卤代烃
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卤代烃
烃分子中一个或几个氢原子被卤原子取代而得到的化合物,称为卤代烃(alkyl halides ),可用通式RX 表示。
卤代烃是一类重要的有机化合物,可作为溶剂和合成药物的原料等。
卤代烃中的卤原子可转变为多种其他官能团,在有机化学中占有重要地位。
一、卤代烃的分类
根据分子的组成和结构特点,卤代烃可有不同的分类法。
1.按烃基结构的不同,分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃、卤代芳烃。
Br
CH 3CH 2CH 2I CH 3CH CHCH 2I
饱和卤代烃 不饱和卤代烃 卤代芳烃 (卤代烷) (卤代烯)
在卤代烯烃中有两种重要类型:烯丙型卤代烃和乙烯型卤代烃。
CH 2=CHCH 2—X CH 2=CH —X R CH 2=CHCH 2—X RCH=CH —X
烯丙型卤代烃 乙烯型卤代烃 (卤原子连在α-碳上) (卤原子直接与双键碳相连)
这两种卤代烃各有自己的特殊结构,它们在化学性质上有极大的差异。
2.根据与卤原子相连的碳原子的类型,将卤代烃分为伯(1°)卤代烃、仲(2°)卤代烃和叔(3°)卤代烃,例如:
伯(1°)卤代烃 仲(2°)卤代烃 叔(3°)卤代烃
伯、仲、叔卤代烃又称为一级、二级、三级卤代烃。
它们的化学活性不同,并呈现一定的规律。
所以在学习卤代烃的化学中,注意区分伯、仲、叔卤代烃也是很重要的。
3.按分子中所含卤原子数目多少,分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃。
例如:
CH 3Cl Br —CH 2—CH 2—Br CHCl 2—CHCl 2
氯甲烷 1,2-二溴乙烷 1,1,2,2-四氯乙烷
CH 3CH 2CH 2CH 2
X
CH 3CH 2CHCH 3
C CH 3
CH 3
CH 3
二、卤代烃的命名
1.普通命名法
普通命名法是按与卤原子相连的烃基名称来命名的,称为“某基卤(化物)”。
例如:
CH 3CH 2CH 2Br CH 2CHCH 2Cl CH 2
Cl
正丙基溴 烯丙基氯 苄基氯
也可在母体烯名称前面加上“卤代”,称为“卤代某烃”,“代”字常省略。
例如:
C Br
CH 3
CH 3
3
CH 3CHCH 3
CH 2CHCl
Br
溴代叔丁烷 溴代异丙烷 氯乙烯 溴苯
2.系统命名法
以相应的烃作母体,把卤原子作为取代基。
命名原则、方法与烃类相同,当烷基和卤素相同编号时,优先考虑烷基。
例如:
4-甲基-2-氯己烷 2-甲基-4-氯戊烷
CH 2CH 3
H
Br
CH(CH 3)2
Cl
反-1-乙基-4-溴环己烷 3-氯-5-溴异丙苯
在命名卤代烯烃时,使双键编号尽可能小。
例如:
3-氯-1-丙烯 4-乙基-6-氯-2-己烯
有些卤代烷有常用的俗名,如氯仿、碘仿等。
CHCl 3 氯仿 CHI 3 碘仿
CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3
CH 3
Cl
CH 3CH —CH 2—CH —CH 3
CH 3
CH 2
CH —CH 2Cl
CH 3CH
CHCHCH 2CH 2Cl CH 2CH 3
1. 卤代烃
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。
通式可表示为R —X(其中R —表示烃基)。
(2)官能团是卤素原子。
2. 饱和卤代烃的性质
(1)物理性质
①沸点:比同碳原子数的烷烃沸点要高; ②溶解性:水中难溶,有机溶剂中易溶;
③密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
(2)化学性质 ①水解反应:
R —X +NaOH ――→H 2O
△
R —OH +NaX(R —代表烃基); R —CHX —CH 2X +2NaOH ――→H 2O
△R —CH(OH)—CH 2OH +2NaX 。
②消去反应:
有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H 2O 、HBr 等),而生成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。
R —CH 2—CH 2—X +NaOH ――→醇△
R —CH===CH 2+NaX +H 2O ;
3. 卤代烃的获取方法
(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应,如
(2)取代反应
深度思考
1.实验室现有失去标签的溴乙烷、戊烷各一瓶,如何鉴别?
