第一章 卤化反应

第一章卤化反应

Halogenation Reaction

概述

•不饱和烃的卤加成反应

•烃类的卤取代反应

•羰基化合物的卤取代

•醇、酚和醚的卤置换反应

•羧酸的卤置换反应

•其它官能团化合物的卤置换反应

第一节不饱和烃的卤加成

•不饱和烃和卤素的加成反应 (X-X)

•不饱和羧酸的卤内酯化反应 (X-OR)

•不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应 (X-OH、X-OR、X-Nu) •卤化氢对不饱和烃的加成反应 (H-X)

•不饱和烃的硼氢化-卤解反应 (BH3-H）

一、不饱和烃与卤素的加成反应(X-X)

卤素与烯烃加成

卤素与烯烃加成-机理

(1)有稳定碳正离子的基团（供电子基团）可增加离子对形式机理，增

加同向加成产物比例。

(2) Cl的极化性比溴小，不易形成桥氯正离子，同向加成更明显。

(3)立体空间结构受底物空间构型和位阻的影响。

(4)加成过程中可能有重排、消除反应发生，以正离子稳定性为动力。（邻基参与重排）

(5)亲核性溶剂影响加成产物，提高卤负离子浓度有利影响加成主产物。

(6)添加氧化剂将卤负离子氧化为分子，可影响加成产物。

(7)过硫酸氢钾（oxone)与氯化钠或溴化钠可迅速释放出Cl和Br,原位反应。

(8)除离子型加成外，自由基加成适合含吸电子基团的双键。

卤素与炔烃加成

二、不饱和羧酸的卤内酯反应(X-OR)

三、不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应(X-OH、X-OR、

X-Nu)

次卤酸及其酯为卤化剂

N-卤代酰胺为卤化剂

包括：N-溴（氯）代乙酰胺（NBA、NCA) N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS、NCS)

次卤酸及其酯为卤化剂

(1)卤化剂(X-OH) :烯烃→β-卤醇(马氏定位)

(2)次卤酸具有氧化性，需要新鲜制备。

方法：将Cl2或Br2在中性或含汞盐的碱性水溶液反应而成。

也可以采用次氯酸盐在中性或弱酸性条件下进行。

(3)次卤酸酯（ROX), 机理与次卤酸相同，可在非水溶液中进行，得到β-卤醇衍生物。

N-卤代酰胺为卤化剂

(1)加成反应相似于卤素加成反应，提供卤正离子，负离子来自于溶剂

(2)NBS/DMSO可生成β-溴醇或α-溴酮

(3)在N-卤代酰胺和不饱和烃的反应中，添加卤负离子可生成1,2-不同卤素取代产物。

四、卤化氢对不饱和烃的加成反应(H-X)

卤化氢对烯烃的加成

（1）反应活性和立体选择性取决于烯烃结构和卤化氢活性。提高负离子浓度有利。

（2）反应机理：离子对机理（同向加成）、三分子协同反应机理（对向加成）。

（3）烷基重排和溶剂分子参与

（4）自由基加成反应

卤化氢对炔烃的加成

五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应

烯烃→(硼氢化)→(卤解)→加成产物（反马氏定位）

试剂：B2H6，BH3/THF, BH3/Me2S等

（1）烯烃硼氢化得到三烷基硼烷，在卤解得到卤代烷，置换过程中发生构型反转。

（2）炔烃硼氢化得到烯基硼烷，再得到溴代烯烃

（3）硼烷取代基可影响烯烃产物的顺、反构型。

第二节烃类的卤取代反应

•脂肪烃的卤取代反应

•芳烃的卤取代反应

一、脂肪烃的卤取代反应

饱和脂肪烃的卤取代反应

光卤取代反应，卤化剂：卤素、N-卤代仲胺

烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应-知识点

（1）苄位和烯丙位上有推电子取代基，可增加自由基稳定性，易发生卤取代反应。

（2）开链烯烃中，烯键α位亚甲基活性大于α位甲基活性

（3）可发生双键移位或重排，使得自由基更稳定

（4）NBS（NCS）作为卤化剂具有选择性高、副反应少等优点。

二、芳烃的卤取代反应

反应机理和主要条件

芳烃亲电取代

反应历程：δ-络合物中间体

亲电试剂：

（1）被极化的卤素分子

（2）其它形式的亲电试剂

（3）卤化剂提供的卤正离子

（4）催化剂作用下极化的卤素分子

卤化剂活性：

Cl2>BrCl>Br2>ICl>I2

常用路易斯酸：

AlCl3、SbCl5、FeCl3、FeBr3、SnCl4、TiCl4、ZnCl2

反应溶剂：

稀HAc、稀HCl、CHCl3或其它卤代烃

氯、溴卤取代反应

•Cl2 对芳基卤取代比较容易（一级反应），用路易斯酸催化反应更快，其它可释放氯正离子的亲电试剂：HOCl、CH3CO2Cl。

•Br2 （二级反应）必须用另一分子溴来极化溴分子，再进行正常溴代反应，反应中加入I2可提高反应速度。（HAc为溶剂）其它溴化剂包括NBS、HOB等。路易斯酸可以催化溴分子生成溴正离子。

氯、溴卤取代反应-知识点

(1)芳环上取代基电子效应和卤代定位规律

(2)芳环上供电子基团使卤化反应更容易，控制条件可得到单卤、双卤产物。

(3)芳环上吸电子基团一般用路易斯酸催化，反应温度高。或选用活性较大的卤化剂。

(4) 含多余π电子的杂环卤代反应甚易，次序为：吡咯>呋喃>噻吩>苯。

(5)缺π电子的芳杂环，卤取代相当困难。

碘取代反应

单独用I2对芳烃进行碘取代反应效果不好，

a.加入氧化剂或碱性缓冲物质

b.与HI形成难溶于水的碘化物的金属氧化物

c.采用强碘化剂提高碘正离子浓度均有效。

第三节羰基化合物的卤取代反应

醛和酮的α-卤取代反应

烯醇和烯胺衍生物的卤化反应

羧酸衍生物的α-卤取代反应

一、醛和酮的α-卤取代反应

1. 酮的α-卤取代反应

卤化剂：卤素分子、N-卤代酰胺、次卤酸酯、硫酰卤化物等。

溶剂：四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸等。