第九章 卤代烃

《第九章 卤代烃》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章 卤代烃（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第九章卤代烃卤代烃可以看作是烃分子中一个或多个氢取代后所生成的化合物。其中卤原子就是卤代 烃的官能团。R-X, X=Cl.、Br、I、F卤代烃的性质比烃活泼得多，能发生多种化学反应，转化成各种其他类型的化合物。所以， 引入卤原子，往往是改造分子性能的第一步加工，在有机合成中起着桥梁的作用。自然界极少含 有卤素的化合物，绝大多数是人工合成的。第一节卤代烃的分类、命名及同分异构现象一分类卤代烃：1.脂肪族卤代烃 （1）脂肪族卤饱和代烃（2）不饱和脂肪族卤代烃2. 芳香族卤代烃根据和卤原子直接相连的碳原子类型的不同又可分为：R-CH2X，一级卤代烃（伯卤代）；R2CHX,二级卤代烃（仲卤代烃）；R3

2、C-X，三级卤代烃（叔卤代烃）二. 命名1.结构简单的卤代烃可以按卤原子相连的烃基的名称来命名，称为卤代某烃或某基卤。（CH3） 2CHBr，漠代异丙烷（异丙基漠）；C6H5CH2C1，氯代苄（苄基氯）2 .较复杂的卤代烃按系统命名法命名：.卤代烷，以含有卤原子的最长碳链作为主链，将卤原子或其他支链作为取代基。命名时， 取代基按“顺序规则”较优基团在后列出。烷烃为母体1234 5 6CH3CH2 一 CH2 一CHCH2CH25 432CH3CH2 一 CH2 一CHCH2CH2ClCH3CH2C14甲基2氯己烷2乙基1氯戊烷.卤代烯烃命名，含双键的最长碳链为主链，以双键的位次最小为原则进行编

3、号。烯烃为母体1234CH2 = CHCHCH2C1.卤代芳烃，芳烃为母体II23CH2 = CH一 CH2B13 一漠丙烯3一甲基一4一 氯一1 一 丁烷2 一氯甲苯侧链氯代芳烃，常以烷烃为母体，卤原子和芳环作为取代基。.卤代环烷则一般以脂环烃为母体命名，卤原子及支链都看作是它的取代基。卤代环烷命名HCH3顺一1 甲基一2一溟环己烷较小的（原子序数小的）基团，编号最小三. 同分异构现象卤代烷的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体数多。如一卤代烷除了具有碳干异构体外，卤原 子在碳链上的位置不同，也会引起同分异构现象。Ich3ch2ch2cich3chch3Cl第二节卤代烷一. 物理性质。(自学)

4、二. 光谱性质。1. IR：V cf 14001000cm-i v cf 800600cm-i v C B 600500cm-i v ci 500cm-i碳卤键的吸收频率随着卤素原子量的增加而减少。2. NMR：S 值：HC-F 4-4.5； HC-Cl 3-4； HC-Br 2.5-4； HC-I 2-4.随着卤代烷中卤原子电负性的增加(I 2.5, Br 2.8, Cl 3.0, F 4.0)其化学位移值也增加。三. 偶极矩。在卤代烷分子中，由于卤原子的电负性大于碳，使C-X键的电子云偏向卤原子，使C-X键成 为一个极性共价键。|6+8CH3CI1 = 1.86D四. 化学性质。卤代烷的化

5、学性质活泼，这是由于官能团卤原子引起的。卤代烷分子中的碳卤键是极性共价键，当极性试剂与它作用时，C-X键在试剂电场的诱导下 极化，由于C-X键的键能(除C-F键外)都比C-H键小(C-I 218KJ/mol； C-Br 285； C-Cl 339； C-H 414)。因此，C-X键比C-H键容易异裂而发生各种化学反应。1-亲核反应。Nu： OH RO- ,HS- ,RS-, -CN ,R-COO-, NH3这些进攻的离子或分子都能供给一对电子与缺电子的碳形成共价键，它们具有亲核的性质, 称为亲核试剂。由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应。卤代烷的反应活性次序为RI RBr RCl RF

