出现在一级碳原子上，由于碳原子上的正电荷稳定性较低，中间体不稳定。
自由基取代反应是指由自由基引发的卤代反应。
自由基是指具有未成对电子的原子或分子。
在反应中，自由基首先与有机化合物中的氢原子发生氢原子的活化，生成烷基自由基。
随后，烷基自由基与卤素原子发生反应，形成卤代烷烃。
自由基取代反应常见的机理有氢原子抽取机理和加成消除机理。
卤代反应在有机合成中有着广泛的应用。
通过调节反应条件和选择合适的亲电试剂或自由基引发剂，可以实现对有机化合物的特定位点进行卤素取代。
卤代反应可以用于合成药物、农药、染料等有机化合物，具有很高的合成效率和选择性。
除了亲电取代和自由基取代反应外，还存在其他类型的卤代反应，如芳香性亲电取代反应、芳香性自由基取代反应等。
这些反应在芳香化合物的卤素取代中起着重要的作用。
总结起来，卤代反应是有机化学中一类重要的化学反应，通过卤素原子取代有机化合物中的氢原子，实现对有机化合物结构的改变。
亲电取代反应和自由基取代反应是常见的卤代反应机制，具有广泛的应用价值。
卤代烃的化学反应
卤代烃的化学反应卤代烃的化学反应2010-04-2708:54卤代烃由烃基和卤素两部分组成,C-X键是卤代烃的官能团,也是化学反应容易发生的地方,当然,烃基也可以发生前面各章所讲的烃类的反应。
本节只讨论发生在C-X键上的反应以及由于C-X键的存在而发生的一些烃基上的反应。
5.3.1脂肪族卤代烃亲核取代反应脂肪族卤代烃亲核取代反应的基本形式为:亲核取代反应是卤代烃的一个特征反应。
在这个反应中,反应物中的离去基团离开,亲核试剂代替离去基团,形成产物。
表5.5列出了卤代烃的一些常见亲核取代反应。
表5.5一些常见的卤代烃亲核取代反应R-X亲核试剂反应产物OH-ROH+X-H2OROH+HXR'O-R'-O-R+X-R'C≡C-RC≡CR'+X-R'2CuLiR-R'I-R-I+X-CN-R-CN+X-R'COO-R'COOR+X-NH3R-NH2+X-NH2R'RNHR'+X-NHR'2RNR'2+X-PPh3[RPPh3]+X-SH-RSH+X-SR'RSR'+X-ArH,AlCl3Ar-R+X-[CH(COOR')2]-RCH(COOR')2+X-[CH3COCHCOOR']-CH3COCHRCOOR'+X-AgNO3RONO2+AgX5.3.1.1被羟基取代卤代烷与NaOH水溶液共热，卤原子则被羟基-OH取代，产物是醇:这个反应也叫做卤代烃的水解反应。
一般卤代烷都可由相应的醇制得，故对于较简单的卤代烷，这个反应的合成价值不高。
而对于一些比较复杂的分子，引入一个羟基常比引入一个卤素原子困难。
故在合成上往往先引入卤素原子，然后水解再引入羟基。
例如工业上将一氯戊烷的各种异构体混合物通过水解反应制得戊醇各种异构体的混合物，用作工业溶剂。
卤代烷水解反应速度与卤代烷的结构、反应溶剂及反应条件等有关。
重氮盐的卤代反应及其反应机理
重氮盐的卤代反应及其反应机理
重氮盐的卤代反应是指将重氮盐（如亚硝酸盐或硝酸盐）与卤素（如氯或溴）反应，从而生成卤代物（如亚硝基化合物或硝基化合物）的一种化学反应。
具体来说，重氮盐的卤代反应一般是在氯化钠溶液或硫酸盐溶液中进行的，常用的反应方式是将卤素通过阳离子交换剂（如柠檬酸钠）加入到溶液中，然后加入重氮盐，使得卤素与重氮盐反应生成卤代物。
重氮盐的卤代反应的反应机理主要是通过共价键转移来实现的。
在反应过程中，卤素与重氮盐中的氮原子形成共价键，并将卤素原子的电子转移到重氮盐的氮原子上，使得重氮盐的氮原子成为负离子，卤素原子成为正离子。
这样，就形成了卤代物。
在反应过程中，卤素原子和重氮盐中的氮原子之间的共价键转移是通过二价卤素（如氯或溴）和三价卤素（如磷或碘）这类物质来实现的。
这些物质在反应过程中能够形成稳定的中间体，并且具有较强的活性，可以使反应过程顺利进行。
