卤代烷

β
α
X
+B
C C + X + HB
�E2机理
B
H CC
X
�E1机理
H CC
X
B H
−X CC
慢
C C + H B +X
C C +HB 快
一、卤代烷的性质（续）
1. 氟代烷的消除及机理 —— 经碳负离子的消除机理
F CH3CH2CH2CH2CHCH3
CH3ONa CH3OH
CH3CH2CH2CH2CH CH2 70% +
(n-C4H9)2CuLi + n-C7H15Cl
CH3(CH2)9CH3
Br (n-C4H9)2CuLi +
Ph
CH3
H2C C 2 CuLi + Br
CH 3
Ph
双键构型不变
CH 3 H2C C
CH3
� 对比: Wurtz反应（1885）
2 R X + Na
•混合卤代烃的反应产物复杂 Na
RX + R'X
CH3CH2CH2CH CHCH3 30%
�机理：经过碳负离子中间体
Hofmann取向
B H
δδ+
δ+
CC
−H B
慢
F
CC F
C C +F 快
C−F键较强 不易断开
碳负离子中间体 双分子反应：V ＝ k[RF][B:]
�Hofmann取向的解释
F
CH3CH2CH2CHCHCH2 HH
碳负离子稳定性
C H
R' 仲醇
提示：合成上用于制备比卤代烷 多2个碳的醇类化合物
� 与醛酮的亲核加成反应（ 了解）
M gX R
R MgX
羰基碳有亲电性
δ−
O
OMgX
Cδ+
RC
H2O
亲核加成
H2C O
H2O
R'CH O
H2O
O R' C R" H2O
R CH2 OH
伯醇
R' R CH OH
仲醇
R' R C OH
R" 叔醇
� Grignard 作为亲核试剂
� 与卤代烷的亲核取代
偶联反应 R MgX + R' X
R R' + MgX2
苄基、烯丙基、3o烷基
1o 和 2o 烷基卤代烷 不发生偶联
例： RCH CHCH2 MgX + RCH CHCH2 X
RCH CHCH2 CH2CH CHR + M gX2
提示： 制备活泼卤代烷的 Grignard试剂时，应采用低温和 稀溶液反应，以防偶联发生。
XMg NR'(H)2
XMg C CR'
炔基Grignard试剂
化合物 (CH3)3C−H CH3CH2−H
CH3−H
pKa 71 62 60
共轭碱 (CH3)3CΘ CH3CH2Θ
CH3Θ
化合物 H2N−H HC≡C−H CH3CH2O−H HO−H
pKa 36 26 16 15.7
共轭碱 H2NΘ HC≡CΘ CH3CH2OΘ HOΘ
Victor Grignard (1871 ~1935)
强碱 �遇氧气发生反应
2 R MgX + O2
强亲核试剂
2 R OMgX
H2O
R OH
� Grignard 作为碱
R MgX +
H OH H OR'
O H OCR'
H NR'(H)2
H C CR'
RH+
MgX(OH) MgX(OR')
O MgX(OCR')
第十章 卤代烷（4）
主要内容
� 氟代烃的消除及机理 � 卤代烃的还原反应 � 卤代烃与金属的反应，有机金属化合物的类型及制法 � Grignard试剂的制备，反应条件的要求， Grignard试剂的
一些主要反应及其在合成上的应用 � 二烷基铜锂试剂的一些主要反应及应用
� 复习：卤代烃的消除反应
H
CC
3. 卤代烃与活泼金属的反应
R X + 2 Li
醚或烷烃
�单电子 转移机理 （了解）
R X + Li RX R + Li
RLi + LiX 烷基锂
RX
+ Li
R+ X R Li
有机金属化合 物——金属与 碳直接成键
醚 R X + Mg
RX Mg
R' O
O R'
R' R'
单体(稀溶液)
RMgX
烷基卤化镁 Grignard试剂 （溶解于醚）
OC2H5 / DOC2H5
D CC
F
机理
OC2H5 H CC
F
D OC2H5
CC F
D CC
F
2. 卤代烃的还原反应
RX
还原剂
RH
LiAlH4 NaBH4 （还原 2o or 3o R- X)