6、 究其原因：一方面是由于碳卤键键能为：C-FC-ClC-BrC-I。另一方面，对C-X键来说，共价 键的极化度随原子半径的增大而增大，键极化度的强弱次序为：C-I C-Br C-Cl C-F这种 动态极化，在分子的化学反应活性方面起着决定作用。如：BX + NaOH一a ROH + NaXKK + NaCN醇一a E.CN + NaX（伯）卤代烷进行亲核反应的结果，使烷基导入各种官能团或碳干骨架中去，所以，卤代烷是良好 的烷基化剂。RX + AgO-NO2RONO2 + AgX|这常用作鉴别卤化物的简便方法。2.消除反应。R 一二H CL-CH2 + NaOH -醇R-CH=CH2 + NaX

7、 + H2O(KOH)HX卤代烷与氢氧化钠（或KOH）的醇溶液作用时，卤素常与6碳上的氢原子脱去一分子卤化氢而 生成烯烃。这种脱去一个简单分子的反应叫做消除反应。消除反应的次序：三级卤代烷 二级 卤代烷 一级卤代烷。31%CH3 CH2 CH2 CHCH3 K0H EtQH CH3CH2CH= CHCH3 + CH3(CH2)2CJ CH269%BrCH3CH3.CH3KOH EtOH/CH3CH2CCH3CB3CH= C + CH3CH2C= CH2IemBr7%29%消除反应的主要产物是双键碳上连接烃基最多的烯烃，这个经验叫做扎依采夫（saytzeff）规则。3. 与金属的反应与金属镁的反

8、应RX + Mg 无水乙雎 RMgXRX 活性：R-I R-Br RCl卤代烷与镁作用生成有机镁化合物，该产物不需分离即可直接用于有机合成反应，这种有机 镁化合物称格氏试剂（Grignard试剂）。格氏试剂是由R2Mg、MgX2、（RMgX）n等多种成分形成的平衡体系混合物，一般用RMgX表示。乙醚的作用是与格氏试剂络合生成稳定的溶剂化物:四氢吠喃（THF）和其他醚类也可作为溶剂。格氏试剂的性质非常活泼，能与多种含活泼氢的化合物作用CR1由于格氏试剂遇水就水解。所以，在制备格氏试剂时，必须用无水试剂和干燥的反应器。操 作时也要采取隔绝空气中湿气的措施。通过上述反应，可用格式试剂用来测知某化合物

9、中所含活泼氢的数目。可以用定量的甲基碘 化镁与一定量的含活泼氢的化合物作用，便可定量地得到甲烷，通过测定甲烷的体积，可以计算 出化合物所含活泼氢的数量，这叫做活泼氢测定法。CH3MgI + ROH CH4t + ROMgl.格式试剂还可与还原电位低于镁的金属卤化物作用，这是合成其他有机金属化合物的一个重 要方法。3RMgCl + A1C1 3R3A1 + 3MgClE0=-1.660E0=-2.3702RMC1 + CdC12R2Cd + 2MC1E0=-0.402E0=-2.3704RMgCl + SnCl 4R4Sn + 4MgClE0=+0.014E0=-2.370.与金属锂反应C4H9

10、X + 2L1 石油.-C4H9L1 + LiX有机锂化合物的性质与格式试剂很相似，反应性能更为活泼，遇水、醇、酸等即分解。有机锂也可与金属卤代物作用生成各种有机金属化合物。2RLi + CuiR2CuLi + LilEd=-KJ.522ED=-3.045二烃基铜锂称为铜锂试剂，它是一个很好的烃基化试剂。可以用他合成较复杂的烷烃。RsCuLi + RX RE.1 + RCu + LX(R可以是1。、2.、3.烷基、烯基、烯丙型或芳基。R必须是1.)如：R艮CH3CH2CH- CH2CH2CH2CH2CHCH3目标分子CH3CH2CHBr -2_ (CH3CH2CH)2CuLi 如砰 呼 目标分

11、子CH3CH34. 还原卤代烷中卤素可被还原成烷烃。还原剂一般采用氢化锂铝。LiAlH4遇水立即反应，放出氢气。因此，反应只能在无水介质中进行。L1A1H4 + 4H2OA1（OH）3 + LiOH + 4Hn硼氢化钠（NaBH4）是比较温和的试剂，也可用还原卤代烷。在还原过程中，分子内若同时存在 羧基、氤基、酯基等可以保留不被还原。硼氢化钠可溶于水，呈碱性，比较稳定，能在水溶液中 反应而不被水分解。五.多卤代烷的性质。随着烷烃中卤原子的再导入，卤原子的化学活性明显地降低。如：CBr4，CCl4都是很不活泼的 化合物。烷烃漠代物的化学活性次序为：CH3BrCH2Br2CHBr3CBr4o正因为

