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有机化学第六章卤代烃

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有机化学第六章卤代烃

第六章卤代烃

卤代烃是⼀种简单的烃的衍⽣物，它是烃分⼦中的⼀个或多个氢原⼦被卤原⼦(F, CL, Br, I)取代⽽⽣成的化合物。⼀般可以⽤R-X表⽰，X代表卤原⼦。由于卤代烃的化学性质主要有卤原⼦决定，因⽽X是卤代烃的官能团。根据卤代烃分⼦中烃基的不同，可以将卤代烃分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃和卤代芳烃等。

第⼀节卤代烷烃

⼀. 卤代烷烃的分类和命名(⼀) 卤代烷烃的分类

1. 根据卤代烷烃分⼦中所含卤原⼦的种类，卤代烷烃分

为：

氟代烷：如CH3-F

氯代烷：如：CH3-CL

溴代烷：如：CH3-Br

碘代烷：如：CH3-I2. 根据卤代烷烃分⼦中所好卤原⼦的数⽬的多少，卤代烷

烃分为：

⼀卤代烷：如：CH3CL, CH3-CH2-Br

⼆卤代烷：如：CH2CL2,

多卤代烷：CHCL33. 根据卤代烷烃分⼦中与卤原⼦直接相连的碳原⼦的类

型的不同，卤代烷烃可以分为：

伯卤代烷（⼀级卤代烷）R-CH2-Br

仲卤代烷（⼆级卤代烷）

叔卤代烷（三级卤代烷）

（⼆）卤代烷烃的命名1. 普通命名

使⽤范围：结构⽐较简单的卤代烷常采⽤普通命名法

命名：

原则：根据卤原⼦的种类和与卤原⼦直接相连的烷基命名为“某烷”，或按照烷烃的取代物命名为“卤某烷”。如:CH 3CL甲基氯

（氯甲烷）CH 3CH2Br

⼄基溴

（溴⼄烷）CH 3CH2CH 2CH2I

正丁基碘

（正碘丁烷）CH 3Br

CH 3

I

1

H 3 C -------- CH -------- CH CL

1

H 3 C -------- CH --------- CH 2CH 3

H3C-—C------------- CL

1

1

CH 3

异丁基氯仲丁基溴叔丁基氯

（异氯丁烷）（仲溴丁烷）（叔氯丁烷）2.系统命名法

范围：复杂的卤代烷烃⼀般采⽤系统命名法

原则：将卤原⼦作为取代基，按照烷烃的命名原则来R

进⾏命名。

⽅法：1) 选择连有卤原⼦的最长碳链为主链，并根据主链 所含碳原⼦的

数⽬命名为“某烷”作为母体；2)

将⽀链和卤原⼦均作为取代基；3) 对于主链不带⽀链的卤代烷烃，主链编号从距离 卤原⼦最近的

⼀端开始；4) 对于主链带⽀链的卤代烷烃，主链的编号应遵循 “最低系列

规则”；5)

把取代基和卤原⼦的名称按“次序规则”依次写 在“某烷”之前(次序按先后顺序写)，即得该卤代烷 烃的名称。.卤代烷烃的物理性质

甲烷为⽓体，其余常见的卤代烷为液体，C15以上的⾼级卤

Br

CH 3

CL

CH2 ——CH

CH 2

CH CH

CH2 ——CH

CH

CH 2 ----------- CH 3

CH 3 CH 3

4-甲基-2-⼄基-1-溴戊烷

2-甲基-1-氯-溴戊烷

CL

CH 3

CL

CH 3 CH 3

CH3 ------- CH CH CH --------- CH 2 -------------- C H

CH3 ——CH

CH

CH --------- CH 3

CH 3

3, 4-⼆甲基-2-氯⼰烷 2，3-⼆甲基-4-氯戊烷

Br

CH 3 CH 3

Br

CH 3

CH3 -------- CH

CH 2

CH CH

CH

CH3 ——CH

CH CH 2 ----------- CH

CH 3

CH 3

2,3-⼆甲基-5-溴⼰烷

3, 5-⼆甲基-2濮⼰烷

1.状态：C4以下的氟代烷、

C2以下的⼀氯代烷和溴代烷为固体。2. 颜⾊：纯粹的⼀卤代烷都是⽆⾊，但碘代烷在光的作⽤下易分解析出游离的碘，久置后逐渐变为棕红⾊。

3?⽓味：⼀卤代烷具有不愉快的⽓味，其蒸汽有毒。

4. 沸点：卤代烷的沸点都⽐相应同碳原⼦数的烷烃⾼。主要是由于C-X键具有极性，因⽽增加了分⼦间的引⼒。烷基相同⽽卤原⼦不同的卤代烷，其沸点随着卤素原⼦序数的增加⽽升⾼；同系列中，卤代烷的沸点随碳原⼦数的增加⽽升⾼；同分异构体中，直链异构体的沸点⾼。5. 密度：卤代烷的相对密度⼤于相应的烷烃。烷基相同⽽卤原⼦不同时，其相对密度随卤素的原⼦量增加⽽增

