自然界中 卤代烃的来源及控制
有机化学第8章卤代烃
在SN2反应中
进攻试剂是从离去基团的背面进攻碳原子的。 进攻试剂是从离去基团的背面进攻碳原子的。 当Nu与碳原子接近时，C－Nu之间的化学键逐渐形成，而C－X之间的 Nu与碳原子接近时，C Nu之间的化学键逐渐形成，而C 化学键逐渐变弱，三者基本在同一直线上，形成了反应的过渡态，中心 碳由sp 转化为sp 碳由sp3转化为sp2杂化状态， Nu继续接近碳原子并与碳原子完全键合，离去基团完全离去，由过渡状 Nu继续接近碳原子并与碳原子完全键合，离去基团完全离去，由过渡状 态变为产物。
1）被羟基取代 加热 R-X + KOH（NaOH，水溶液） KOH（NaOH，水溶液） 2）被烷氧基取代 R-X + R`ONa R-O-R` +NaX R此反应也称为Wiliamson合成反应 合成反应。 此反应也称为Wiliamson合成反应。 3）被NH3取代 R-X + NH3 R-NH2（胺） + HX 胺是有机碱，它与反应生成的HX成盐 成盐， 胺是有机碱，它与反应生成的HX成盐，RNH3+XR-OH + KX
查依采夫规律
一般叔卤代烷最易消去，而伯卤代烷最难。 一般叔卤代烷最易消去，而伯卤代烷最难。仲或叔卤代烷 氢可以消去，因而产物不同。 有几个β氢可以消去，因而产物不同。 1875年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出 年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出： 1875年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出：在β－消 去反应中主要产物是双键碳原子上烃基最多的烯烃， 去反应中主要产物是双键碳原子上烃基最多的烯烃，即得 到最稳定的烯烃。－－ 。－－查依采夫规律 到最稳定的烯烃。－－查依采夫规律
溴甲烷在NaOH溶液中反应生成甲醇，反应时OH 溴甲烷在NaOH溶液中反应生成甲醇，反应时OH－从背面接近中 心碳原子，必须克服三个氢原子的阻力，同时三个C 心碳原子，必须克服三个氢原子的阻力，同时三个C－H键的偏 转使键角发生变化，因而体系的能量升高。达到过渡状态时，能 量也达到最高点。随着溴离子的进一步离去和C 量也达到最高点。随着溴离子的进一步离去和C－O键的进一步 形成，体系的能量逐渐降低，最后形成产物。
卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤原子取代后的化合物
第八章 卤代烃卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤原子取代后的化合物，简称卤代烃。
卤原子是卤代烃的官能团，通常为氯原子、溴原子和碘原子。
本章主要介绍这三类卤代烃。
卤代烃在自然界中存在极少，绝大多数是人工合成的。
这些卤代烃被广泛用作农药、麻醉剂、灭火剂、溶剂等。
由于碳卤键（C-X ）是极性的，卤代烃的性质比较活泼，能发生多种化学反应生成各种重要的有机化合物，如医药、农药、农膜、防腐剂等，因而卤代烃在有机合成中起着桥梁作用。
需要指出的是，一些作为杀虫剂的卤代烃在自然条件下难以降解或转化，往往对自然环境造成污染，对生态平衡构成危害，因此必须限制使用。
按照分子中卤原子的种类，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照分子中卤原子的数目，卤代烃可分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃。
按照分子中烃基的类型，卤代烃可分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃和卤代芳烃。
8.1 卤代烷8.1.1卤代烷烃的命名根据分子中卤原子相连的碳原子的类型，卤代烷可分为伯卤代烷（一级卤代烷，RCH 2X ）、仲卤代烷（二级卤代烷，R 2CHX ）和叔卤代烷（三级卤代烷，R 3CX ）。
例如：伯卤代烷（一级卤代烷） 仲卤代烷（二级卤代烷） 叔卤代烷（三级卤代烷）简单的卤代烷可用普通命名法命名，即根据卤原子连接的烷基，称为“某基卤”或“卤（代）某烷”。