Zn / HCl Na / NH3 (液)
R
X H2 / Pd
R
CH3
合成上 若涉及还原 反应，应注 意底物中是 否有卤素。
RR + 对称烷烃
2 NaX
R R + R R' + R' R'
Wurtz反应只能制备对称烷烃，不同卤代烷反应生成混合产物
� Wurtz反应中间体可能是烷基钠
RX + Na
R Na 烷基钠
RX 偶联
RR
本次课小结：
� 氟代烃的消除取向，经碳负离子的消除机理 � 卤代烃的易还原性 � 卤代烃与金属的反应 � 有机金属化合物的类型及制法 � Grignard试剂的制备， Grignard试剂的一些主要反应及
R
X
OR'2
Mg
Mg
R'2O
X
R
二聚体(浓溶液)
常用醚：乙醚 四氢呋喃 （THF） O
二、有机金属化合物
R M ( M = 金属, metal)
1. 类型
� 离子型（与碱金属形成的化合物）
R Li
烷基锂
金属 电负性
Li
1.0
Mg 1.2
Cd 1.7
Cu 1.9
� 极性共价键型（与第 II、第III族金属形成的化合物）
Mg RX
无水醚
R MgX
R'X 偶联反应 醛、酮、酯 亲核加成 环氧乙烷 亲核取代
CO2 亲核加成
烃类化合物
各类醇 （多1碳）
各类醇 （多2碳）
羧酸 （多1碳）
4. 二烷基铜锂的主要性质
R2CuLi + R' X 亲核性较弱
例：
R R' + RCu + LiX 烷烃
Corey – House 烷烃合成法
OH RC
醇
提示：合成上 用于制备比卤 代烷多 1 个碳 原子的醇类 化 合物。
� 与酯类加成（了解）
O
2 R MgX
H2O
R' C OEt
OH R C R'
R
叔醇
� 与CO2加成（掌握）
CO2
OCO R MgX
O H2O
R C OMgX
O R C OH
制备多 1碳的羧酸
Grignard 试剂在合成中应用小结
R MgX R 2 CuLi R2 Cd
烷基卤化镁（Grignard试剂，格氏试剂，格林雅试剂） 二烷基铜锂 烷基镉
2. 有机金属化合物的制备
� 直接法
R X + 2 Li
醚或烷烃
醚
R X + Mg
较活泼金属可与 RX 直接反应
RLi
+ LiX
RMgX
�反应活性： RI > RBr > RCl 脂肪族卤代物 > 芳香族卤代物和烯基卤代物
�交换法
2 RLi
+ CuI
2 RMgCl + CdCl2
较不活泼金属，用交换法 R2CuLi + LiI
R2Cd
+ 2 MgCl2
3. 烷基卤化镁（Grignard试剂）的性质
醚 R X + Mg
RMgX
Grignard试剂 现制现用
� 基本性质：活泼，不太稳定
δ−
≈ R MgX
R
诺贝尔化学奖 （1912）
其在合成上的应用 � 二烷基铜锂试剂的一些主要反应及应用
1o > 2o > 3o
CH3O a
b OCH3
a
b
F
F
CH3CH2CH2CH CHCH3
较不稳定 2o碳负离子
CH3CH2CH2CH2CH CH2
1o碳负离子 较稳定
−F
−F
CH3CH2CH2CH CHCH3
CH3CH2CH2CH2CH CH2
� 生成碳负离子的实验证据——有同位素交换
H CC
F
提示
�制备Grignard试剂应在无水（无氧）条件下进行。 �底物中不能有活泼氢存在。
例
HO
有活泼氢， 应先保护
H2N
Br Mg
无水醚
HO
Br Mg
无水醚
H2N
MgBr MgBr
�应用: 通过Grignard试剂制备氘代化合物或还原卤代烷至烷烃
Mg RX
无水乙醚
D2O R MgX
H2O
R D 氘代 R H 还原
� 与环氧乙烷衍生物的反应（ 了解）
δ+
H2C
δ−
O
δ+
CH2
环氧乙烷
空间位阻小
δ−
O
δ+
H2C
δ+
CH R'
取代环氧乙烷
三元环较 活泼，易 开环。
O
OMgX
H2C R MgX
CH2
H2O
R CH2 CH2
亲核取代 烷氧基镁
OH R CH2 CH2
伯醇
R MgX
O H2C CH R'
OH
H2O
R
CH2