卤代烃亲核取代和消除反应机理
化学反应中的卤代烃反应与卤代烃机理
化学反应中的卤代烃反应与卤代烃机理化学反应是指在特定条件下，物质之间发生化学变化的过程。
卤代烃是一类具有卤素取代的烃类化合物，其在化学反应中具有重要的作用。
本文将探讨卤代烃反应的种类及其机理。
一、卤代烃的反应类型1. 取代反应取代反应是卤代烃最常见的反应类型之一。
在取代反应中，卤代烃中的卤素被其他原子或基团所取代。
例如，氢化钠可以将卤代烃中的卤素取代为氢，生成相应的醇：CH3CH2Br + NaH → CH3CH2OH + NaBr在这个反应中，氢化钠（NaH）起到了脱卤素的作用，生成了乙醇（CH3CH2OH）和溴化钠（NaBr）。
2. 消去反应消去反应是指卤代烃中的卤素与相邻碳原子上的氢原子发生反应，生成不含卤素的烯烃或炔烃。
消去反应的机制可以分为两种类型：β消去和α消去。
β消去是指卤素与β位碳上的氢原子发生反应，生成烯烃或炔烃。
例如，2-溴丁烷在碱性条件下发生β消去，生成丁烯：CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH3CH=CHCH3 + NaBr + H2Oα消去是指卤素与α位碳上的氢原子发生反应，生成烷烃和亚烃。
例如，2-溴丁烷在金属活泼度较高的条件下发生α消去，生成丁烷和丙烯：CH3CH2CH2CH2Br + Zn → CH3CH2CH3 + CH2=CH2 + ZnBr2二、卤代烃反应的机理卤代烃反应的机理涉及到离子反应机制和自由基反应机制。
1. 离子反应机制在离子反应机制中，卤代烃发生亲核取代反应或亲电消除反应。
在亲核取代反应中，亲核试剂攻击卤代烃中的卤素，形成亲核取代产物。
在亲电消除反应中，卤代烃中的卤素离去，生成双键或三键产物。
亲核取代反应的机理通常涉及亲核试剂和卤素之间的亲核进攻，生成中间离子。
例如，氢氧化钠（NaOH）可以进行亲核取代反应，生成醇类产物。
反应机理如下所示：CH3CH2Br + OH- → CH3CH2OH + Br-在这个反应中，氢氧化钠中的氢氧根离子（OH-）攻击溴代乙烷中的溴素，生成乙醇和溴离子。
卤代烃的消去反应产物
卤代烃的消去反应产物
卤代烃的消去反应是有机化学中常见的反应类型之一。
该反应通常是通过溴化钠（NaBr）和氢氧化钾（KOH）在乙醇/水混合溶剂中进行的。
反应的产物包括烯烃、溴化铵
和水。
卤代烃是一种含有卤素原子的有机化合物。
在消去反应中，卤素原子被取代为烯烃中
的双键，因此这种反应可以看作是鉴别卤素原子的方法之一。
消去反应的机理是通过亲核取代和β-消去两个步骤来完成的。
在第一步亲核取代中，氢氧化钾从乙醇/水溶液中释放出氢氧根离子（OH-），它附着在卤代烃中的α碳上，并使其成为一个更好的离去基团。
这个过程产生了一个中间体，它是一个由碱性水解反应产生
的负离子。
在第二步β-消去中，负离子通过攻击相邻的α碳从而释放出双键。
这个过程产生了另一个中间体，它是一种烯烃。
最后，水和溴化铵被释放，产生了反应的最终产物。
消去反应的选择性和产率可以通过反应条件控制来调节。
例如，在水/乙醇混合溶剂
中加入K2CO3（碳酸钾）可以提高反应的产率。
此外，消去反应也可以通过选择不同的反应剂来控制其选择性。
例如，使用次氯酸钠（NaOCl）可以选择性地消除从甲基弯曲的α位
上的卤素原子。
总之，卤代烃的消去反应是一种有用的有机合成反应，可以用于制备烯烃。
通过控制
反应条件和选择适当的反应剂，可以控制反应的产率和选择性。
第18讲——亲核取代和β-消除反应机理
C+
HO C C6H5
CH3
(R)--苯乙醇(51%)
(3) SN2的证据——得到构型反转的产物
HO-
H
CH3 C
Br
C6H13 (S)-2-溴辛烷
CH3 随着反应的
HO C H
进行，体系 的旋光度从
C6H13 左到右。
(R)-2-辛醇
［］＝ -34.60
［］＝ +9.90
碘同位素
*I-
H
CH3 C
1.0
0.28
0.030
0.000042
练习1：下列每一对化合物，哪一个更易按SN2反应？
√ CH3
(1) CH3–CH–CHCH3 Br
CH3 CH3C—CH–CH3
Br CH3
CH3 (2) CH3C—CH–CH3
CH3Br
√ CH3
CH3CH2–CH–CHCH3 Br
√ CH3
CH3
(3) CH3CH2–CH–CHCH3 CH3CH2–C=CH–CH2
卤在代碱烃性消条除件大下多，按叔E卤2进代行烃，也个按别E2结反构应只。能按E1进行。
CCCHHH3–33––CBCCCCCCrH–HHH––C3CC333HHH3 22+–COB2H0Hr1.-0,05浓2O5-C甲度H2KH基O5OC迁HHH移3–76CCOC62CH%%H–CHC3323–HH–CCCC+53H＝H–+3CC3 CHHH2–32–C482C=%%HHCC3H3–CE3 H1 3
I
C6H13 (S)-2-碘辛烷
CH3 *I C H
C6H13
(R)-2-碘辛烷
消旋化速率 恰好是取代 反应速率的 二倍。
卤代烃的水解反应的原理
卤代烃的水解反应的原理
卤代烃的水解反应是指卤代烃与水反应生成相应的醇或酚的化学反应。
水解反应的原理是通过水的参与，卤代烃中的卤素原子与水反应，断开卤素-碳键，生成相应的醇或酚。
水解反应的机理通常有两种类型：