化学反应中卤代烷反应的重要性
化学反应中卤代烷反应的重要性化学反应是一种引人入胜的科学，其中卤代烷反应更是其中特别重要的一种。
卤代烷反应是研究卤代烷化合物的变化和反应过程的重要方法，也是很多化学实验和工业生产过程中的必备内容。
下面，我们将会详细讨论卤代烷反应在化学反应中的重要性。
一、卤代烷反应的定义卤代烷反应是有机化学中重要的一类反应，是指卤素和烷基反应所形成的化学反应，主要产物有烃类、卤化物、醇类、醚类、亚磺酸酯等有机物。
卤代烷是指分子中含有卤素原子的烷基化合物。
二、卤代烷反应的种类卤代烷反应主要有以下几种：1. 亲核取代反应亲核取代反应是有机化学中最常见的反应之一，它包括了很多反应的类型，如醇和烷基卤素反应形成醚、胺和烷基卤素反应形成胺、卤素代替卤素形成烃等。
亲核取代反应是化学反应中的重要组成部分，也是实验和工业生产中必不可少的反应。
2. 消除反应消除反应是指卤代烷分子中的卤素和氢离子同时被去除的一种反应。
消除反应的方向性和活化度与基团的性质、环境条件和溶剂极性等因素相关。
3. 互变异构反应互变异构反应是指分子中发生氢和卤素的交换，这类反应的过程需要利用退火和其他条件使它们达到平衡。
互变异构反应引起的结构变化决定了化合物的物理化学性质和生物学效应。
三、卤代烷反应在化学实验中的应用1. 合成重要的有机化合物通过卤化烷的中间体可以制备出很多有用的化合物，如甲醇、丁醇、顺丁醇等，这些有机化合物被广泛应用于有机合成、医药、染料和香料等领域，成为工业生产的重要原料。
2. 分离单体卤代烷反应可以用于分离单体，即将单体中的杂质与单体分离开来。
通过这种分离法，可以提高单体的纯度和质量，使其在加入到反应体系时具有更优的催化作用和反应特性。
3. 分离物质卤代烷反应还可以用于分离物质，即将不同物质中的有用成分和废弃成分分离开来。
这种分离法广泛应用于工业生产、医药制造和环境保护等领域中。
四、卤代烷反应在工业生产中的应用1. 有机化学在有机化学工业生产过程中，卤代烷反应是不可或缺的环节，例如甲醇生产、乙醇生产、丁醇生产等都需要靠卤代烷反应来完成。
02第2章_烷烃
第二章烷烃Chapter TwoAlkanes1.掌握碳正四面体的概念、sp 3杂化和σ键；2.掌握烷烃的命名法、常见烷基的名称；3.掌握烷烃的化学性质(稳定性、取代反应、各种氢的相对活性)；4.掌握烷烃光卤代反应历程；5.掌握过渡态理论；6.掌握烷烃的构象及锯架式、楔形式和纽曼式的写法；7.掌握烷烃的物理性质；8.掌握同系列、同分异构、构造异构、反应机理等概念；9.掌握游离基的稳定性次序，计算ΔH ；10.掌握反应进程-位能曲线意义；11.了解烷烃的制备及其来源与应用。
学习要求“烃(hydrocarbon)”及其分类烃开链烃碳环烃饱和烃不饱和烃烷烃烯烃炔烃二烯烃脂环烃芳香烃饱和脂环烃不饱和脂环烃单环芳烃多环芳烃非苯芳烃CH 3CH 3CH 2CH 2CH CH CH 2CHCHCH 2烃类的用途§2-1 烷烃的同系列及同分异构现象系列差：相邻的同系物在组成上的差(例如烷烃的系列差为CH 2)同系列(homologous series):具有一个通式，结构、化学性质相似、物理性质随碳原子的增加而有规律的变化。
同系列是有机化合物中的普遍现象。
通式：烷烃C n H 2n+2。
如甲烷CH 4, 乙烷C 2H 6, 丙烷C 3H 8…同系物(homologs): CH 4, C 2H 6, C 3H 8, C 4H 10, 等互称为同系物烷烃的同系列烷烃的同分异构现象同分异构现象：分子式相同，而结构不同同分异构体(isomer)：分子式相同，结构不同的化合物互称同分异构体烷烃的同分异构体主要是构造异构体(constructional isomerism),即碳干异构。
CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 3CH 3正丁烷b.p=-0.5℃异丁烷b.p=-10.2℃同分异构体结构不同，性质也不同(物、化)同分异构体的书写—缩短碳链法最长碳链减一碳取代……剔除相同者1 CH3—2 CH—1 C H—减二碳取代减三碳取代……C C C C C(1)C C C CCHC C C CCH(2)(3)C C C CCH(4)C C CCH3H3C C C CCH3CH3(4)(5)(6)C C CCH3CH3C C C CH2CH3(7)1=4=5=7, 2=3=4, 6. 共三种伯(1o)、仲(2o)、叔(3o)、季(4o)碳原子伯(1o)、仲(2o)、叔(3o)氢原子C H3C H2C HC H3CC H3C H3C H3§2-2 烷烃的命名认识烷基CH3甲基(methyl, Me)CH3CH2乙基(ethyl,Et)CH3CH2CH2正丙基(n-propyl, n-Pr)CH3CHCH3异丙基(iso-propyl, i-Pr)CH2CH CH2 CH3正丁基(n-butyl,n-Bu)CH3CH CH2CH3异丁基(iso-butyl,i-Bu)CH2CHCH3CH3仲(另)丁基(sec-butyl, s-Bu)CH3CCH3CH3叔丁基(tert-butyl, t-Bu)烷烃的命名普通命名法—简单烷烃的命名方法CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷CH3CH CH2CH3CH3异戊烷CCH3CH3CH3H3C新戊烷CH3CH CH2CH3C CH3CH3CH3异辛烷衍生物命名法—以甲烷的衍生物命名CH2二苯甲烷CH三苯甲烷CH CH2CH3CH3H3C二甲基乙基甲烷CH2CCCH3CH3CH3H3CCH3CH3二叔丁基甲烷系统命名法—IUPAC命名法1947年国际纯粹与应用化学联合会IUPAC (I nternational U nionof P ure and A pplied C hemistry)在日内瓦命名法的基础上加以修订形成了IUPAC命名法。
有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应
有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应烷烃是有机化合物中最简单的一类，其分子中仅含有碳和氢原子。
烷烃的卤代反应是有机化学中的一类重要反应，它指的是将烷烃中的氢原子替换为卤素原子，如氯、溴或碘。
这类反应在工业生产和实验室合成中经常被使用，对合成具有特定功能的有机化合物具有重要意义。
本文将汇总和讨论一些典型的烷烃卤代反应。
一、氯代反应1. 单质氯与烷烃反应由于氯在常温下即可与烷烃反应，因此其反应速度较快。
例如，甲烷与氯气反应生成氯代甲烷(CH3Cl)：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl2. 亲电取代反应在亲电取代反应中，烷烃分子中的氢原子被一个亲电试剂取代。
典型的例子是环状烷烃的氯代反应。
例如，环己烷与氯化亚铁反应生成氯代环己烷：C6H12 + FeCl2 → C6H11Cl + FeCl3二、溴代反应1. 单质溴与烷烃反应单质溴与烷烃的反应速度相对较慢，但可以通过加热或紫外光照射来加快反应速度。
例如，乙烷与溴反应生成溴代乙烷：C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr2. 自由基取代反应自由基取代反应中，烷烃通过自由基反应生成卤代烷。
该反应通常需要引发剂的存在，并以光照或加热为触发条件。