例如：CH 3Cl CH 3CH 2Br C(CH 3)3ClBr甲基氯 乙基溴 叔丁基氯 环已基溴 （氯甲烷） （溴乙烷） （氯代叔丁烷） （溴代环已烷）复杂的卤代烷可用系统命名法命名，其原则和烷烃的命名相似，即选择连有卤原子的最长碳链作为主链，称为“某烷”，从靠近支链（烃基或卤原子）的一端给主链编号，把支链的位次和名称写在母体名称前，并按次序规则将较优基团排列在后。
例如：CH 3CH 2CH CH 2CH 3CH 2ClCH 3CHCH 2CHCH 3CH 3 Cl2－乙基－1－氯丁烷 2－甲基－4－氯戊烷某些多卤代烷常用俗名或商品名。
有机化学 第06章 卤代烃
乙烯型卤代烃，由于 P-π共轭，C-X键间的电子 密度比卤代烷中的有所增 加，也就是氯与碳的结合 比在卤代烷中牢固，所以 卤原子的活性比卤代烷中 的卤原子差。
亲核取代反应的立体化学
1. SN2的立体化学
亲核试剂Nu-并不是简单地替代离去团（L-），而是在它原位置 背面进攻中心碳原子，并造成C* 的构型反转，就象大风吹翻一把雨 伞。这种反转关系称为构型翻转式叫瓦尔登（Walden）转化。
不同卤代烃对亲核取代反应的活性比较：
H2C CH CH2 X CH2X H2C CH
（ CH2 ）n X
H2C
CH
X X
(
)＞
n≥ 2 （RX）
＞(
乙烯型卤代烃
)
烯丙型卤代烃
卤代烷及X与=远隔型卤代烃
这三类卤代 烃对于取代 反应的活性 差异是由分 子中的电子 效应决定的：
烯丙型卤代烃，由于取代 反应中形成的中间离子（烯丙 基正离子CH2=CH2—CH2+）的 碳正离子上的空P轨道与C=C上 的P轨道共轭，使其上的正电 荷得以分散，因而烯丙基正离 子格外稳定。
本章主要内容
卤代烃的分类、命名 卤代烃的性质 亲核取代反应历程 重要的卤代烃
卤代烃的分类、命名
一、分类
卤代烷 如：R-X 伯卤代烷 ：RCH2-X 仲卤代烷 ：R2CH-X 叔卤代烷 ：R3C-X
一卤代烃
卤代烯
如： R-CH = CH X
分 类
多卤代烃
卤代芳香烃 如： 如: CHCl3
x
二、命名
1. 饱和卤代烃
2 3 4 5 以烃为母体命名，按照烃的命名法编号 5 4 3 2 1
CH3CH2CHCH2CH2CH3
自然界中 卤代烃的来源及控制
天然
更源自
现在已知的生成机理是在一种卤过氧化酶 (HPO) 海面附近的少量氯气和次卤酸分子在
人类有意无意的排放！
的催化下，卤离子在 HPO的催化被H2O2氧化成亲 光照下，均裂为自由基。与从海水中挥发 出来的有机物生成卤代烃。 电卤化物，如次卤酸。然后该种亲电卤化物再与有 机亲核体，如烯烃，反应生成卤代烃。
电化学氧化还原降解电化学处理方法作为一种环境友好技术已在一些难生化降解污染物处理中得到广泛的研究和应用电化学氧化方法是使卤代烃污染物在阳极上直接失电子氧化降解或者处理体系中某些介质在阳极上失电子产生羟基自由基等具有强氧化性的反应中介
自然界中 卤代烃的来源及控制
刘珊珊 张潜翀 韩达 赵静 魏剑瑛
自然界中的卤代烃源自
电化学氧化还原降解
电化学处理方法作为一种“环境友好技术” 已在一些难生化 通过阴极还原反应使卤代烃的卤原子获得电 电化学氧化方法是使卤代烃污染物在阳极 降解污染物处理中得到广泛的研究和应用
子,变成卤离子脱去。 上直接失电子氧化降解,或者处理体系中某些介 质在阳极上失电子产生羟基自由基等具有强氧 化性的反应中介。反应中介进一步氧化卤代烃 R-Xn + nH+ + ne- →R-Hn + nX污染物,使其C-X键断裂,并氧化成脂肪族化合物 或彻底氧化生成X2、CO2和H2O。
生物预处理
生物流化床预处理工艺通过曝气供给微生物所需的氧气， 使由沙子、活性碳、玻璃球、塑料球组成的载体被生微物膜所 包裹，经过微生物氧化、合成、分解作用使载体表面吸附的有 机物氧化为无机物入自然，才能真 正解决卤代烃污染问题。
谢谢！
C6H6Cl6 + 12H2O - 30e- →3Cl2 + 6CO2 + 30H+
卤代烃的制备方法
卤代烃的制备方法1. 单质卤素和烃反应法：将单质卤素（如氯、溴、碘）和烃在光照或加热条件下反应，生成相应的卤代烃。
这种方法适用于用作溶剂和中间体的短链烃。
将无色液体氯气和苯反应，可以得到无色液体苯基氯。
2. 硫酸酸化法：将烃先与浓硫酸反应，然后再与单质卤素反应，即可得到卤代烃。
此方法适用于不适用直接卤化的烃。
催化剂法合成的短链醇就适用于此法制备相应卤代烃。
3. 氯化亚铁还原法：将烃加入盐酸和氯化亚铁的混合物中，加热反应后即可得到相应的卤代烃。
此方法适用于反应比较平稳的烃，例如苯、甲苯等。
4. 交换反应法：将烃与卤代烃反应，其烃基替换卤基的生成相应的卤代烃。