2.卤代烃遇AgNO3溶液会产生卤化银沉淀吗?
3.证明溴乙烷中溴元素的存在,有下列几步,其正确的操作顺序是________。
①加入硝酸银溶液②加入氢氧化钠溶液③加热④加入蒸馏水⑤加入
稀硝酸至溶液呈酸性⑥加入氢氧化钠醇溶液
题组一卤代烃的两种重要反应类型
1.某有机物的结构简式为。
下列关于该物质的说法中正确的是()
A.该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类
B.该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀
C.该物质可以发生消去反应
D.该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
2.由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次(从左至右)发生的反应类型和
反应条件都正确的是( )
3. 从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列制备方案中最好的是 ( )
A .CH 3CH 2Br ――→NaOH 水溶液
CH 3CH 2OH ――→浓硫酸,170 ℃
CH 2===CH 2――→Br 2
CH 2BrCH 2Br
B .CH 3CH 2Br ――→Br 2
CH 2BrCH 2Br
C .CH 3CH 2Br ――→NaOH 醇溶液
CH 2===CH 2――→HBr
CH 3CH 2Br ――→Br 2
CH 2BrCH 2Br D .CH 3CH 2Br ――→NaOH 醇溶液
CH 2===CH 2――→Br 2
CH 2BrCH 2Br
易错警示
(1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件,书写化学方程式时容易混淆。
(2)烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键,卤代烃消去又会产生碳碳双键,有机合成中这两个反应组合使用,通常是为了保护碳碳双键,而不是其他目的。
(3)卤代烃是非电解质,检验卤素种类时,应先让其发生水解反应,然后用稀硝酸中和使溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。
容易忽视加硝酸中和碱这个环节。
题组二 有机合成中的重要桥梁——卤代烃
4. 已知:
A、B、C、D、E有如下转化关系:
其中A、B分别是化学式为C3H7Cl的两种同分异构体。
根据图中各物质的转化关系,填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E的结构简式:
A________、B________、C________、D________、E________。
(2)完成下列反应的化学方程式:
①A―→E_________________________________________________________;
②B―→D________________________________________________________;
③C―→E_________________________________________________________。
5.下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
其中,反应①的产物名称是________,反应②的反应试剂和反应条件是______________,反应③的反应类型是______________。
6.(2012·上海,九)氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料,工业上可由有机化工原料A或E制得,其合成路线如下图所示。
已知:H2C===CH—C≡CH由E二聚得到
完成下列填空:
(1)A的名称是________,反应③的反应类型是________。
(2)写出反应②的化学反应方程式_____________________________________。
(3)为研究物质的芳香性,将E三聚、四聚成环状化合物,写出它们的结构简
式:_____________________________________________________________。
鉴别这两个环状化合物的试剂为______________________________________。
(4)以下是由A制备工程塑料PB的原料之一1,4-丁二醇(BDO)的合成路线:
写出上述由A制备BDO的化学反应方程式:
________________________________________________________________。
反思归纳
卤代烃在有机合成中的主要应用
(1)在烃分子中引入官能团,如引入羧基、羟基等。
(2)改变官能团在碳链上的位置,由于不对称的烯烃与HX加成时条件不同,会
引起卤原子连接的碳原子不同,又有卤代烃在NaOH的水溶液中可发生取代反应生成醇;在NaOH的醇溶液中发生消去反应生成不饱和键,这样可通过:卤代烃a―→消去―→加成―→卤代烃b―→水解,会使卤原子的位置发生改变或引起其他官能团(如—OH)的位置发生改变。
(3)增加官能团的数目,在有机合成中,通过卤代烃在强碱的醇溶液中消去小
分子HX后而生成不饱和的碳碳双键或碳碳三键,再与X2加成,从而使在碳链上连接的卤原子增多,达到增加官能团的目的。