12、多卤代烃的化学惰性和 热稳定性，可用作冷冻剂、工业溶剂、烟雾剂、灭火剂等。4第三节 亲核取代反应历程卤代烷的亲核取代反应是一类重要反应。亲核取代历程可以用一卤代烷的水解为例来说明。在研究水解速度与反应物浓度的关系时，发现有些卤代烷的水解仅与卤代烷的浓度有关。而 另一些卤代烷的水解速度则与卤代烷和碱的浓度都有关系。例如：（在碱性条件下水解）0H- + CH3 - Br - CH3OH + BrU =K CH BrOH-3在动力学研究中，把反应速率式子里各浓度项的指数叫做级数，把所有浓度项指数的总和称 为该反应的反应级数。对上述反应来说，反应速率相对于CH3Br和OH-分别是一级，而整个水 解反应

13、则是二级反应。+-HOch3ch3-c-oh + BrU =K (CH ) CBr反应速率只与卤代烷的浓度成正比，而与碱的浓度无关。反应速率对（CH3）3CBr是一级反应。 对碱则是零级，整个水解反应是一级反应。3 3从上述实验现象和大量的事实说明：卤代烷的亲核取代反应是按照不同的历程进行的。一、两种历程：Sn2与Sn11. 双分子历程（Sn2）对漠甲烷等这类水解反应，认为决定反应速率的一步是由两种分子参与的。反应过 程可以描述如下：认为整个反应是一步完成的，亲核试剂是从反应物离去基团的背面向 碳进攻。这类反应进程中的能量变化可用反应进程一位能曲线表示。反应进程由于在反应过程中，其决定反应速度

14、的一步发生共价健变化的有两种分子，或者说有两种分子参 与了过渡态的形成，因此，这类反应历程称为双分子亲核取代反应历程，简称为双分子历程，用 Sn2 表示（Sn代表亲核取代反应，Substitution,Nucleophilic,bimolecular, ” 2”代表双分子）。+ QBV从轨道理论来看，在Sn2在反应的过渡态中，中心碳原子从原来的sp3杂化轨道变为sp2杂化轨道， 三个C-H键排列在一平面上，互成1200:另外还有一个p轨道与OH-和Br sp2部分键合。如果OH-从漠的同侧进攻，则形成的过渡态C-OH和C-Br势必处在同一侧，它们之间斥力较大， 内能高，不稳定，难生成。Rf?

15、/Br_HCBr + HO- h 1111内能胃不稳定H彳HO因此，在反应中亲核试剂只能从背面进攻碳原子。2. 单分子历程(1)漠代叔丁烷的水解分两步：悍+.(ch3)3C- Br (CH3)3C-Br(CH3)3C + Br.(CH3) C + -0H (CH3)3C- OH A CCH3) 3- OH对于多步反应来说，生成最后产物的速率由速率最慢的一步来控制。叔丁基漠的水解反应中， C-Br键的离解需要较大的能量，反应速度比较慢，而生成的碳正离子只有高度的活泼性，它生 成后立即与OH-作用，因为第一步反应所需活化能较大，是决定整个反应速率的步骤，所以整个 反应速率仅与卤代烷的浓度有关。这类

16、反应历程进行过程的能量变化可用位能曲线图表示。反应进程Sn1反应的特征是分步进行的单分子反应，并有活泼中间体碳正离子的生成。二、Sn1和Sn2的立体化学f2的立体化学。亲核取代反应按双分子历程进行时，被认为亲核试剂是从离去基团的背面进攻中心碳原子的。在反应中手性碳原子的构型发生了翻转，即产物的构型与原来化合物的相反。这种反应过程称 为构型的翻转或叫做瓦尔登（Wslden）转化。大量立体化学的实验事实已经证明了 Sn2反应过程往往伴随着构型转化。如：已知（一）-2-漠辛烷和（一）-2-辛醇属同一构型，其比旋光度分别为-34.90，-9.90将（一）-2-漠辛烷与NaOH进行水解反应而制得2-辛醇