例如，甲烷与溴反应生成溴代甲烷：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr三、碘代反应碘化物对烷烃的取代反应速度较慢，通常需要高温或者催化剂的存在。
例如，正丁烷与碘反应生成碘代正丁烷：C4H10 + I2 → C4H9I + HI总结：烷烃的卤代反应是有机化学中重要的合成手段之一。
通过适当的方法和条件，可以将烷烃中的氢原子替换为卤素原子，得到具有特定功能的有机化合物。
其中，氯代反应、溴代反应和碘代反应是常见的烷烃卤代反应类型。
了解和掌握这些反应机理和适用条件，对于有机合成的设计和实践具有重要指导意义。
以上是有机化学方程式汇总烷烃的卤代反应的内容。
通过对单质氯、单质溴以及各种亲电试剂的应用，我们可以实现对烷烃的卤代取代反应。
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。
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－
卤代烃的反应方程式
卤代烃的反应方程式卤代烃是一类化合物，其分子中含有卤素原子（氯、溴、碘等）与碳原子相连接。
在有机化学中，卤代烃的反应种类繁多，可以发生取代反应、消除反应、重排反应等。
1. 取代反应：卤代烃中的卤素原子可以被其他官能团或原子所取代，产生新的化合物。
常见的取代反应有亲核取代反应和电子亲合性取代反应。
（1）亲核取代反应：亲核试剂（如氢氧根离子、氨等）攻击卤代烃中的卤素原子，卤素原子离去形成一个亲核试剂连接的新官能团。
例如，氢氧根离子与卤代烃发生SN2反应，生成醇类化合物。
例如，甲基氯与氢氧根离子反应，生成甲醇：CH3Cl + OH- -> CH3OH + Cl-（2）电子亲合性取代反应：电子亲合性试剂（如亲电试剂）攻击卤代烃中的卤素原子，卤素原子离去形成一个亲电试剂连接的新官能团。
例如，溴乙烷与氢氧化钠反应，生成乙醇。
例如，溴乙烷与氢氧化钠反应，生成乙醇：CH3CH2Br + NaOH -> CH3CH2OH + NaBr2. 消除反应：卤代烃中的卤素原子与相邻的氢原子发生反应，形成卤素分子和不饱和化合物。
常见的消除反应有β消除和α消除。
（1）β消除反应：卤素原子与相邻的氢原子发生反应，形成卤素分子和不饱和化合物。
例如，氯乙烷在碱性条件下发生β消除反应，生成乙烯。
例如，氯乙烷在碱性条件下发生β消除反应，生成乙烯：CH3CH2Cl -> CH2=CH2 + HCl（2）α消除反应：卤素原子与相邻的氢原子发生反应，形成卤素分子和不饱和化合物。
例如，2-溴丁烷在碱性条件下发生α消除反应，生成丁烯。
例如，2-溴丁烷在碱性条件下发生α消除反应，生成丁烯：CH3CH2CH2CH2Br -> CH2=CHCH2CH3 + HBr3. 重排反应：卤代烃分子中的碳原子重新排列，形成不同结构的化合物。
常见的重排反应有醇脱水重排、烷基迁移重排等。
（1）醇脱水重排：醇类化合物在高温条件下发生脱水反应，形成烯烃类化合物。
第2章 重要有机化学反应
反扎氏的霍夫曼烯烃
2. 立体因素（E2—共平面反式消去）
+
N(CH3)3
例
H
_
H
OH H
+ (CH3)3N + H2O
应用：
N 2 CH3I H
_
+
N
I
CH3CH3
Ag2O
_H _ + OH N
CH3CH3
CH3I Ag2O
+ (CH3)3N
根据生成的烯烃，反推原来胺的结构。
CH3CH3
例
CH3CH2_
S
CH3 H
CH3
S
H + N(CH3)2
_O
Ph C
CH3
Ph C
CH3
H C
Ph
CH3 C
H
Hofmann 重排（降解）
机理：
O R-C-NH2
OH-
OR-C-NH
Br-Br
O R-C-NHBr.
OH-
R-OC-N- -Br.
_Br-
O R-C-N
O R-N- -C-OH.