这种方法适用于含有易于交换的烷基或烯基的化合物，如没有甲基、乙烯基、丙烯基等。
5. 水合氯醛化法：将烯烃与HC1在水的存在下反应，生成相应的卤代醇化合物。
这种方法适用于烯丙烯醇和环烯烃类的化合物。
6. 卤素化试剂反应法：将烃和卤素化试剂（如三氟化硼-氯化亚铁、四溴化四物等）反应，生成相应的卤代烃。
这种方法适用于需要反应速度快的化合物。
7. 原位卤代法：将烃和卤代试剂（如氯化亚铁等）在催化剂或溶媒的存在下反应，生成相应的卤代烃。
此方法适用于对卤素具有选择性的烃。
8. 溴化铝催化法：将溴化铝作为催化剂，将烯烃和卤代试剂（如氯化亚铁）一起反应，生成相应的卤代烃。
这种方法适用于不容易与卤素直接反应的化合物。
9. 硫酸铵催化法：将硫酸铵和卤代试剂一起加入与烃混合的溶剂中，在加热时，生成相应的卤代烃。
此方法适用于烷基和烯基的中长链烃。
10. 溶剂助剂法：在卤代试剂和烃的混合物中加入溶剂助剂，如四氢呋喃、二甲苯等。
在加热时，生成相应的卤代烃。
此方法适用于反应比较平稳的化合物。
卤代烃的制备方法很多，并且适用于不同的化合物。
在进行制备时，应根据化合物的特性来选择合适的方法。
化学实验中需要注意的安全问题和环保措施也需严格遵守。
第九章 卤代烃
O
O
CH2-C CH2-C
NBr
+ CH2 = CH-CH3
(C6H5CO)2O2 CCl4煮沸
O
CH2 = CH-CH2 + CH2-C N-H Br CH2-C O
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反应历程
OO -C-O-O-C-
光照
O
-C-O ·+ CO2 +
·
O CH2-C
NBr + CH2-C
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§ 9.5 卤代烃的化学性质
卤代烷中卤素电负性强，因此C—X键中电子对偏向卤素。 δ+ δ-
C X 极性共价键
烃基相同，卤原子不同的卤代烷，它们的化学活泼性决
定于C—X 键的键能。
键能： （KJ /mol）
C—F 485.3
C—Cl 379
C—Br 285
C—I 218.6
一、卤代烷的系统命名法
C H 2=CH2C ClH 烯丙基氯
以烃为母体命名，按照烃的命名法编号
(a)选择含有卤原子的最长碳链为主链 (b)把卤素和支链均作为取代基，遵循“最低原则” (c)将取代基的名称和位次写在主链烷烃名称之前，得到全名
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23 4 5
CH3CH2CHCH2CH2CH3 1 CH2Br
Ø 卤代烷有令人不愉快的气味，其蒸气有毒，尤其是碘代烃毒性较 大。
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二 、光谱性质
1. 红外光谱 （IR）
• 卤代烃中C-X键的红外振动吸收特征性不强，一般不用红外光 谱来确证样品中是否有卤素。
• 卤代烃中的C-X键的振动吸收： C-F 键 ：1350 ~1100cm-1 C-Cl 键 ：750 ~700cm-1 C-Br 键: 700 ~500cm-1 C-I 键：610 ~480cm-1
卤代烃
第六章 卤代烃
竞争反应我们以前也遇到过，如：
CH3 CH3 HNO3 NO2
CH3
NO2
2013年6月29日
16
第六章 卤代烃
3.与金属的反应
①与Na的反应（武兹反应） 2R-X + 2Na = R-R + 2NaX 这是制备高级对称烷烃的方法：如用两种不同的 卤代烷，则产物是个混合物： R-X + X-R` + Na = R-R +R`-R` +R-R` + NaX 因此制备意义不大。但当用R-X和Ar-X作用时，由 于二种产物的物理性质差别较大，容易分离，因 2013年6月29日 此也可以用来合成
在（2）中有两种情况：一种是C-X 键先断裂形成C+ 和 X-，而后C+再与B- 结合成C-B，这种历程叫SN1 历程；
2013年6月29日 21
第六章 卤代烃
另一种是B-主动进攻，C-X被迫断裂，即当C-B逐渐形 成的同时，C-X逐渐断裂，这种历程叫SN2历程：
SN2: (1) C X slow C + X
第六章 卤代烃
2013年6月29日
第六章 卤代烃 1 版权所有, 1997 (c) Dale Carnegie & Associates, Inc.