17、比旋光度为+ 9.90。这说明，通过水解反应，手性中心碳原子的构型已翻转。根据大量立体化学和动力学研究材料，可以得下面结论:按双分子历程进行亲核取代反应政治， 总伴随着构型的翻转，也可以这样说，完全的构型转化可作为双分子亲核取代反应的标志。1. SN1的立体化学。在Sn1的反应中，决定反应速率的一步中形成的碳正离子具有平面构型（SP2杂化）R1f L C+ + L亲核试剂向平面的任一面进攻的几率是相等的，因此生成的产物按理是外消旋化合物，是非光学活性物。这个过程称为外消旋化。构型转化构型保持外消旋体在有些sn1反应情况下，实验结果确实如此，但在多数情况下，结果并不那么简单，往往是 在外消旋化的

18、同时，构型转化部分和构型保持部分不相等，从而使产物具有不同程度的旋光性。2-漠代辛烷水解后，生成34%外消旋物质和66%构型转化的旋光物质。（即构型保持占17%，构 型转化占83%）所以，从立体化学观点看，SN1历程通过生成碳正离子进行取代反应时，在发生消旋作用的同 时，通常还伴随着部分构型的转化。温思坦（Winstein,S.）离子对理论对上述司1出现的部分构型转化的现象进行了说明。离子对历程：离子对历程认为，反应物在溶液中的离解是分阶段的。首先是分子离解生成碳正离子和负离子， 但这两个带相反电荷的离子仍紧靠在一起形成离子对，称为紧密离子对；接着是少数溶剂分子掺 入到离子对中间而把两个离子对

19、分隔开来，但仍然是一个离子对，通常称为溶剂分隔离子对；最 后被离解成离子，每个离子被溶剂的分子所包围。在紧密离子对中R+和X-之间尚有一定键连，因此仍能保持原来的构型。溶剂分子（S）或亲核 试剂是从背面进攻，导致构型翻转。在溶剂分隔的离子对中不及紧密离子对那么紧密，如果亲核 试剂在这时取代介入溶剂的位置进攻碳中心，产物将保持原有构型。如果试剂从介入溶剂的背面 进攻，就发生构型的翻转。因此，在这个阶段进行的取代反应，随着亲核试剂的强弱，溶剂极性 的大小和反应物结构的不同，除得到外消旋产物外，有时还会生成相当数量构型转化的旋光性物 质（即从离去基团背后进攻的几率较大）。如果反应物全部解离成离子后，

20、由于生成碳正离子的 平面构型，就只能得到外消旋产物，这就是典型的sni历程。因为传统的Sn2历程中的过渡态并未得到直接的实验证明，所以有人建议：所有亲核取代反应 都是通过离子对历程进行的，而Sn2、Sn1历程只是亲核取代历程的两种极限情况。离子对理论提出了一个连续一体的概念，即在化学反应进程中反应物是在不断变化的。至于在 这一反应的连续进程中，反应物的空间结构究竟是如何随着时间、条件的不同而变化的，尚有待 进一步提索、论证。典型的sni反应基本得到外消旋产物，因此，比较产物与反应物之间旋光性的变化，可有助于 初步鉴别反应是SN1还是Sn2。Sn1反应，常伴随着部分构型转化，还有重排产物。最后我

21、们还得 指出，这是所讲的一个反应完全按Sn1或Sn2历程进行是比较少见的，对于一般卤代物的亲核取 代反应来讲，这两种历程是并存的。 村3. 邻近基因的参与。a -漠代烷丙酸负离子按Sn1历程进行水解，醇解反应时，其构型完全保持不变。OH- H /0皿广七-BrOH这种异常现象的产生可能是a -漠代丙酸负离子按Sn1历程电离产生碳正离子时，分子内中心 碳原子邻近带负电荷的羧基离子，象亲核试剂一样，从连接漠离子的背面向中心碳原子进攻，进 行了分子内的类似于Sn2反应，生成不稳定的内酯。在此同时，产生碳原子的构型发生了转化。 这时，羧基负离子好象在背面固定了碳正离子的构型。因此，当亲核试剂（HO-）