O=C=N-R. OH-
. Br
RBr
克里斯托 (Cristol)改进
R COOH + HgO + Br2 heat
RBr + CO2 + H2O + HgBr2
历程 R COOH + HgO
(RCOO)2Hg + Br2
(RCOO)2Hg + H2O O
R-C-O-Br + Hg Br2
O
O
R-C-O-Br heat R C O. + . Br
有机化学 第二章 烷烃
C
C
C C C
C
C C C
2-甲基-4-乙基己烷
4）支链上有取代基时，取代支链的名称可放在括 号中表明。例：
CH 3 H3C CH 2 C CH 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 H3C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C CH 2 CH 2 CH CH 3 H3C CH 2 C CH 3 CH 3 H3C
1．普通命名法
a． 链烃分子碳原子数目在10以内时，用天干数 表示，即甲、乙、丙、丁、、、、、、壬、癸； 在10以外，则用汉文数字表示。
例： 甲烷 乙烷 壬烷 十一烷 二十烷
b. 用正、异等来表示异构体
CH3 CH3 C CH3 CH2
CH3 CH CH3
异辛烷
异辛烷中的异不符合命名的规定，是一个特例。
偶数碳
奇数碳
二 沸点
沸点大小取决于分子间的作用力 烷烃沸点的特点 （1）沸点一般很低（ 烷烃为非极性分子，不存在静电引力， 诱导力） ，只有色散力）。 （2）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，范德华 引力增大）。 （3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分 子不易接近）
三 密度
小于1
A
B
C
D
E
F
（2）正丁烷的构象势能关系图
沿C2-C3键轴 旋转的转动能 垒 22.6 kJ· -1 mol
能 量
CH3 H H CH3 H H 1
H3CCH3
H3CH
H H
4
H H
H3CH
H H 2
H CH3
CH3 H 6
4 全重叠 2，6 部分重叠 3，5 邻位交叉 1=7 对位交叉
大学有机化学反应方程式总结烷烃的卤代反应与氧化反应
大学有机化学反应方程式总结烷烃的卤代反应与氧化反应大学有机化学反应方程式总结——烷烃的卤代反应与氧化反应烷烃是一类碳氢化合物，由于其化学性质相对较稳定，不容易发生化学反应。
然而，在特定条件下，烷烃也能发生一些反应，其中包括卤代反应和氧化反应。
本文将对烷烃的卤代反应和氧化反应进行详细总结。
一、卤代反应烷烃的卤代反应是指将烷烃中的一个或多个氢原子被卤素原子取代的反应，常见的卤素有氯、溴和碘。
卤代反应在有机合成中具有广泛的应用，常用于制备卤代烷烃以及其他化合物。
1. 单一卤代反应（1）氯代反应：烷烃与氯气在紫外光或光照射下反应生成氯代烷烃。
反应可以用以下方程式表示：烷烃 + 氯气→ 氯代烷烃 + 相应的氢化物例如：甲烷 + 氯气→ 氯甲烷 + 氢气（2）溴代反应：烷烃与溴在紫外光或光照射下反应生成溴代烷烃。
反应可以用以下方程式表示：烷烃 + 溴→ 溴代烷烃 + 相应的氢化物例如：乙烷 + 溴→ 溴乙烷 + 氢气2. 多次卤代反应多次卤代反应指烷烃中多个氢原子被卤素原子分别取代的反应，常见的是二卤代烷烃和多卤代烷烃的生成。
例如，乙烷连续进行氯代反应和溴代反应后，可以得到二氯乙烷和二溴乙烷：乙烷 + 氯气→ 氯乙烷 + 氢气氯乙烷 + 溴→ 溴乙烷 + 氯化氢二、氧化反应烷烃的氧化反应是指烷烃被氧气氧化生成相应的醇或醛。
1. 醇的氧化反应（1）氧化为醛：烷烃通过氧化反应生成相应的醛。
反应可以用以下方程式表示：烷烃+ [O] → 醛 + 水例如，甲烷通过氧化反应生成甲醛：甲烷+ [O] → 甲醛 + 水（2）氧化为酮：某些烷烃在被氧化时可以生成相应的酮。
反应可以用以下方程式表示：烷烃+ 2[O] → 酮 + 水例如，丙烷通过氧化反应生成丙酮：丙烷+ 2[O] → 丙酮 + 水2. 醛的氧化反应醛可以进一步被氧化为相应的羧酸。
反应可以用以下方程式表示：醛+ [O] → 羧酸例如，甲醛通过氧化反应生成甲酸：甲醛+ [O] → 甲酸这些是烷烃的卤代反应和氧化反应的基本情况，实际应用中还有更多的细化反应和反应条件。
有机化学第2章_烷烃和环烷烃
以甲烷的氯代反应为例，有如下反应事实： （1）在室温、黑暗中不反应；加热或光照下 进行，一经开始便可自动进行； （2）产物中有少量乙烷； （3）如有氧或有一些能捕捉自由基的杂质存 在，会推迟反应的进行。