1. 亲核取代机理：在此机理中，水中的亲核氢原子被卤代烃中的卤素原子取代。
首先，水分子的氧原子亲电性强，攻击卤素原子，断开卤素-碳键，形成一个具有正电荷的离子中间体。
然后，水分子中的氢原子离去，离子中间体与水分子中的氢原子结合，生成相应的醇或酚。
2. 消除机理：在此机理中，水分子的氢原子被卤代烃中的卤素原子取代，并且同时发生卤素离去。
这种反应通常需要在碱性条件下进行，碱性条件可以提供一个较强的碱性水解剂，例如氢氧化钠（NaOH）。
首先，碱性条件下的氢氧根离子攻击卤素原子，断开卤素-碳键，形成一个具有负电荷的离子中间体。
然后，这个中间体与水分子中的氢原子结合，生成相应的醇或酚，并且同时发生卤素离去。
总的来说，卤代烃的水解反应通过水分子的参与，断开卤素-碳键，生成相应的醇或酚。
根据反应条件的不同，可以出现亲核取代机理或消除机理。
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除反应和亲核取代反应
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除反应和亲核取代反应有机化学基础知识点整理：卤代烃的消除反应和亲核取代反应有机化学中，卤代烃是一类重要的化合物。
它们包含有一个或多个卤素原子，如氯、溴、或碘，与碳原子相连。
在有机合成和反应中，卤代烃经常被用作起始物质或中间体。
在本文中，我们将重点介绍卤代烃的消除反应和亲核取代反应两个重要的基础知识点。
一、卤代烃的消除反应卤代烃的消除反应是指在适当的条件下，卤素原子与相邻碳原子之间的化学键断裂，从而形成一个双键或三键，并且卤素原子被去除。
常见的消除反应有β-消除反应和氢化物消除反应。
1. β-消除反应β-消除反应是指当卤代烃的邻碳上有一个或多个氢原子时，卤素和一个氢原子同时被去除，形成一个双键。
常见的β-消除反应有氢氧化钠和氨水处理。
例如，当2-溴丙烷与氢氧化钠反应时，产物为丙烯和溴化钠：CH3CHBrCH3 + NaOH → CH2=CHCH3 + NaBr + H2O2. 氢化物消除反应氢化物消除反应是指当卤代烃中没有邻碳上的氢原子时，卤素与一个氢化物离子（如乙醇钠）同时被去除，形成烯烃。
例如，当1,2-二溴乙烷与乙醇钠反应时，产物为乙烯和溴化钠：CH2Br-CH2Br + 2 NaOEt → CH2=CH2 + 2 NaBr + EtOH二、卤代烃的亲核取代反应卤代烃的亲核取代反应是指一个亲核试剂与卤代烃发生反应，亲核试剂的亲电子进攻和取代卤素原子，形成一个新的化合物。
亲核取代反应是有机合成中最常见的反应之一。
1. SN1 亲核取代反应SN1 亲核取代反应是指在两步反应中，第一步生成一个稳定的卤代烷离子，然后在第二步中，亲核试剂攻击离子，取代卤素原子。
SN1亲核取代反应通常发生在三级卤代烷上，存在亲核试剂的浓度低的情况下。
例如，当溴代异丙基反应生成异丙基碳离子，然后氢氧化钠攻击碳离子，形成异丙醇：(CH3)3C-Br + NaOH → (CH3)3C-OH + NaBr2. SN2 亲核取代反应SN2 亲核取代反应是指在一步反应中，亲核试剂直接攻击卤素原子，并取代它。
卤代烃亲核取代和消除反应机理
卤代烃亲核取代和消除反应机理亲核取代反应历程卤代烃的亲核取代反应是⼀类重要反应，由于这类反应可⽤于各种官能团的转变，在有机合成中具有⼴泛的⽤途，因此，对其反应历程的研究也就⽐较重要。
在亲核取代反应中，研究最多的是卤代烃的⽔解，在反应的动⼒学、⽴体化学，以及卤代物的结构，溶剂等对反应速率的影响等都有不少的资料。
根据化学动⼒学的研究及许多实验表明，卤代烃的亲核取代反应是按两种历程进⾏的，即双分⼦亲核取代反应（S N 2反应）和单分⼦亲核取代反应（S N 1反应）。
⼀、双分⼦亲核取代反应（S N 2反应）实验证明：伯卤代烃的⽔解反应为S N 2历程。
RCH 2Br+OH -→RCH 2OH+Br -，v =k [RCH 2Br]·[OH -]，v 为⽔解速率，k 为⽔解常数。
因为RCH 2Br 的⽔解速率与RCH 2Br 和OH -的浓度有关，所以叫做双分⼦亲核取代反应（S N 2反应）。
1.S N 2反应机理：亲核试剂(Nu -)从离去基团(L)的背⾯进攻中⼼碳原⼦。
当亲核试剂与中⼼碳原⼦之间逐渐成键时，离去基团与中⼼碳原⼦之间的键逐渐断裂，新键的形成和旧键的断裂是同步进⾏的协同过程，其反应过程如下所⽰。
反应物(sp 3) 过渡态(sp 2)产物(sp 3) 2.S N 2反应的能量变化，可⽤反应进程-势能曲线图表⽰如下：S N 2反应进程中的能量变化3.S N 2反应的⽴体化学：背⾯进攻和构型翻转。
（1）背⾯进攻反应：在S N 2反应中，亲核试剂Nu -可以从离去基团的同⼀边或离去基团的背⾯进攻中⼼碳原⼦(C δ+)。
若从离去基团的同⼀边进攻，则亲核试剂与带负电荷的离去基团(L δ-)之间，除空间障碍外，还因同种电荷相互排斥使反应活化能升⾼，不利于反应的进⾏。
若从离去基团的背⾯进攻，则反应活化能较低，容易形成相对较稳定的过渡态，反应易于进⾏。
（2）构型翻转：在S N 2反应中，中⼼碳原⼦由反应底物时的sp 3杂化转变为过渡态时的sp 2杂化，这时亲核试剂与离去基团分布在中⼼碳原⼦的两边，且与中⼼碳原⼦处在同⼀直线上，中⼼碳原CδδNu C + L -δδNu C + L δδNu C + L -Nu⼦与它上⾯的其他三个基团处于同⼀平⾯内。