22、进攻时，就只能从原来漠离子脱离的方向引入，手性碳原子的构型再发 生一次转化。经过两次转化，结果使100%保持原来的构型不变。在有机化学反应中，有很多与此类似的有邻近基因参与的亲核取代反应。若反应物分子内中心碳 原子邻近有：一。-,OH OR 一皿X C0等基因存在，则空间距离适当时，这些基因就可以借它们的负电荷或未共用电子对参与分子内的 亲核取代反应。如：OH H0- HoI I OH- I I 1 - Br / 、,R CH C R _ hz 八豆CH C R R CH CH RBr1Br生成环状化合物。三、影响亲核取代反应活性的因素。饱和碳原子上的亲核取代反应可按两种不同历程进行。但对一种

23、反应物来说，在一件下究竟 按什么历程进行，反应活性如何，这与反应物的结构，亲核试剂的性质和溶剂的性质等因素都有 密切的关系。1. 烷基结构。卤代烷烷基的电子效应和空间效应对取代反应活性都有明显的影响。(1) 对Sn2历程的影响。Nu + R XNu-R-X Nu R + X-谶态甲基漠、乙基漠、已丙基漠和叔丁基漠在极性较小的无水丙酮中与碘化钾作用是按Sn2历程进行的，生成相应的碘化烷。村1-+ KBr+ Br相对速率次序为:CH3BrCH3CH2Br(CH3)2CHBr(CH3)3C-Br15010.010.001在Sn2反应中，决定反应速率的关键是其过渡态是否容易形成。从电子效应来看：a -

24、碳上电子云密度低，有利于亲核试剂进攻。从空间效应看：当a -碳原子周围取代数目越多，拥挤程度也将越大，对反应所表现的立体 障碍也将加大，进攻试剂必须克服空间阻力，才能接近中心碳原子而达到过渡态。所以，从空间 效应来说，随着a -碳原子上烷基的增加，Sn2反应速率将依次下降。空间效应是最重要的因素。(2) 对Sn1历程的影响。慢 S+ S-+-R X R-X R + X谶态中间体决定f率的一步当反应按Sn1历程进行时，a -碳原子上的烷基取代基增多，使其反应速率增加。R Br + HsO - ROH + HBr反应速率比:CH Br3CH3CH2BrCH3) 2CHBr(CH3) 3CBr1.0

25、1.74.5107卤代烷起SN1反应的速率与碳正离子稳定性的次序是一致的。中间体越稳定反应速率越大，SN1 电子效应是主要影响因素。N综上所述：（反应速度）FSn2增加RX = CH3X123增加在伯碳原子上的亲核取代反应主要按Sn2历程进行，在叔碳原子的亲核取代反应主要按Sn1 历程进行，在仲碳原子的亲核取代反应则木根据具体反应条件而定。村空间阻力较大，又不易形成碳正离子的卤代物不易发生Sn1、Sn2亲核取代反应。如果被取代的基团连接在桥环化合物的桥头碳原子上进行亲核取代反应时，不论是Sn1或Sn2 历程都是显得十分困难。村 村如：AgN03 / 醇回流43 h都没有氯原子被取代的反应发生K

26、OH ,醇苔回流N1 h若亲核试剂按Sn2历程，从背面进攻中心碳原子，位阻大，可能性几乎完全被排除。（氯的 背面是一个环，亲核试剂不能从背面进攻，所以Sn2反应也很难进行）若按sn1历程进行，氯化物首先要离解为碳正离子，但桥环系统牵制着桥头碳正离子伸展为 平面构型:不稳定。因此阻碍了氯化物的解离，取代反应很难进行。 r碳正离子不能为平面构性外J不稳定2. 离去基团的性质。亲核取代反应无论按那种历程进行，离去基团总是带着电子对离开中心碳原子的。因此，无 论是Sn1或Sn2反应，离去基团的碱性越弱，在决定速率步骤中愈容易带着电子对离开中心碳原 子，即反应物愈容易被取代。假使离去基团特别容易离去，那

27、么反应中有较多的碳正离子中间体 生成，反应就按1，假使离去基团不容易离去，反应就按Sn2。如：碱性次序I- Br- Br- Cl-卤代烷的亲核取代反应活性是：RI RBr RCl也可以从C-X键的键能和可极性化来解释。一些离去基团的离去次序为：ROH + RS02C1 R0S02R1比醇易发生亲核取代反应至于碱性很强的基团如：R3C-、R2N-、RO-、HO-等则不能作为离去基团进行亲核取代反应，它们 只是在酸性（包括路易斯酸）条件下形成如：R-OH+2、R-OH+-R，使离去基团的碱性相应减弱后， 才有可能进行亲核取代反应。2如：Br + CH3（CH3）2CH2OH 乂 CHsCJhCHs