以上实验事实，说明该反应是为自由基反应! 自由基反应大多可被光照、高温、过氧化物 所催化，一般在气相或非极性溶剂中进行。
H 一氯甲烷
生成的一氯甲烷还会继续被氯代，生成二氯甲 烷、三氯甲烷和四氯化碳四种产物的混合物。
CH2Cl2
二氯甲烷
CHCl3
三氯甲烷
CCl4
四氯甲烷
（二）卤代反应 2、卤代反应的反应机制
反应机制（反应历程）：化学反应所经历的途 径或过程 ，是根据实验事实，对反应做出的 详细描述和理论解释。
研究反应机理的目的是认清反应本质，掌握反 应规律，从而达到控制和利用反应的目的。
σ(s-sp3)
键角为109.5°
σ(s-sp3)
（2）乙烷（CH3CH3）分子的结构
除了H原子的s轨道电子与C原子的sp3轨道 电子以“头碰头”方式重叠形成s-sp3共价键外 ，也存在两个C原子的sp3轨道电子之间的配对
。σ(s-spσσ3) 键键可：沿旋键转轴不“影自响由轨道”重转叠动程；度重叠，程即
自由基
概念：带有孤电子的原子或原子团称为自由基
结构特点：三种可能结构（1）刚性角锥体， （2）迅速翻转的角锥体，（3）平面型。
C
C
C
自由基非常活泼，具有很强的反应活性。
CH2 > CH2 CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
> CH3CH2 > CH3 >
有机化学中的卤代烃与卤代反应
有机化学中的卤代烃与卤代反应有机化学是研究碳和氢以及其他元素之间的化学反应的科学分支。
卤代烃是其中一类重要的有机化合物，指的是含有卤素原子（如氯、溴、碘、氟）的碳氢化合物。
卤代反应是指卤代烃与其他化合物发生的一系列反应。
本文将围绕有机化学中的卤代烃与卤代反应进行探讨。
一、卤代烃的性质和分类卤代烃是由烃类化合物中的一个或多个氢原子被卤素原子取代而形成的化合物。
根据取代的氢原子数目，卤代烃可分为单卤代烃、二卤代烃、三卤代烃等。
同时，根据卤素原子的种类，可以将卤代烃分为氯代烃、溴代烃、碘代烃、氟代烃等。
卤代烃的性质与普通烃有所不同。
由于卤素原子的电负性较高，使得卤代烃分子中的卤素原子带有部分负电荷，导致卤代烃的分子极性较强。
另外，卤代烃中的碳-卤键也具有较高的极性，使得卤代烃的反应性较大。
二、卤代反应的类型1. 卤代烃的亲核取代反应亲核取代反应是卤代烃最常见的反应类型之一。
亲核取代反应是指在卤代烃中，卤素原子被一个亲核试剂取代的过程。
常见的亲核试剂包括氢氧根离子、氨气、水、醇等。
亲核取代反应是有机合成中常用的一种方法，常用于制备醇、醚、酮、羧酸等有机化合物。
2. 卤代烃的消除反应消除反应是指卤代烃中发生卤素原子和氢原子同时脱离分子的反应。
消除反应的条件和机理多种多样，常见的消除反应有β-消除、氢氧化消除等。
消除反应可用于合成烯烃、炔烃等不饱和化合物。
3. 卤代烃的还原反应还原反应是指卤代烃中的卤素原子被还原剂脱离的过程。
常见的还原剂有金属钠、锂铝氢化物等。
还原反应可用于制备烃类化合物，也可用于有机合成中的还原反应。
4. 卤代烃的取代反应取代反应是指卤代烃中的卤素原子被其他基团取代的反应。
常见的取代反应有亲电取代反应和自由基取代反应。
亲电取代反应是指以亲电试剂为反应物，通过对卤代烃中的卤素原子进行亲电攻击来实现基团的取代。
自由基取代反应是指以自由基为反应物，通过自由基与卤代烃中的卤素原子发生反应来实现基团的取代。
卤代反应的反应机理
卤代反应的反应机理1. 诶,你们听说过卤代反应的反应机理吗？这可是个有趣的故事。
王老师上课时说:"想象一下,这就像是分子世界里的一场相亲大会。
"2. 记得那天课堂上,王老师拿着一支粉笔画着碳碳键,说:"你看啊,这个烷烃分子就像是个安静的小伙子,突然闯入一个活泼的卤素分子,故事就这么开始了。
"3. 自由基历程可有意思了！卤素分子在光照下一分为二,像是一对双胞胎分道扬镳。
小明听到这儿直拍大腿:"哇,这不就是单身派对的开始嘛！"4. "卤素自由基就像个急性子的追求者,看到烷烃就冲上去抢氢原子。
"王老师绘声绘色地说,"这个过程叫链引发,就像是打开了相亲大会的第一扇门。
"5. 链增长步骤更精彩。
烷基自由基遇到卤素分子,二话不说就抢走一个卤原子。
小红在旁边嘀咕:"这哪是相亲啊,简直是抢亲嘛！"逗得全班哈哈大笑。
6. 王老师继续说:"你们看这个链终止,就是两个自由基碰到一块儿,直接结合在一起。
就像是两个单身分子看对眼了,立马把终身大事给办了。
"7. 取代反应的区域选择性也很有趣。
三级碳上的氢最容易被抢走,王老师打比方说:"就像相亲一样,条件好的总是最抢手的。