大学有机化学反应方程式总结卤代烃的亲核取代与消除反应
大学有机化学反应方程式总结卤代烃的亲核取代与消除反应大学有机化学反应方程式总结：卤代烃的亲核取代与消除反应有机化学是研究有机化合物结构、性质和反应的科学，而有机反应方程式则是描述这些有机化合物之间转化的表达式。
在大学有机化学中，卤代烃是一个重要的研究对象，它们可以通过亲核取代和消除反应与其他化合物发生反应。
本文将总结卤代烃的亲核取代与消除反应的反应方程式，以帮助读者更好地理解和应用这些反应。
1. 亲核取代反应亲核取代反应是卤代烃与亲核试剂发生反应的常见方式。
亲核试剂可以是负离子或有机分子。
以下是亲核取代反应的常见类型及其对应的反应方程式：1.1 醇的亲核取代反应醇是一类常见的亲核试剂，在亲核取代反应中起着重要作用。
一个常见的例子是卤代烷和带负电荷的醇负离子进行SN2反应，生成醇取代产物。
其反应方程式如下：RX + OH- → ROH + X-其中，R代表一个有机基团，X代表卤素。
1.2 氨的亲核取代反应氨是另一个常见的亲核试剂，它可以与卤代烃发生亲核取代反应，生成胺取代产物。
以下是氨的亲核取代反应的反应方程式：RX + NH3 → RNH2 + HX其中，R代表一个有机基团，X代表卤素。
1.3 胺的亲核取代反应除了氨，胺也可以与卤代烃发生亲核取代反应。
以下是胺的亲核取代反应的反应方程式：RX + R'NH2 → RR'NH + HX其中，R和R'代表有机基团，X代表卤素。
2. 消除反应消除反应是卤代烃的另一种重要反应类型。
在消除反应中，卤代烃通过引入碱试剂或通过热力条件，失去卤素原子并形成双键或三键。
以下是消除反应的常见类型及其对应的反应方程式：2.1 β-消除反应β-消除反应是一种常见的消除反应类型，其中卤代烃临近卤素的碳上的β位上发生消除反应。
典型的β-消除反应是氢化物消除反应，其反应方程式如下：RX + NaNH2 → R-H + NaNHX其中，R代表一个有机基团，X代表卤素。
卤代烃亲核取代和消除、和金属反应
六, 卤代烃的亲核取代反应、消除反应及和金属的反应卤代烃的亲和取代和消除是有机化学中的难点，希望同学们能比较仔细地阅读本部分内容。
这里有一些内容和一般的教科书中介绍的有所不同。
6-1 卤代烃的亲核取代反应，S N1和S N2在有机化学反应中，常常把反应物分为底物和试剂。
在讨论卤代烃的反应中，卤代烃就是底物。
本节主要讨论卤代烷作为底物的取代反应。
卤代烷就是烷烃中的一个氢为卤素取代的“结构为RX（R=烷基，X=卤素）的化合物，又称为烷基卤[化物]，P5。
”取代反应就是“分子中某一原子或基团被另一原子或基团替换的基元或分步反应，P86。
”卤代烷的亲核取代反应就是富电子的或带负电荷的试剂把卤代烃中卤素取代下来的反应。
这个反应在合成中非常有用。
例如：RX + Na+ -OH −→ROH + Na+X-RX + Na+ -OR’−→ROR’ + Na+X-制醚的重要方法，称为Williamson醚合成法RX + Na+ -CN −→RCN + Na+X-制腈的重要方法RX + Na+ -C≡CH −→RC≡CH + Na+X-把炔键引入分子从上面的几个反应来看，钠离子没有在反应中起作用，起作用的是-OH、-OR、-CN、-C≡CH等负离子。
是这些负离子把卤素负离子取代了下来。
在这个反应中卤代烷中的卤素是带着一对电子成为卤素负离子离去的，叫做离去基团。
如果把带负电荷的亲核试剂写成Nu-而把离去基团写成-L。
那么卤代烷的亲核取代反应就可以拓展为：R-L + Nu-−→RNu + L-这实际上可看成是一个广义的酸碱反应。
只要是带负电荷的亲核试剂Nu-的碱性比取代下来的离去基团L-的碱性强，这种反应就能发生。
亲核试剂可以是：HO-、RO-、CN-、HC≡C-、RCOO-、CH3COC-HCOOC2H5（以后会知道这就是乙酰乙酸乙酯的合成法）、C2H5OOCC-HCOOC2H5（丙二酸二乙酯合成法）……如果把上面的氧原子换成硫原子，又是一批亲核试剂。
卤代烃
Cl
-
(CH3)3C+ + X-
溶剂 相对速率
乙醇 1
乙酸 2
醇 水=2 3 100
醇 水=1 4 14000
水 ~105
SN2反应中,
增加溶剂极性或使用质子溶剂, 负离子亲核试剂溶剂化, 试剂亲核性降低, 不利于过渡态形成, 反应速率减慢。
Nu:- + R-L [ Nu
δ
-
+
CH3
H2O
CH3 Br
H2O
SN1
CH3
C CH3
CHCH3 重排 CH3
+
CH3 CH3 C
+
CHCH3 CH3
CHCH3
-H
+
CH3
C
CHCH3
OH2 CH3
OH CH3
试解释 (S)-3-甲基-3-溴己烷在水-丙酮中反应, 结果 旋光性消失的实验事实。
H3C Br
CH3CH2CH2CCH2CH3
SO2-
3) 亲核试剂 对SN1反应影响不大。在SN2反应中: 试剂的亲核性与试剂的浓度、试剂的给电子能力、试剂的 可极化性有关。
a. 在亲核原子相同的一组亲核试剂中, 碱性越强, 亲核性越强。 (亲核性顺序与碱性一致)
RO- > HO- > ArO- > RCOO- > ROH > H2O b. 在同一周期中的各种原子, 从左到右亲核性降低。 (亲核性顺序与碱性一致)
. CH3 O S
-
.
Y+ X-
H-C-N CH3 DMF
.
+
CH3 .