第六章 卤代烃
前几章我们讨论了烃，从 这一章起我们将讨论烃的衍生 物。大家知道，有机化学的定 义是研究烃及其衍生物的化学 。可见我们已经研究了有机化 学的前半部分，而后面部分是 我们今后学习的内容。
1.烃基相同时，不同卤原子的活泼性不同 ２.烃基不同，相同卤原子活泼性不同 ３.用实验的方法来比较卤原子的活性
2013年6月29日
《卤代烃》 讲义
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
根据卤素原子的种类，常见的卤代烃有氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照烃基结构的不同，卤代烃可以分为饱和卤代烃（也称为卤代烷烃）、不饱和卤代烃（如卤代烯烃、卤代炔烃）和芳香族卤代烃。
卤代烷烃又可以根据分子中卤素原子的数目分为一卤代烷烃、二卤代烷烃和多卤代烷烃。
二、卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质通常受到烃基结构和卤素原子的影响。
在常温常压下，一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等是气体；而溴乙烷、氯苯等多为液体；大多数多卤代烃则是固体。
卤代烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。
在同碳数的卤代烃中，沸点的高低顺序一般为：碘代烃＞溴代烃＞氯代烃＞氟代烃。
这是因为相对分子质量越大，分子间的范德华力越强，沸点也就越高。
卤代烃的密度一般大于相同碳原子数的烃。
其中，一氟代烃和一氯代烃的密度小于水，而溴代烃、碘代烃以及多卤代烃的密度则大于水。
卤代烃大多不溶于水，能溶于有机溶剂，如乙醇、乙醚等。
三、卤代烃的化学性质1、取代反应卤代烃中的卤素原子可以被其他原子或基团取代。
例如，氯乙烷在氢氧化钠水溶液中加热时，氯原子被羟基取代生成乙醇，这是卤代烃水解反应的一个典型例子。
2、消去反应在强碱的醇溶液中加热，卤代烃分子中的卤素原子和相邻碳原子上的氢原子脱去，生成不饱和烃。
例如，溴乙烷在氢氧化钾的醇溶液中加热，会生成乙烯和溴化钾、水。
3、与金属反应卤代烃能与某些金属发生反应，生成有机金属化合物。
比如，格氏试剂就是卤代烃与镁在无水乙醚中反应得到的。
四、卤代烃的制备卤代烃的制备方法多种多样，常见的有以下几种：1、烷烃的卤代在光照或加热的条件下，烷烃可以与卤素单质发生取代反应生成卤代烃。
但这种方法往往得到多种卤代产物的混合物，不易分离。
2、烯烃、炔烃的加成烯烃和炔烃可以与卤素单质或卤化氢发生加成反应，得到相应的卤代烃。
这种方法具有较高的选择性，可以得到较纯净的产物。
有机化学卤代烃知识点
有机化学卤代烃知识点有机化学中，卤代烃是一类以卤素取代烃基的有机化合物。
常见的卤素包括氟、氯、溴和碘。
卤代烃是许多化学反应的重要试剂和中间体，并且在药物、农药和材料科学等领域中具有广泛的应用。
本文将介绍卤代烃的合成方法、反应性质和应用。
一、合成方法：1.卤代烃可以通过卤素与饱和烃反应得到。
反应条件包括温度、反应物摩尔比例和反应时间等。
以氯化亚铜作为催化剂，可以加速卤化反应的进行。
2.卤代烃还可以通过卤素与不饱和烃反应得到。
不饱和烃中的双键或三键易于被卤素攻击，形成卤代烃。
这种反应通常需要光照或加热条件。
3.邻位和对位取代反应也是一种重要的合成卤代烃的方法。
邻位和对位取代反应可以通过亲电体取代或自由基置换反应实现。
亲电体取代适用于反应物中含有活泼卤素的情况，自由基置换适用于反应物中含有活泼氢原子的情况。
二、反应性质：1.亲电取代反应：卤代烃中卤素与亲电试剂发生反应，取代掉卤素原子。
常见的亲电试剂包括亲核试剂和亲电试剂。
例如，卤代烃与亲核试剂氢氧根离子（OH-）反应生成醇；卤代烃与亲电试剂亚硫酰氯（SOCl2）反应生成亚硫酰卤。
2.消除反应：卤代烃中相邻的两个碳原子之间存在α-和β-位关系。