"小李立马接话:"那二级碳就是中等条件,一级碳就是普通群众呗？"8. 反应的立体化学特点让人眼前一亮。
王老师说:"自由基进攻的方向像是钟表的指针,可以从上面来,也可以从下面来,这叫自由基历程的非立体专一性。
"9. 说到反应条件,光照可重要啦！"没有光照,卤素分子就像害羞的姑娘,不愿意分开。
"王老师这么一说,大家立刻明白为啥实验室要开紫外灯了。
10. 卤代烃的稳定性规律也很有意思。
氟代烷烃最稳定,碘代烷烃最不稳定。
小明打趣道:"这就像是婚姻,有的特别稳定,有的动不动就闹离婚。
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
烷烃的卤代反应及其反应机理(原版)
卤代反应 一、卤代反应
取代反应 烷烃分子中的氢原子 被其它原子或基团所 代替的反应称为取代 反应。 卤代反应 烷烃分子中的氢原子 被卤素原子取代的反 应称为卤代反应或卤 化反应。
烷烃与卤素在室温和黑暗中不起反应；在高温和 光照条件下可以发生反应，生成卤代烷和卤代烃。
卤代反应的类型
二、卤代反应的类型 1) 氯代
>99% <1%
不难看出，烷烃中不同类型的氢也遵循3°H > 2°H > 1°H 的规律。与氯代反应不同的是，溴代产物中，一种 异构体可以占绝对优势，即溴代反应有高度的选择性。
卤代反应的类型
溴代反应有高度选择性是因为溴的反应活性小造成的。 （反应活性大，选择性小；反应活性小，选择性好， 这是反应活性与选择性之间普遍存在的规律。） 3) 其它卤素的取代反应 氟代反应是强放热反应，难以控制反应，并会引 起爆炸，所以在实际应用中用处不大。 碘代反应是吸热反应，不利于烷烃碘代反应的进 行，同时生成的碘化氢是还原剂，可把碘代烷还原为 烷烃。 通常卤代反应是指氯代和溴代。卤素对烷烃的卤 代反应的活性顺序是： F2﹥ Cl2﹥ Br2﹥ I2
......
3、链终止：自由基之间碰撞，形成稳定分子
Cl + CH3 + CH3 + CH2Cl +
Cl Cl CH3 CH2Cl
Cl2 CH3Cl CH3CH3 ClCH2CH2Cl
自由基消失，反应终止
卤代反应的机理
卤代反应步骤
本节主要内容
一、卤代反应：
烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反 应或卤化反应。
反应在漫射光、热或催化剂作用下进行，是放热反应 。
卤代反应的类型
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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
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
R1
X R4
（3）影响因素：
a.烯烃结构 （烯键邻近基团）
与烯键碳原子相连的取代基性质不仅影响着烯键 极化方向，而且直接影响着亲电加成反应的难易程度。
烯键碳原子上连有推电子基，有利于烯烃卤加成 反应的进行。反之，若烯键碳原子上连有吸电子基团， 则不利于反应进行。
推电子基：
如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—
历程： 第一步：卤正离子向π 键进攻，形成三员环卤正离子 （桥型）或开放式碳正离子的过渡态。
R1 R3
R2
R4
δ +δ XX
R1 R3 CC
R2 X R4
(1)
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
第二步：
对于过渡态（1）： 卤负离子从环状卤正离子的背面向碳原子做亲核进攻， 得到一对外消旋体的反式加成产物。
卤化反应在有机合成中的用途：
1.制备含卤素的有机药物
H NHCOCHCl2
O
H2N
F
CC
CH2OH
COOH
OH H 氯霉素
NH
N
诺 氟 沙 星 C2H5
2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。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
H C C CH + X2
X C C CH
O
O
羧酸羟基的卤置换：形成酰卤、卤代烃
X2=Cl2 , Br2
反应类型
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应
常用的卤化剂 卤素（X2）：Cl2、Br2
次卤酸（HOX）：HOCl、HOBr
N-卤代酰胺：