非质子偶极溶剂中卤离子的亲核性： F- > Cl- > Br- > I-
卤代烃成环反应
卤代烃成环反应是有机化学中一种重要的反应类型，指的是卤代烃（通常是卤代烷）在适当条件下与碱（如氢氧化钠或氢氧化钾）反应生成环状化合物的过程。
这种反应常见于有机合成中，可以用于制备各种环状化合物，如环烷烃、环烯烃、环醚等，具有广泛的应用价值。
卤代烃成环反应的机理通常是经历亲核取代和消除反应两个步骤。
首先，卤代烃通过亲核取代反应，与碱发生SN2反应，生成碱金属盐和卤化物离子。
接着，在碱金属盐的作用下，卤化物离子发生碱催化的β消除反应，脱去卤素并生成碱金属化合物。
最终，通过环合反应，碱金属化合物再次发生亲核取代反应，将环形结构形成。
举个例子来说明卤代烃成环反应的过程。
以氯代丙烷为例，其与氢氧化钠反应生成环丙醇的过程如下：CH3CH2CH2Cl + NaOH → CH3CH2CH2OH + NaClCH3CH2CH2OH → CH2=CH-CH2- + H2OCH2=CH-CH2- + CH3CH2CH2Cl → （环丙醇）在这个反应中，氯代丙烷首先与氢氧化钠发生SN2反应生成丙醇，然后丙醇经过消除反应生成烯烃，最后形成环丙醇。
这种反应不仅可以制备环状化合物，还可以用于合成具有特定结构和性质的有机分子，具有较广泛的应用领域。
除了上述的例子，卤代烃成环反应还有许多其他的具体应用，如合成环状醚、环状酮、环状胺等化合物。
这些环状化合物在药物合成、材料科学、农业化学等领域都有重要的应用价值，因此卤代烃成环反应在有机化学中具有重要的地位。
总之，卤代烃成环反应是有机合成中一种重要的反应类型，通过该反应可以制备各种环状化合物，应用广泛。
研究和应用这种反应有助于拓展有机合成的范围，促进有机化学领域的发展。
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应在有机化学中，卤代烃是一种重要的化合物，它们可以发生多种反应，其中包括消除和亲电取代反应。
本文将对卤代烃的消除和亲电取代反应进行整理和讨论。
一、卤代烃的消除反应1. 反应机制卤代烃的消除反应是指在适当的条件下，卤代烃中的卤素原子与相邻碳原子之间的化学键断裂，产生烯烃和卤化氢。
消除反应通常按照双键的生成方式可以分为两种类型：β-消除和α-消除。
β-消除反应指的是在β位（相对于卤素原子的位置）发生消除反应，生成双键。
α-消除反应指的是在α位（相对于卤素原子的位置）发生消除反应，生成双键。
2. 常见的消除反应类型（1）卤代烃的脱氢消除反应脱氢消除反应是指卤代烃分子中的卤素原子与相邻碳原子之间的化学键断裂，同时分子中的氢原子与碳原子之间的化学键形成，产生烯烃。
常见的脱氢消除反应包括醇的脱水反应、酸的脱水反应等。
（2）卤代烃的脱卤反应脱卤反应是指卤代烃分子中的卤素原子与相邻碳原子之间的化学键断裂，同时形成碳-碳双键，产生烯烃。
脱卤反应通常需要加热或使用碱性条件。
3. 反应条件和机理卤代烃的消除反应通常需要适当的反应条件和催化剂。
例如，氢氧化钠（NaOH）和醇可以促进卤代烃的脱卤反应。
消除反应的机理通常涉及碱性条件下的亲核取代和质子转移等步骤。
二、卤代烃的亲电取代反应亲电取代反应是指卤代烃中的卤素原子被亲电试剂（如卤化钠、卤化铜等）取代的反应。
1. 反应机制卤代烃的亲电取代反应是指卤素原子与亲电试剂之间发生化学反应，断裂卤素原子与相邻碳原子之间的化学键，同时形成新的化学键。
2. 常见的亲电取代反应类型（1）醇与卤代烃的亲电取代反应醇与卤代烃的亲电取代反应通常需要使用酸性催化剂，如盐酸、硫酸等。
反应机制涉及到醇分子的质子化和亲电取代等步骤。
（2）亲电试剂与卤代烃的亲电取代反应除了醇之外，其他亲电试剂也可以与卤代烃发生亲电取代反应。
第七章卤代烃12
叔丁醇 (CH3)3CONa CH3(CH2)3Br (CH3)3CO (CH2)3CH3
这是制备混合醚的方法,叫 醚合成法。 这是制备混合醚的方法 叫Williamson 醚合成法。伯卤烷效果 最好, 仲卤烷效果较差, 易发生消除生成烯烃)。 最好 仲卤烷效果较差 叔卤烷不能用 (易发生消除生成烯烃 。 易发生消除生成烯烃
-CN可转化为-COOH、-CONH2、 -CH2NH2等，在合成 CN可转化为-COOH、 可转化为 上用于增长碳链。氰化钠（ 剧毒， 上用于增长碳链。氰化钠（钾）剧毒，使用时特别小 心。
酯等， -CN可转化为-COOH、-CONH2、 -CH2NH2、酯等，在 CN可转化为-COOH、 可转化为 合成上用于增长碳链。氰化钠（ 合成上用于增长碳链。氰化钠（钾）剧毒，使用时特 剧毒， 别小心。 别小心。
C2H5Br _ HBr
(C2H5)2NH
NHC2H5Br _ H源自r(C2H5)3NN氰化钠（ 反应） 3. 被氰基取代 （与氰化钠（钾）反应）
CH3CH2Br + NaCN
EtOH CH CH CN NaBr + 3 2
H3O+ CH3CH2COOH
BrCH2(CH2)5Br + 2KCN
C2H5OH, H2O Reflux 8h, 75%
NCCH2(CH2)5CN + 2KBr
结构、 第一节 结构、分类和命名 一、结构 卤代烷中的C 键的碳原子为sp 杂化， 卤代烷中的C-X键的碳原子为sp3杂化，碳原子与
。
卤素以 卤素以б键相连，价键间的夹角都接近109.5 。 相连，价键间的夹角都接近109.5 代烷常用通式R 一卤代烷常用通式 —X表示。 一卤代烷常用通式R—X表示。