当α-位和β-位上存在不同的官能团时，消除反应可能发生。
例如，卤代烃与碱反应可以生成烯烃。
3.重排反应：卤代烃在适当的条件下，可以发生重排反应，产生更稳定的碳碳键排列方式。
重排反应对于有机合成具有重要的意义，可以实现环化反应或产生特定官能团。
三、应用：1.药物和医疗领域：卤代烃常被用作抗菌药物、抗病毒药物和麻醉药物的前体。
例如，卤代烃被用作植物中药物提取物的酯化试剂，可以增强其生物活性。
2.材料科学：卤代烃可用于合成具有特定结构和性质的聚合物。
例如，氟代烃可以用于制备具有超低表面张力和耐热性的涂料材料。
3.农药和防腐剂：卤代烃具有杀虫和防腐的特性，常被用于制备农药和木材防腐剂。
总结：卤代烃是一类重要的有机化合物，具有丰富的合成方法和多样的反应性质。
《卤代烃》 讲义
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
根据分子中卤素原子的种类，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照分子中卤素原子的数目，又可分为一卤代烃和多卤代烃。
从烃基的结构来看，卤代烃还可以分为饱和卤代烃（即卤代烷烃）、不饱和卤代烃（如卤代烯烃、卤代炔烃）和芳香族卤代烃。
二、卤代烃的物理性质卤代烃通常是无色液体或气体，不溶于水，可溶于有机溶剂。
卤代烃的沸点随碳原子数的增加而升高。
在同碳数的卤代烃中，沸点的高低顺序为：碘代烃＞溴代烃＞氯代烃＞氟代烃。
这是因为相对分子质量越大，分子间的范德华力就越大，沸点也就越高。
相对密度方面，一氯代烃的相对密度小于 1，而一溴代烃和一碘代烃的相对密度大于 1。
三、卤代烃的化学性质1、取代反应卤代烃可以与多种亲核试剂发生取代反应。
例如，与氢氧化钠的水溶液共热时，卤代烃中的卤素原子被羟基取代，生成醇。
以氯乙烷为例：CH₃CH₂Cl ＋NaOH → CH₃CH₂OH ＋ NaCl2、消去反应在强碱的醇溶液中加热，卤代烃分子脱去卤化氢，生成不饱和烃。
例如，溴乙烷在氢氧化钾的醇溶液中发生消去反应：CH₃CH₂Br ＋KOH → CH₂=CH₂↑ ＋ KBr ＋ H₂O3、与金属反应卤代烃能与某些金属发生反应，生成有机金属化合物。
例如，卤代烃与镁在无水乙醚中反应生成格氏试剂。
四、卤代烃的制备1、烷烃的卤代在光照或加热的条件下，烷烃与卤素单质发生取代反应。
但这种方法得到的卤代烃通常是混合物，不易分离提纯。
2、烯烃和炔烃的加成不饱和烃与卤素单质或卤化氢发生加成反应，可得到卤代烃。
例如，乙烯与溴的加成：CH₂=CH₂＋ Br₂ → CH₂BrCH₂Br3、醇的卤代醇与氢卤酸发生反应，羟基被卤素原子取代。
五、卤代烃在有机合成中的应用卤代烃是有机合成中的重要中间体，可以通过其发生的各种反应引入其他官能团，构建复杂的有机分子。
例如，通过卤代烃的取代反应引入羟基，通过消去反应生成不饱和键等。
大气中卤代烃
大气中卤代烃
卤代烃是指一类包含一个或多个氯原子的有机物质，亦称烃类卤素。
由于大气中的有机物中均含有氯原子，因此卤代烃是大气中的主要污染物
之一。
除了由人类有意的活动产生的卤代烃外，大气中的卤代烃还可能由
植物等自然源产生。
卤代烃在大气中的作用，主要是通过氧化作用影响大气的物理和化学
性质，包括污染物的积累，光合作用的破坏以及气溶胶的形成。
其中主要
的污染物是挥发性有机物(VOCs)，其中包括多环芳烃(PAHs)以及甲烷和二
氧化硫。
VOCs可以被太阳光照射形成活性氯类物质，如杂质离子、臭氧及亚硝
酸盐，甚至致癌物质。
当太阳光照射在土壤和气壤接触的时候，其中的氯
离子也会被氧化形成各种有害物质，如氯醛、氯酚和醋酸。
此外，大气中
的VOCs还会参与涉氯、涉硝反应，结合氨形成沉降物质，从而造成大气中PM2.5污染物形成相应的贡献。
此外，卤代烃还可以与二氧化碳形成醛物或酮物，进一步影响大气的
物理和化学性质。
除此之外，卤代烃还可以参与形成其它有毒物质。