如 N-溴（氯）代乙酰胺（ NBA，NCA） N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS，NCS）
理、反应条件与产物之间的关系以及应用实例。
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
烯烃和卤素加成，得到1，2-二卤代物。
X
CCBiblioteka X2CCX氟与烯烃的加成在有机合成上应用价值小。
碘与烯烃的反应不容易发生，应用亦很少。
氯、溴与烯烃的加成是精细化工领域普遍应用
的单元反应技术之一，我们将重点介绍。
吸电子基：
如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X
b. 卤素活泼性 Cl正离子的亲电性比Br正离子强，所以，氯与烯烃
的加成反应的速度比溴快，但选择性比溴差。
c. 溶剂 常用溶剂有CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CS2、Et2O、
CH3COOC2H5等惰性溶剂。
d. 温度 反应温度一般不宜太高，如烯烃与氯的反应，需控
H3C C
H
H AcOH/Cl 2 C
CH3 LiCl
Cl H3C
C H
Cl
H
H3C
C
+
C
CH 3
H
Cl
H C
CH 3 OAc
CH3-CH=CH 2 I2/KIO3CH 3-CH-CH 2I
大，原子半径小，因此会出现顺式（syn-）加成
H Ph H Ph
Br2-CCl4
anti-addition syn-addition
product
product
83%
17%
Cl2-CCl4
32%
68%
（4）应用特点
a.制备反式二卤代物 b.亲核性溶剂参与的反应
在亲核性溶剂（H2O, RCOOH, ROH等)，得二卤代 物和其他加成产物的混合物。
CH3COOK
CH3OH/CaCl2
DMF
O
O
O
3.将卤素原子作为保护基、阻断基，用于提高反应的选择性
卤化反应的类型
不饱和烃的卤加成 饱和烷烃、芳香环上的卤取代
Fe + Cl2
Cl + HCl
烯丙位、苄位上的卤置换
H C CH C + X2 X C CH C
X2=Cl2 , Br2
CH2
醛酮羰基α-位的卤置换
R1 R3 CC
R2 X R4
(1)
δX
X R1 C C R3
R2
X R4
X
R1 C C R3
R2 X
R4
注：卤负离子究竟从三员环背面进攻哪一个碳原子， 取决于形成碳正离子的稳定性。
碳正离子的稳定性：叔>仲>伯
连有烷基、烷氧基、苯基等给电子基团的烯键 碳原子是卤负离子优先进攻的位置。
例:
C6H5 H
制在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应发生。
立体化学问题
H CH3 + Br2
H CH3
顺式
(a)
H CH3 Br Br H CH3
Br H CH3
(a)
H CH3
+ Br
(b) (b)
H Br CH3
H CH3 Br
CH3 Br H H Br
CH3
CH3 H Br Br H
CH3
环卤鎓离子也可以形成在氯或碘的加成中，但是氯的电负性较
CC
H
COOC2H5
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
卤化氢（HX）：HCl、HBr
第二章 卤化反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应 第二节 烃类的卤取代反应 第三节 羰基化合物的卤取代反应 第四节 醇、酚和醚的卤置换反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应
学习内容： 卤素、次卤酸（酯）、N-卤代酰胺、卤化氢 对不饱和键的加成反应
基本要求： 掌握以上卤化剂对不饱和键的加成反应的机
F2
F2是卤素中最活泼的元素，与烯烃的反应非常剧烈， 放出大量的热，易发生爆炸。常伴随取代、聚合等副 反应，难以得到单纯的加成产物。因此，在合成上， 烯烃的氟加成应用价值很小。
而且，由于C-F键比C-H键还稳定，氟化物不宜作 为有机合成的中间体。
含氟药物：引入氟原子的方法——卤素-卤素置换反应
I2
光引发下的自由基反应 碘与烯烃的反应不容易发生。（原因：C-I键不稳定，
碘加成反应是一个可逆过程。
H3C C C CH3
H
H
I2, hν
I
H
H
hν
CC
H3C
I CH3 r.t.
H3C C C CH3
H
H
(~100 %)
(>90 %)
热稳定性、光稳定性都很差
(2) 反应机理 —— 卤素与烯烃的亲电加成反应