有机化学06第六章卤代烃
二烷基铜锂
合成烷烃的方法
2．与Mg、Li的反应
RX
2Li
RLi + LiX
绝对乙醚
或绝对四氢呋喃 有机锂试剂
RX
Mg
RMgX
绝对乙醚 或绝对四氢呋喃
Grignard试剂
RLi和RMgX的反应
与活泼氢的反应
RMgX + HY RH + MgXY
HY=各种含活泼氢的化合物 如：酸、醇、水、氨、端炔等。
Cl NH2
Cl CuI
OH O NH
Cl
Cl
双氯芬酸
2．亲核取代反应机理
A. 动力学结果
CH3CH2Br OH CH3CH2OH + Br 反应速率=k[CH3CH2Br][OH-]
反应速率同时与两个反应物浓度相关，称该反应为双分子 历程，其机理为SN2机理。
OH
(CH3)3CBr
(CH3)3COH + Br
2CH3CH2CH2Br + Na CH3CH2CH2CH2CH2CH3
B. Wurtz-Fitting反应
1RX + phX + 2Na R-ph + 2NaX
phBr + CH3CH2CH2Br + Na phCH2CH2CH3
RX
2Li -LiX
RLi CuX
各种R'X
R2CuLi
R-R'
CH3
2-溴-2-甲基丙烷
6.2 化学性质I——亲核取代反应
1．亲核取代反应事实
R - X + Nu-
R - Nu + X-
A. 水解反应
CH3
CH3C-Br
大学有机化学反应方程式总结卤代烃的取代反应与消除反应
大学有机化学反应方程式总结卤代烃的取代反应与消除反应大学有机化学反应方程式总结——卤代烃的取代反应与消除反应有机化学是研究碳为主体的有机化合物及其反应性质的学科。
其中，卤代烃是有机化合物中的一类重要化合物，它们在有机合成和医药领域具有广泛的应用。
卤代烃的取代反应和消除反应是有机化学中的基础反应之一。
本文将对这两种反应进行总结，并列举相关的反应方程式。
一、卤代烃的取代反应1. 氢氧离子的取代反应：卤代烃在碱性条件下可以发生醇和醚的生成反应。
具体反应方程式如下：R-X + OH- → R-OH + X-R-X + OR' → R-OR' + X-这种反应称为亲核取代反应，其中OH-或OR'为亲核试剂，R和X分别代表有机基团和卤素原子。
2. 氨或胺的取代反应：卤代烃与氨或胺反应可以生成相应的胺或胺盐。
具体反应方程式如下：R-X + NH3 → R-NH2 + HXR-X + RNH2 → R-NHR' + HX这种反应可以通过控制反应条件和反应物的选择来对生成物进行调控。
3. 芳香化合物的取代反应：芳香化合物的取代反应是有机化学中的重要反应。
卤代烃作为芳烃的取代试剂，可以发生芳香取代反应。
具体反应方程式如下：Ar-X + Nu- → Ar-Nu + X-Ar-X + Ar'-ONa → Ar-Ar' + X- + Na+这种反应可以引入不同的官能团和基团，从而改变芳香化合物的性质。
二、卤代烃的消除反应1. 亲电质消除反应：卤代烃在鹰式消除剂的作用下，发生亲电质消除反应。
具体反应方程式如下：R-X + Z → R-Z + X-其中，Z为鹰式消除剂。
这种反应可以生成亲电质和卤素离子。
2. 氢氧化物消除反应：卤代烃在碱性条件下，通过内消除反应，发生氢氧化物消除。
具体反应方程式如下：R-X + OH- → R-H + X-这种反应可以生成烯烃或炔烃等不饱和化合物。
卤代烃的消除反应和取代反应
卤代烃的消除反应和取代反应以卤代烃的消除反应和取代反应为主题，我们来探讨一下这两种常见的有机化学反应。
我们来讨论卤代烃的消除反应。
消除反应是指在适当的条件下，卤代烃中的卤素原子与相邻碳原子之间的键被断裂，形成双键或三键。
消除反应通常需要加热或使用碱性条件。
最常见的消除反应是氢氧化钠或氢氧化钾存在下的醇消除反应，也称为醇酸消除反应。
在碱性条件下，卤代烃中的卤素原子被氢氧根离子取代，生成醇和卤化钠或卤化钾。
这个反应是通过亲核取代机制进行的。
在反应过程中，碱性条件下的氢氧根离子攻击卤代烃中的碳原子，断裂碳-卤键，形成碳阳离子中间体。
然后，碳阳离子会捕获溶液中的氢氧根离子，生成醇。
最后，生成的醇和卤化钠或卤化钾会在溶液中分离出来。
另一种常见的消除反应是碱性条件下的醇醚消除反应。
在碱性条件下，醇醚中的氢氧根离子攻击卤代烃中的碳原子，形成碳阳离子中间体。
然后，碳阳离子会捕获醇醚中的氢氧根离子，生成烯烃和醇或醚。
接下来，我们来讨论卤代烃的取代反应。
取代反应是指卤代烃中的卤素原子被其他原子或基团取代的反应。
取代反应通常需要使用亲核试剂或电荷亲和试剂。
最常见的取代反应是亲核取代反应。
在亲核取代反应中，亲核试剂攻击卤代烃中的卤素原子，形成碳-亲核试剂键。
在这个过程中，亲核试剂可以是氢氧根离子、醇分子、胺分子等。
最常见的亲核取代反应是氢氧根离子取代反应，也称为SN2反应。
在SN2反应中，亲核试剂从卤素的背面进攻，同时卤素原子离去，形成一个过渡态。
然后，亲核试剂与过渡态中的碳原子形成新的键，形成取代产物。
SN2反应是一个一步反应，不经历离去基团离去的过渡态。
除了SN2反应，还有SN1反应。
在SN1反应中，卤代烃中的卤素原子先离去，形成一个稳定的碳阳离子中间体。
然后，亲核试剂攻击碳阳离子，形成取代产物。
SN1反应是一个两步反应，首先发生离去基团的离去，然后再发生亲核试剂的攻击。
除了亲核取代反应，还有电荷亲和取代反应。
在电荷亲和取代反应中，电荷亲和试剂攻击卤代烃中的卤素原子，形成一个离子中间体。