因此，卤代烃在大气中的浓度会影响到大气污染的程度，严重的话对人类的健康
会产生重大的危害。
卤代烃的合成方法与反应机理解析
卤代烃的合成方法与反应机理解析卤代烃是一类具有重要化学性质和广泛应用的有机化合物。
其合成方法和反应机理对于有机化学的学习和应用具有重要意义。
本文将对卤代烃的合成方法和反应机理进行解析。
一、卤代烃的合成方法1. 直接卤代法直接卤代法是指通过将有机物直接与卤素反应生成卤代烃的方法。
这种方法多用于生成氯代烃和溴代烃。
常见的直接卤代反应包括氯化、溴化和碘化等。
2. 链代反应法链代反应法是指通过有机物中的某个原子与卤素发生链代反应生成卤代烃的方法。
主要有金属卤化物链代反应、自由基链代反应和酸催化链代反应等。
3. 氢卤酸加成法氢卤酸加成法是指通过在碱性条件下，使有机物与氢卤酸加成生成卤代烃的方法。
该方法适用于合成氟代烃、氯代烃和溴代烃等。
4. 亲电取代法亲电取代法是指通过亲电试剂与有机物发生反应生成卤代烃的方法。
常见的亲电试剂有溴、氯、亚硝基等。
该方法适用于生成卤代烃的底物种类较为广泛。
二、卤代烃的反应机理1. 取代反应卤代烃在芳香族化合物中的取代反应是有机化学中重要的反应类型之一。
该反应涉及到亲核试剂与取代基发生取代反应的过程，形成新的卤代烃产物。
2. 消除反应消除反应是指卤代烃与碱性试剂反应生成烯烃或烷烃的过程。
该反应在有机化学中也具有广泛应用，常见的消除反应有氢化消除和脱氢卤代反应等。
3. 邻位取代反应卤代烃中的取代基在邻位位置上发生反应的过程称为邻位取代反应。
邻位取代反应包括邻位取代的亲电芳香族取代反应、亲核取代反应和邻位卤基迁移反应等。
4. 碱金属取代反应卤代烃与碱金属反应生成有机金属化合物的过程称为碱金属取代反应。
该反应可分为反应物中羰基碳上的取代反应和邻位取代反应等。
以上是关于卤代烃的合成方法与反应机理的解析。
通过学习和理解这些内容，我们能更好地理解有机化学中有关卤代烃的知识，并在化学研究和应用中有所应用。
卤代烃来源
R-X + R'ONa
R-O R' + NaX
醚
R-X一般为1°RX，（仲、叔卤代烷与醇钠反应时，主要发
生消除反应生成烯烃）。
3).与氰化钠反应
R X + NaCN C2H5OH R CN + NaX
1°反应后分子中增加了一个碳原子，是有机合成中增长碳链的 方法之一。
2°CN可进一步转化为–COOH，-CONH2等基团。
H Br
KOH C2H5OH
CH3 CH3CH CCH3
71%
CH3 CH3CH2C CH2
29%
消除反应与取代反应在大多数情况下是同时进行的， 为竞争反应，哪种产物占优则与反应物结构和反应的 条件有关。
消除反应常和亲核取代反应的互相竞争：
①体积大的碱，有利于消除反应。
CH3CHCH3+ C2H5ONaC25H55℃OH (CH3)2CHOC2H5+ CH3CH CH2
②用于各类卤代烃的鉴别：3º卤代烃在室温下能迅 速反应，生成卤化银沉淀，2º卤代烃反应较慢，1º卤 代烃要加热才能反应。
亲核取代反应的活性： R3C-X > R2CH-X > RI > RBr > RCl >RF。
RCH2-X
取代反应小结
R CN
RI
腈
碘代物
R CH(CO2Et)2
烷基丙二酸酯
CH3COCH3
R Cl + NaI
R I + NaCl
CH3COCH3
R Br + NaI
R I + NaBr
原因：NaI溶于丙酮，NaCl和NaBr不溶于丙酮。
卤代烃的合成原理及应用
卤代烃的合成原理及应用1. 引言卤代烃是一类化学化合物，其分子中含有卤素（如氟、氯、溴、碘）取代了一些氢原子。
卤代烃具有广泛的应用领域，在医药、农药、有机合成和材料科学等领域发挥着重要作用。
本文将介绍卤代烃的合成原理和常见的应用。
2. 合成原理2.1 卤代烃的合成方法卤代烃可以通过不同的方法合成，其中最常用的方法有以下几种：•卤素直接取代反应：通过将卤素直接与有机物反应，使卤素取代有机物中的氢原子，从而得到卤代烃。