28、CHiBr + OH-HBr + CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2 OH2 + BrSb2CH3CH2CH2CH2Br + H2O3. 试剂的亲核性。（指试剂与碳原子的结合能力）在亲核取代反应中，亲核试剂的作用是提供一对电子与RX的中心碳原子成键，若试剂给电 子的能力强，则成键快，亲核性就强。按Sn1进行是时，反应速率只决定于RX的解离，而与亲核试剂无关，因此试剂亲核性的强弱， 对反应速率不产生显著影响。按Sn2进行时，亲核试剂参与过渡态的形成，其亲核性能的大小对反应速度将产生一定的影 响。一般说，进攻的试剂亲核能力越强，反应经过Sn2过渡态所需的活化能就越低，Sn2反应

29、越 易进行。试剂亲核性与以下因素有关：（1）一个带负电荷的亲核试剂要比相应呈中性的试剂更为活泼。如：HO- H2O , RO- ROH（2）试剂的碱性。亲核试剂都是带有负电荷或未共用电子对的，所以它们都是路易斯碱，一般说，试剂的碱性 愈强，亲核能力也愈强。亲核试剂的亲核能力大致与其碱性强弱次序相对应。如：EtO- HO- C6H5O- CH3COO-（相同原子负离子越稳定，碱性越弱）同周期的：R3C- R2N- RO- F-（电负性越大，碱性越弱，越不易提供电子对）（3）试剂的可极化性。亲核试剂的可极化性越大，它进攻中心碳原子时，其外层电子就越易变形而伸向中心碳原子， 从而降低了形成过渡态时所

30、需的活化能，因此其亲核性能也越强。（碳原子在正电荷的吸引下， 亲核试剂负电荷伸向碳正离子）对碘负离子来说，无论作为亲核试剂还是作为离去基团都表现出很高的活性。因碘负离子可 极化性大。亲核性强，碱性弱，易离去。当伯氯代烷进行Sn2水解反应时，常可在溶液中加入少量I-,使反应大为加快，而I-自身却 未耗损。B.CH2CI + JW RCHsOH + HC1r+ RCH2C1 RCH2I + CF I-作亲核试剂RCH应 + H20 B.CH20H + HI I-作溶去基团.(4) 溶剂化作用卤代烷不溶于水，而亲核试剂往往是无机盐，溶于水而不溶或几乎不溶于非极性有机溶剂中， 要使亲核取代反应在溶液中

31、进行，常用醇或其他溶液如丙酮中加水，使两者都能溶解。8亲核性:I- BE. Cl.在醇和水这样的质子溶剂中，亲核试剂与溶剂之间可以形成氢键，即能发生溶剂化作用。 带相同电荷的原子，体积小的亲核试剂，形成氢键的能力强，溶剂化作用大，这样，削弱了亲核 试剂与中心碳原子之间的作用，其亲核性受到溶剂的抑制最为显著，而象I-这样体积较大的试剂， 被溶剂化较小，故表现出强的亲核性能。.在非质子溶剂(DMSO,DMF )中，亲核性为：F- Cl- Br- I-这是因为负电荷裸露在外， 正电荷被掩蔽，它易溶剂化正离子，而不易溶剂化亲核试剂负离子。这样的负离子是“赤裸裸” 的，有较大的亲核性。亲核性即亲核试剂与

32、碳原子结合的能力。F-与碳为同周期，轨道大小相 近、重叠好，F-C键能大，故在非质子溶剂中F-的亲核性最大。CH3 CH34-溶剂的影响。溶剂和分子或离子通过静电的作用称为溶剂化效应。对SN1历程：BX 一，艺-蚤一 it + X-谶态过渡态的极性大于反应物，因此，极性大的溶剂对过渡态溶剂化的力量也大于反应物，这样 溶剂化释放的能量也大，所以离解就能很快地进行。增加溶剂的极性能够加速卤代烷的离解，对 sn1历程有利。Sn2历程：T $Nu + BX Nu-R-X NuK + X-短于谶态亲核试剂电荷比较集中，而过渡态的电荷比较分散，也就是过渡态的极性不及亲核试剂，因 此，增加溶剂的极性，反而使