6.3.1 E1和E2消除反应
6.3.1 E1和E2消除反应
在卤代烃发生的亲核取代反
应中，经常会伴随着消除反应。
与S N1和S N2相对，有E1和E2消
除反应机理。
消除反应是通过卤代烃制备
烯烃的常用方法。
E2反式消除
一. E1消除反应的机理
与S N1亲核取代反应的第一步相同，E1消除反应的第一步也是形成碳正离子，再消除氢离子，而形成烯烃。
E1反应机理:
E1和S N1反应经常是同时发生的2个相互平行、相互竞争的反应。
E2消除反应的机理：一. E2消除反应的机理
与S N2亲核取代反应类似，E2消除反应是协同反应，碱进攻卤代烃的β氢，通过反式消除得到烯烃。
OH-既是碱又是亲核试剂，伴随E2反应，经常发生S N2反应。
所以E2和S N2反应经常是同时发生的2个相互平行、相互竞争的反应。
E2和S N2相似，是一步协同反应。
动力学方程为v=k[RX][HO-]。
一. E2消除反应的机理
与S N2亲核取代反应类似，E2消除反应是协同反应，碱进攻卤代烃的β氢，通过反式消除得到烯烃。
E2历程的取向——Zaitsev消除和Hofmann消除
Zaitsev产物Hofmann产物
X = I81%19%
Br72%28%
Cl 67%33%
F30%70%
二. E2消除反应中的立体化学
E2机理通常为反式消除为主。
二. E2消除反应中的立体化学
E2机理通常为反式消除为主。
二. E2消除反应中的立体化学
E2机理通常为反式消除为主。
二. E2消除反应中的立体化学
E2机理通常为反式消除为主。
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应机理
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应机理有机化学基础知识点整理卤代烃的消除和亲电取代反应机理在有机化学中，卤代烃是一类重要的化合物，其具有较高的反应活性，可以经历多种反应。
其中，卤代烃的消除反应和亲电取代反应是常见的反应类型。
本文将对卤代烃的消除反应和亲电取代反应进行基础知识点整理和机理解析。
一、卤代烃的消除反应卤代烃的消除反应是指在适当的反应条件下，卤代烃中的卤素原子（如氯、溴）与相邻的氢原子发生反应，并释放出卤化氢。
此反应类型广泛应用于有机合成中，常用于合成烯烃和炔烃化合物。
1. β-消除反应β-消除反应指的是卤代烃中卤素原子与分子内的β-碳原子（即相邻的碳原子）之间发生反应，生成烯烃或炔烃。
常见的β-消除反应有醇醚消除反应和醇醚消除脱水反应。
（1）醇醚消除反应醇醚消除反应是指卤代烃与醇或醚反应后脱去一个分子的水或醚分子，生成烯烃或炔烃。
这种反应常用碱性条件，如氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）等碱催化剂。
示例反应：R-X + OH- → R-H + X-（溴代烷→烷烃）（2）醇醚消除脱水反应醇醚消除脱水反应是指卤代烃与醇反应生成烯烃或炔烃，并同时脱去一个分子的水分子。
这种反应通常在酸性条件下进行，并使用热催化剂如硫酸（H2SO4）、磷酸（H3PO4）等。
示例反应：R-X + alcohol → R-H + X-（卤代烷→ 烷烃）2. α-消除反应α-消除反应指的是卤代烃中卤素原子与分子内的α-碳原子（即距离卤素原子最近的碳原子）之间发生反应，生成烯烃或炔烃。
α-消除反应通常需要较高的反应温度和碱性或酸性催化剂的存在。
示例反应：R-X → R-C≡C-X（卤代烃→ 炔烃）二、卤代烃的亲电取代反应亲电取代反应是指卤代烃中的卤素原子（如氯、溴）与亲电试剂发生反应，取代卤素原子的位置，生成新的官能团或化合物。
亲电取代反应是有机合成中最常见的反应类型之一。
1. 氢化反应氢化反应是指卤代烃中的卤素原子被氢原子取代，生成相应的烷烃。
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除与亲核取代反应
有机化学基础知识点整理卤代烃的消除与亲核取代反应有机化学基础知识点整理：卤代烃的消除与亲核取代反应在有机化学中，卤代烃是一类重要的有机化合物，它们是由一个或多个卤素（如氯、溴、碘等）取代有机骨架上的氢原子而形成的化合物。
卤代烃具有许多重要的反应和应用。
本文将重点讨论卤代烃的消除与亲核取代反应的基础知识点。
1. 卤代烃的消除反应卤代烃的消除反应是指在适当的条件下，通过引入一个或多个还原剂或碱性条件，使卤代烃中的卤素离子（如Cl-、Br-等）脱离有机分子，从而得到一个双键或多重键的反应过程。
常见的卤代烃消除反应有：（一）脱卤反应（Dehalogenation）脱卤反应是指通过还原剂作用或碱性条件下，将卤素原子从卤代烃中移除的反应过程。
最常见的脱卤反应是氯代烃的脱氯反应和溴代烃的脱溴反应，其中最典型的脱卤反应是氯代烃的脱氯反应。
脱氯反应的机理可以分为两种类型：亲核脱氯和还原脱氯。
亲核脱氯是指由亲核试剂（如HO-、CN-等）进攻卤素原子，形成亲核取代产物。
还原脱氯是指由还原剂（如金属钠、金属锂等）反应产生亲电负荷，攻击卤素原子，生成亲电取代产物。
脱溴反应与脱氯反应类似，但脱溴反应的反应条件较温和，通常需要溶剂和催化剂的存在。
（二）脱卤取代反应（Elimination substitution）脱卤取代反应是指卤化烃与碱性条件下（如强碱NaOH）反应，经过脱卤步骤后，再发生亲核取代反应的过程。