•卤代烯的卤化反应：通过将烯烃与卤素反应，使卤素取代烯烃中的氢原子，从而得到卤代烃。
•卤代烷的卤化反应：通过将烷烃与卤素反应，使卤素取代烷烃中的氢原子，从而得到卤代烃。
•光照卤化反应：利用紫外光或其他光源的照射，使有机物与卤素发生反应，从而合成卤代烃。
2.2 卤代烃的合成机理卤代烃的合成机理与所使用的合成方法有关。
下面以卤化反应为例，介绍其中的合成机理：1.亲核试剂的攻击：亲核试剂（如溴离子）攻击有机物中的氢原子，形成中间物。
2.中间物的离去：中间物中的卤化物离去，生成卤代烃。
3.溶剂的作用：溶剂可以促进反应的进行，并调节反应的速率和产物的产率。
3. 应用领域卤代烃在许多领域都有重要的应用。
以下列举几个常见的应用领域：3.1 医药卤代烃在医药领域有广泛的应用，其中最典型的应用是作为药物的活性成分。
一些卤代烃具有抗生素、抗肿瘤和抗炎等活性，被广泛应用于临床治疗。
此外，卤代烃还可以用作药物的前体，通过进一步的合成反应转化为更复杂的化合物。
3.2 农药卤代烃在农药领域也有重要的应用。
一些卤代烃具有杀虫、杀菌和除草的活性，被广泛应用于农业生产中。
卤代烃可以用作杀虫剂、杀菌剂和除草剂的活性成分，起到控制害虫、病菌和杂草的作用。
3.3 有机合成卤代烃在有机合成中也具有重要的地位。
卤代烃可以作为反应底物，参与多种有机合成反应，生成更复杂的有机化合物。
卤代烃的特殊结构和性质使得它们在合成重要有机化合物的过程中起到关键作用。
卤代烃
卤代烃命名根据取代卤素的不同，分别称为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃；也可根据分子中卤素原子的多少分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃；也可根据烃基的不同分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃等。
此外，还可根据与卤原子直接相连碳原子的不同，分为一级卤代烃RCH2X、二级卤代烃R2CHX和三级卤代烃R3CX。
性质编辑反应编辑1．取代反应由于卤素原子吸引电子的能力大，致使卤代烃分子中的C—X键具有一定的极性。
当C—X键遇到其他的极性试剂时，卤素原子被其他原子或原子团取代。
（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。
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。
2．消除反应卤代烷在碱的醇溶液中加热，可脱去一个卤化氢分子，形成烯烃。
RCH2CH2X+KOH—→RCH=CH2+KX+H2O3．与金属作用卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一。
它是卤代烷在无水乙醚中与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃如丙烯型、苯甲型卤代烃偶合，形成烃。
第六章 卤代烃
6.2 卤烃的制法
• 6.2.2 芳烃卤代 – ① 芳环上的卤代 在路易斯酸的催化下，发 生芳环上的卤代反应。
FeCl3
Cl2
Cl
– ②芳烃侧链上的卤代
Cl2
Cl
h
有机化学 卤烃 9
• 6.2.3 亲电加成反应
CH3 CH CH2
CH3 CH CH2
6.2 卤烃的制法
Cl2
CH3 CH CH2 Cl Cl
有机化学 卤烃 26
6. 卤烃与炔化钠的反应（补充）
• 卤烃与炔钠的反应是制备高级炔烃的方法之一。
RX + R C
CNa
R C
C R + NaX
反应中的卤代烃使用伯卤烃效果最好，原因是：
仲卤烃、叔卤烃在强碱的作用下易生成消除产物。
• 此反应是另一个可以增长碳链的反应，得到的产物 是高级炔烃。此反应在炔烃的性质中已经学过，在 此不再详述。
RX + NaCN RCN + NaX
3. 卤烃的氰解