33、极性化大的亲核试剂溶剂化，而对Sn2过渡态的形成不利。因此， 在Sn2历程中增加溶剂的极性一般对反应不利。极性小的溶剂对Sn2有利。如：C6H5CH2C1水解的 反应，在水中按Sn1历程，在极性较小的丙酮中则按Sn2历程进行：一般来说，在极性不太弱的 溶剂（如含水乙醇）中，叔卤代烃的取代反应是按sn1历程进行。在极性不太强的溶剂（乙醇） 中，伯卤代烃的取代反应是按Sn2进行。仲卤代烃的取代反应则按两种历程进行,通常是以Sn2 为主。改变溶剂的极性和溶剂化的能力，常可改变反应历程。在极性很大的溶剂（甲酸）中:伯 卤代烷也按Sn1。在极性小的非质子性溶剂中（无水丙酮，介电常数21）中，叔卤代烃也可

34、按Sn2 进行。（徐积功有机化学P166）村第四节一卤代烯烃和一卤代芳烃一、分类。根据一卤代烯烃和一卤代芳烃分子中卤原子和双键的相对位置可以分为三类:1. 乙烯式卤代烃2. 烯丙基式卤代烃RCH=CHCH2K 如：CH 2=CH-CH2C1CH2C13. 孤立式卤代烯烃RCH=CH（CHw）nXn 我二、物理性质。一卤代烯烃中氯乙烯为气体。一卤代芳烃为液体，苄基卤有催泪性，一卤代芳烃都比水重， 不易溶于水，易溶于有机溶剂。三、化学性质。烃基的结构对卤代烃的活性有很大的影响。1. 与AgNO3作用用AgNO3的醇溶液和不同烃基的卤代烷作用，根据卤化银沉淀生成的快慢，可以测得这些卤 代烃的活性次序

35、。RX + AgONOs 0H RONO2 + AgX ISnI： R-X +RT + AgX烯丙式，苄基卤和三级卤代烃在室温下就能和AgNO3的乙醇溶液迅速作用，生成AgX（沉淀）； 一级、二级卤代烷一般要在加热下才能起反应；而乙烯式卤代烃和卤苯即使在加热下也不起反应。它们的化学活性次序可归纳如下：-c=cch2x , c6h5cx rx -c=cx , c6h5x三级卤代烷 二级卤代烷 一级卤代烷R-I R-Br R-Cl.（卤代烃与AgNO3/醇反应速度与卤素性质也有关系）为什么乙烯式卤代烃不活泼，而烯丙基卤却特别活泼呢？它们的活性差别可以从结构上找到原 因。乙烯卤和芳卤的偶极距比卤代烷

36、小，其分子中C-X键键长比卤代烷短。一般 C-Cl 键长为 0.177nm,而 CH2=CHCl,C-Cl 键长 0.172nm.（C-Cl 较稳定）造成这些差别的原因，一方面是与卤素直接相连的碳原子杂化态不一样。R-CH2C1 , CH2d：H-Cl（S成分较多，电负性较强，C-Cl电子云密度大）sp3sp2一方面是由于卤原子上未共用的p电子对与双键或苯环上的n电子云相互作用，形成p-n共 轭体系。由于p-n共轭的结果，电子云分布趋向平均化，因此C-Cl键的偶极距减小。（电子云 靠近碳）键长则缩短。p-n共轭的结果使氯乙烯中的Cl就不及CH3CH2CL中的活泼。由于CH2=CHCl中的C-C

37、l键电子云 密度的增大，增加了 C-Cl键的稳定性，因此，CH2=CHCl的氯不活泼。烯丙基式CH2=CH-CH2Cl中的氯比CH3CH2-Cl中的氯活泼。这是因为氯离解后生成的烯丙基正 离子可以形成一种缺电子的p-n共轭体系2CH2UH UH2电荷得到分散，使体系趋于稳定。因此氯丙烯比较容易离解产生碳正离子和氯离子，有利于sn1 反应的进行。当烯丙式按Sn2历程发生反应时，由于a -碳相邻n键的存在，可以和过渡态电子云交盖，使 过渡态能量降低，从而也有利于Sn2反应进行。2. 卤乙烯与HX的加成p-n共轭效应主导着反应的方向。3. 芳卤代烃与Mg,Li的反应。卤原子直接与苯环相连，其活性与卤