这种反应可以通过消除反应和亲核取代反应的竞争来进行选择性的控制。
一般情况下，通过调整反应条件可以实现消除反应或亲核取代反应的倾向性。
2. 卤代烃的亲核取代反应亲核取代反应是指通过一个亲核试剂（如氨、水、醇等）攻击卤代烃的卤素原子，从而取代卤素形成新的有机化合物的过程。
常见的亲核取代反应有：（一）氢氧化反应（Hydrolysis）氢氧化反应是指卤代烃与水或氢氧化物反应，主要形成醇类化合物或醚类化合物。
氢氧化反应可分为酸性水解和碱性水解两种。
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亲核取代反应历程卤代烃的亲核取代反应是一类重要反应，由于这类反应可用于各种官能团的转变，在有机合成中具有广泛的用途，因此，对其反应历程的研究也就比较重要。
在亲核取代反应中，研究最多的是卤代烃的水解，在反应的动力学、立体化学，以及卤代物的结构，溶剂等对反应速率的影响等都有不少的资料。
根据化学动力学的研究及许多实验表明，卤代烃的亲核取代反应是按两种历程进行的，即双分子亲核取代反应（S N 2反应）和单分子亲核取代反应（S N 1反应）。
一、双分子亲核取代反应（S N 2反应）实验证明：伯卤代烃的水解反应为S N 2历程。
RCH 2Br+OH -→RCH 2OH+Br -，v =k [RCH 2Br]·[OH -]，v 为水解速率，k 为水解常数。
因为RCH 2Br 的水解速率与RCH 2Br 和OH -的浓度有关，所以叫做 双分子亲核取代反应（S N 2反应）。
1.S N 2反应机理：亲核试剂(Nu -)从离去基团(L)的背面进攻中心碳原子。
当亲核试剂与中心碳原子之间逐渐成键时，离去基团与中心碳原子之间的键逐渐断裂，新键的形成和旧键的断裂是同步进行的协同过程，其反应过程如下所示。
反应物(sp 3) 过渡态(sp 2)产物(sp 3) 2.S N 2反应的能量变化，可用反应进程-势能曲线图表示如下：S N 2反应进程中的能量变化3.S N 2反应的立体化学：背面进攻和构型翻转。
（1）背面进攻反应：在S N 2反应中，亲核试剂Nu -可以从离去基团的同一边或离去基团的背面进攻中心碳原子(C δ+)。
若从离去基团的同一边进攻，则亲核试剂与带负电荷的离去基团(L δ-)之间，除空间障碍外，还因同种电荷相互排斥使反应活化能升高，不利于反应的进行。
若从离去基团的背面进攻，则反应活化能较低，容易形成相对较稳定的过渡态，反应易于进行。
（2）构型翻转：在S N 2反应中，中心碳原子由反应底物时的sp 3杂化转变为过渡态时的sp 2杂化，这时亲核试剂与离去基团分布在中心碳原子的两边，且与中心碳原子处在同一直线上，中心碳原CδδNu C + L -δδNu C + L δδNu C + L -Nu子与它上面的其他三个基团处于同一平面内。
随着反应的进行，这三个基团由原来靠近亲核试剂的一边经过渡态翻转到靠近离去基团的一边，最终离去基团被亲核试剂取代，中心碳原子发生了构型的翻转，这是S N2反应的立体化学特征，可以作为S N2反应机理判断的依据。
这种构型的转化称为瓦尔登(Walden)转化。
过渡态(S)-2-碘辛烷(R)-2-碘辛烷4.影响S N2亲核取代反应的因素：从双分子亲核取代反应的动力学公式v=k[R-L]·[Nu-]，可以看出，S N2亲核取代反应的反应速率与反应底物R-L和亲核试剂Nu-有关，可以分别从反应底物（包括烃基的结构和离去基团的性质）和亲核试剂Nu-两方面讨论对S N2亲核取代反应的影响。
（1）反应底物中烃基的结构：S N2反应是一步反应，反应底物在亲核试剂进攻下，经过渡态转变为产物，过渡态势能的高低直接关系到反应活化能的大小，过渡态势能越低就越稳定，反应的活化能就越低，反应越容易进行，反应速率越快。
在过渡态中，由于有五个基团排布在中心碳原子的周围，相对于反应底物来说，空间变得更加拥挤，导致过渡态的势能升高，反应活化能增大。
因此，对于反应底物，因烃基结构不同而导致的空间因素对S N2反应的活性有重要影响。
当中心碳原子上的氢被烷基取代后，亲核试剂从离去基团的背面进攻中心碳原子时的空间位阻增加，过渡态势能升高，反应活化能增大，反应速率减小。
对反应底物为伯、仲、叔卤代烃而言，其S N2反应的活性次序为：CH3-L>RCH2-L>R2CH-L>R3C-L（2）离去基团：离去基团是反应底物的构成部分，因此离去基团的离去能力直接与亲核取代反应的速率有关。
在反应中，离去基团在亲核试剂Nu-对中心碳原子进攻的同时逐渐离开中心碳原子，这里发生了C-L键的异裂，L带着一对共价电子以L-形式离去。
因此，若C-L键弱，且L有较强的承受负电荷的能力，容易以L-形式离去，是好的离去基团；若C-L键强，且L对负电荷的承受能力较弱，不容易以L-形式离去，是差的离去基团。
L对负电荷的承受能力与L的碱性有关，L承受负电荷的能力强，即L-相对较稳定，其碱性相对较弱。
因此，离去基团L的碱性越弱，越容易离去，是好的离去基团。
由于卤素负离子的碱性次序为：I-<Br-<Clˉ<Fˉ，因此离去能力为：I->Br->Clˉ>Fˉ。
对于不同卤素的卤代烃，其亲核取代反应的活性次序为：R-I>R-Br>R-Cl>R-F。
碘代烃的反应率最快，氟代烃最慢。
例如，--2取代反应中，它们都难以直接被其他亲核试剂取代。
这种情况下，需要将它们转变为好的离去基团，才能使取代反应顺利进行。