• 此反应是非常有用的一个反应，可以增加分子中碳 链的长度，每次可以增加一个碳原子，是增长碳链 的反应之一。如： • 氯乙烷与氰化钠在乙醇溶液中加热反应生成丙腈。
CH3CH2Cl + NaCN CH3CH2CN + NaCl
有机化学
卤烃
23
• 若分子中有多个卤原子，则可全部被取代。如：
CH3 CH CH2 Br
– 利用不饱和烃与X2或HX的加成也可制取卤烃。
HBr
– 用炔烃，控制加成条件，可得到卤代烯烃。
HC CH
HCl 150~160℃
HgCl2/ 活 性 碳
挥发性卤代烃的天然来源及其生成机制
挥发性卤代烃的天然来源及其生成机制
挥发性卤代烃(Volatile Organic Compounds, VOCs)是指来自自
然界的有机化合物，可以在常温下挥发。
天然来源的挥发性卤代烃包
括含氰基的芳烃，含氧基的芳烃，芳香烃，烷烃，环烃，硝基芳烃，
醇酮类和其他芳香族化合物。
植物体内产生挥发性卤代烃一般是通过微生物的分解，例如叶酸
代谢是由叶绿体负责在植物体内完成，它负责将有机物质分解成挥发
性有机碳，水溶性有机碳和有机酸；而非叶绿体的代谢反应中，有机
物被分解成氨，一氧化碳和挥发性烃类；植物还有通过光合作用产生
挥发性碳和氮系物质。
植物还会通过气体交换发射出气态VOCs物质，
其中大部分是来自植物体内芳香族挥发性有机物的挥发。
另外，动物也能够产生挥发性有机碳，比如，气味物质由动物体
内的皮质醇及其他物质分解而来，大多数情况下是由液体芳香族化合
物分解而来的。
此外，植物和动物的废弃物也是释放VOCs的源泉，比
如腐解木材、土壤等。
还有一些工业生产所生产的挥发性有机化合物，比如家具、复合材料、涂料和溶剂，都会在生产、使用过程中释放挥
发性有机物。
此外，在人类活动中产生的挥发性有机物也是挥发性卤代烃的重
要来源，如汽车尾气、柴油发动机排放物中含有多种挥发性有机物，
还有燃烧时排放的挥发性有机物。
因此，几乎所有的生物和人类的活动都可以产生挥发性有机碳，
它们都是挥发性卤代烃的天然来源，它们都是通过氧化反应、分解反应、光化学反应和热化学反应形成的。
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电化学氧化还原降解
电化学处理方法作为一种“环境友好技术” 已在一些难生化 通过阴极还原反应使卤代烃的卤原子获得电 电化学氧化方法是使卤代烃污染物在阳极 降解污染物处理中得到广泛的研究和应用
子,变成卤离子脱去。 上直接失电子氧化降解,或者处理体系中某些介 质在阳极上失电子产生羟基自由基等具有强氧 化性的反应中介。反应中介进一步氧化卤代烃 R-Xn + nH+ + ne- →R-Hn + nX污染物,使其C-X键断裂,并氧化成脂肪族化合物 或彻底氧化生成X2、CO2和H2O。
C6H6Cl6 + 12H2O - 30e- →3Cl2 + 6CO2 + 30H+
生物降解
卤代脂肪烃的降解
生物降解
卤代芳香烃的降解
先开环后脱卤 先脱卤后开环
控制卤代烃的排放
控制腐殖酸
用高铁酸盐与富里酸反应可除去90%以上富里酸。与聚 合铝联用时去除效果更佳。 同时，也可以用臭氧进行氧化，同样有好的效果。
生物预处理
生物流化床预处理工艺通过曝气供给微生物所需的氧气， 使由沙子、活性碳、玻璃球、塑料球组成的载体被生微物膜所 包裹，经过微生物氧化、合成、分解作用使载体表面吸附的有 机物氧化为无机物。
植物修复
只有从源头阻断了危害 性卤代烃进入自然，才能真 正解决卤代烃污染问题。
谢谢！
自然界中 卤代烃的来源及控制
刘珊珊 张潜翀 韩达 赵静 魏剑瑛
自然界中的卤代烃源自
天然
更源自
现在已知的生成机理是在一种卤过氧化酶 (HPO) 海面附近的少量氯气和次卤酸分子在
人类有意无意的排放！
的催化下，卤离子在 HPO的催化被H2O2氧化成亲 光照下，均裂为自由基。与从海水中挥发 出来的有机物生成卤代烃。 电卤化物，如次卤酸。然后该种亲电卤化物再与有 机亲核体，如烯烃，反应生成卤代烃。