38、乙烯相似，形成格氏试剂较难。需要在一定温度和压力下， 以THF作溶剂才可以制成。4. 漠（碘）代芳烃可以和有机锂发生交换反应而得芳基锂。氯代芳烃不能进行这个反应。第五节卤代烃的制法一、由烃制备。1.烃的卤代。历程:CCI4沸腾NBS在这里是与存在于反应中的极少量HBr反应而产生少量的漠。OC-0- 0 cO*OC-0 + C02 + ONBS实际上是起了供应Br2的作用。但由于Br2是不断的少量生成的，因而始终使Br2保持在很 低的浓度，提高了漠代的选择性，此外这一反应在非极性溶剂（CCl）中进行的，抑制了 HBr或4Br2的加成。2.不饱和烃的加成CH3CH = CH2 + HBr-Sb C

39、H3 CH CH3Br过氧CH3 CH=CH2 + HBr CH3CH2 CH2 BrHCCH + Clw 型B HC=CH + CHO2CHCI2Cl Cl90%3.氯甲基化反应苯环上有第一类取代基时，使氯甲基化反应容易进行；有第二类取代基和卤素时则使反应难于进 行。二、由醇制备常用的试剂有:1. 醇与HX作用ROH + HX RX + H202. 醇与卤化磷作用X=Br,l3R0H + PX3在制备中，常将赤磷与碘（漠）加到醇中，然后加热，让三碘（漠）化磷边生成边与醇作用。醇与三氯化磷作用生成氯代烷，产率不高。一般低于50%，因有副反应生成。3R0H + PCI3P(OR)3 + 3HCI

40、 亚磷酸酯 副产物3. 醇与亚硫酰氯作用ROH +SOC板回性RCI + SO? + HO* (R为手性基因)副产物为气体氯化物分离，提纯方便。漠化亚砜因其不稳定而难得，故不用于进行这种反应。，但在醇的氯化亚砜的混合液中加成弱亲核试剂毗啶，即发生构型的转化。构型反转三、卤化物的互换。RCI + Nal 垂1 RI + NaCIRBr + Nal 丙由履 RI + NaBr这是一个可逆反应，通常将氯代烷或漠代烷的丙酮溶液与碘化钠共热，由于碘化钠（碘化钾） 溶于丙酮后反应生成的NaCl,NaBr,KCl,KBr的溶解度很小，这样可使平衡向右移动促使反应继续 进行。这是制备碘代烷比较方便而且产率较高

41、的方法。第六节重要的卤代烃(自学)HCCl3，CCl4，氯苯，氯乙烯。第七节有机氟化物特性：一氟代烷在常温时很不稳定，容易自行失去HF而变成烯烃。CH3CHCH3 CH3 CH=CH2 + HF当同一碳原子上有两个氟原子时，性质就很稳定，不易起化学反应。如：CH3CHF2, CH3CF2CH3。全氟化烃的性质极其稳定。它们有很高的耐热性和耐腐蚀性。用途：氟代烃的用途引人注目。1.ClBrCHCF3可作麻醉药，不易燃烧，比环丙烷，乙醚安全。2.某 些氟化物是氧的良好运输体，可作为血液代用品。3.CCl2F2，CCl3F,F2ClC-ClF2是很多喷雾剂(杀 虫剂，清洁剂)的推进剂。4.CCl2F

42、2(Freon-12),HCClF2(Freon-22)是电冰箱和空调的制冷剂。5. 聚四氟乙烯(Teflon)是一种非常稳定的塑料，能耐高温、强酸、强碱、无毒性、有自润作用，是 有用的工程和医用材料，也可作炊事用具的“不粘”内衬。作喷雾剂推进剂或制冷剂的氯氟烃对地球周围的臭氧有破坏作用，臭氧层能虑除致皮肤癌的 太阳紫外线，对人体健康有重要作用。有些国家也开始禁止使用含氯氟烃作为推进剂的喷雾剂。 (Fxxx代号表示，F表示它是一个氟代烃。F右下角的数字，个位氟原子，十位氢原子数加一，百 位数碳原子数减一。如：F12(Cd；聚四氟乙烯：CHCI3 + 2HF 心HCCIF2 + 2HCI20-30 C2 HCCIF2700 F2C=CF2 + 2HCI