（3）亲核试剂：在S N2反应中，离去基团是在亲核试剂对中心碳原子的亲核进攻下逐渐离去的，因此亲核试剂的亲核能力直接与取代反应的速率有关。
亲核试剂可以是带有负电荷的离子或带有未共用电子对的中性分子。
在多数情况下，试剂的亲核性与其碱性大小的顺序一致。
若亲核试剂中的亲核原子为同周期元素，则亲核性大小顺序与碱性强弱顺序相同，如CH3-> H2N->HO->Fˉ。
但亲核性与碱性毕竟不完全一样，试剂的亲核性大小是根据它对亲核取代反应速率的影响来判断的，而碱性大小表现在结合H+的难易上，判断标准不同，结果也不完全相同。
如：亲核性：CH3O—>CH3CH2O—>(CH3)2CHO—>(CH3)3CO—。
碱性：CH3O—<CH3CH2O—<(CH3)2CHO—<(CH3)3CO—。
可见，试剂的亲核性与碱性的强弱顺序不一定是一致的。
对于同族元素，由于亲核试剂通常是用其负离子相应的盐，而常用的溶剂是水或醇等质子溶剂，在这种质子溶剂中，负离子的亲核性大小与其相应的碱性往往表现为不一致性。
相对来说，对于带相同电荷的离子，离子半径小的负电荷更集中，其与溶剂质子生成氢键而溶剂化的能力也强；而离子半径大的负电荷相对较分散，其与溶剂质子生成氢键而溶剂化的能力相对较弱。
然而，负离子在发生亲核取代反应前必须克服溶剂分子的溶剂化作用，离子半径大的负离子相对较容易克服溶剂化作用而显得有较强的亲核性。
因此，对于同族元素，亲核性有I->Br->Cl->F-，RSˉ>ROˉ。
如果反应在非质子溶剂（如N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜等）中进行，因为没有生成氢键的溶剂化效应，所以其亲核性为I-<Br-<Cl-<F-，与负离子的碱性强弱一致。
自由的卤素负离子(X-)亲核性比溶剂化的X-大得多，故亲核取代反应在非质子极性溶剂中要快得多。
中性分子的亲核性比相应的共轭碱负离子的亲核性小，如亲核性有HOˉ>H2O，ROˉ >ROH，RCOO->RCOOH，NH2->NH3，RNHˉ>RNH2。
对于相同亲核原子的亲核试剂，碱性大的，亲核性也大，如ROˉ>RCOO-。
在S N2反应中，亲核试剂的空间因素也影响其亲核性，空间位阻大的亲核试剂不利于与底物的中心碳原子接近，表现为较低的亲核能力。
例如，烷氧基负离子的亲核能力随烷基体积的增大而减小，即CH3Oˉ >CH3CH2O->(CH3)2CHO->(CH3)3COˉ。
二、单分子亲核取代反应（S N1反应）实验证明：3°RX、CH2=CHCH2X、苄卤(Ph-X)的水解是按S N1历程进行的，如：(CH3)3C-Br+OH-→CH3)3C-OH+Br-，v=k[(CH3)3C-Br]因其水解反应速率仅与反应物卤代烃的浓度有关，而与亲核试剂的浓度无关，所以称为单分子亲核取代反应（S N1反应）。
1.S N1反应机理，S N1反应是分两步完成的：反应的第一步是卤代烃电离生成活性中间体碳正离子，碳正离子再与亲核试剂进行第二步反应生成产物。
故S N1反应中有活性中间体碳正离子生成。
2.S N1反应的能量变化，可用反应进程-势能曲线图表示如下：S N1反应进程中的能量变化3.S N1反应的立体化学：由于反应中间体的中心碳原子为sp2杂化，决定了碳正离子为平面构型，空的p轨道垂直于碳正离子所在的平面，因此亲核试剂可以从该平面的两边等概率地进攻碳正离子而生成取代产物。
如果中心碳原子在取代产物中是手性碳原子，则取代产物应该是外消旋化（等概率的构型翻转+构型保持）的，这是S N1反应的立体化学特征，可以作为S N1反应机理判断的依据。
外消旋化示意图5.影响S N1亲核取代反应的因素：从单分子亲核取代反应的动力学公式v=k[R-L]可以看出，S N1亲核取代反应的反应速率只与反应底物R-L有关，而与亲核试剂Nu-无关。
因此，可以分别从反应底物（包括烃基的结构和离去基团的性质）和影响反应中间体碳正离子的稳定性等方面讨论对S N1亲核取代反应的影响。
（1）反应底物中烃基的结构：S N1反应是经过碳正离子中间体的两步反应。
第一步生成碳正离子中间体是反应速率的决定步骤，因此碳正离子容易形成,反应容易进行，反应速率就快。
而碳正离子的稳定性与其正电荷的分散程度有关，凡有利于正电荷分散的因素都使碳正离子的稳定性增加。
碳正离子的稳定性次序为：(CH3)3C+>(CH3)2CH+>CH3CH2+>CH3+。
因此，对于反应底物为伯、仲、叔卤代烃，其S N1反应的活性次序为：R3C-L>R2CH- L>RCH2- L>CH3-L碳正离子中，中心碳原子为sp2杂化，中心碳原子及与其直接相连的三个原子在同一平面内。
如果由于几何原因，碳正离子难以达到平面结构，则S N1反应很难进行。
卤素连在桥头碳原子上的卤代烃，由于桥环的刚性，桥头碳既不易形成平面结构的碳正离子，又不利于亲核试剂从卤素的背面进攻和构型的翻转，因此它们很难发生亲核取代反应。
例如，下列一些桥头碳上的溴代烃，尽管都是叔溴代烃，也难以发生S N1反应。
卤代烃与硝酸银的乙醇溶液作用生成硝酸酯和卤化银沉淀，反应是按S N1机理进行的亲核取代反应。
R-X+AgNO3R-ONO2(硝酸酯)+AgX↓因此，根据反应中卤化银沉淀生成的速率不同，可以区别伯、仲、叔卤代烃。
（2）离去基团：离去基团的离去能力对S N1反应和S N2反应的影响具有相同的趋势，但离去能力大的离去基团对S N1反应的影响更大、更有利。
对于相同烃基的卤代烃，其S N1反应活性为：RI>RBr>RCl>RF。