⼤，⼀氟代烷和⼀氯代烷的相对密度⼩于1,其他卤代烷的

相对密度都⼤于1。同系列中，卤代烷的相对密度随碳原⼦数的增加⽽降低，由于随着碳原⼦数的增加，卤素在分⼦中所占的⽐列减少。6. 溶解性：卤代烷均不溶于⽔，但能以任意⽐和烃类混溶，并能溶解其他许多弱极性或⾮极性有机物。⼆氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等卤代烷本⾝就是常⽤的溶剂。

三.卤代烷烃的化学性质

在卤代烷烃分⼦中，由于卤原⼦的电负性⼤于碳原⼦，使C-X键成键电⼦向卤原⼦偏移，因此C-X是极性键，卤原⼦容易被其他原⼦或基团取代，发⽣取代反应。另⼀⽅

⾯，受卤原⼦的吸电诱导效应的影响，使得 —C-H 键的极性 增⼤，⼇氢原⼦酸性增强，易受碱进攻，引起 b-C-H 键的断 裂，发⽣脱卤化氢的消除反应。

当卤代烷分⼦中的烃基相同⽽卤原⼦不同时，C-X

键极性强弱次序：R-CL>R-Br>R-CL 。但C-X 键断裂的活性 次序却与极性次序相反：R-l>R-Br>R-CL,这是由于极性的

卤代烷分⼦在试剂电场的影响下，发⽣诱导极化所致。在C-X 键中，卤原⼦半径越⼤，电⼦层越多，原⼦核对核外电⼦的 束缚越⼩，键的极化度越⼤，发⽣化学反应是就越容易发⽣ 异裂。

（⼀） 亲核取代反应

在⼀定条件下，卤代烷分⼦中的卤原⼦可被亲核试

剂：OH -, CN -, OR -, ONO], H-O-H, NH 3等取代⽣成相应的烷 烃衍⽣物。其取代反应可以⽤下列通式表⽰：Nu —亲核试剂； X —离去基团

1.卤原⼦被羟基取代 卤代烷与氢氧化钠（钾）的⽔溶液共热，

卤原⼦羟

基取代⽣成相应的醇。H 2。

R X + NaOH

R — OH + NaX

亲核试剂进攻 反应

引起亲核取代5

X + :Nu

⼀-------------- R ----------- C — Nu +

: X

除反应

这个反应⼜叫卤代烷的⽔解反应。由于该反应可逆，所以通常在碱性⽔溶液中进⾏，以中和⽣成的HX，使反应向⽣成

醇的⽅向移动。利⽤该反应可以制得相应的醇类化合物。2.卤原⼦被烷氧基取代

卤代烷和醇钠作⽤，卤原⼦可以被烷氧基取代⽣成醚，

这是制备混醚的⽅法，叫威廉森合成法：R X + R' —O—Na R；H a R_O— R + NaX

3. 卤原⼦被氰基取代

卤代烷与氰化钠或氰化钾的醇溶液共热，则卤原⼦被氰基取

代⽣成腈。CH 3CH 2OH

R X + NaC N R— CN + NaX

腈⽔解可以⽣成羧酸：+

H +

R —CN + H 20 --------------------- R—COOH + NH 4

腈还原⽣成胺：N i

R —CN + H 2 ------------------ R ——CH 2—NH 2由于⽣成腈、羧酸、胺都⽐原来的卤代烷多⼀

个碳原⼦，所以，在有机合成上常⽤来制备⽐原来的卤代烃

多⼀个碳原⼦的羧酸和其他有机化合物。

是增长碳链的⼀种⽅法。4. 卤原⼦被氨基取代

卤代烷与氨基作⽤，卤原⼦被氨基取代⽣成胺。R -------- X + NH 3 ------------------------ R—NH 2 + H X

⽣成的胺为有机碱，它可以与反应⽣成的氢卤酸⽣

成盐，即RNH3+X-或写作RNH2.HX5. 卤原⼦被硝氧基取代

卤代烷与硝酸银的⼄醇溶液作⽤，卤原⼦可被硝氧基（-ONO?）取代⽣成硝基酯。CH3CH2OH| R X + AgO NO2 R— O NO2+ AgX （

根据反应过程中⽣成的卤化银沉淀这⼀现象，该反应可以⽤于鉴定卤代烷。

（⼆）消除反应

卤代烷和碱（氢氧化钠或氢氧化钾）的醇溶液共热，分⼦中脱去卤化氢，⽣成烯烃。这种由⼀个分⼦中脱去⼀个简单分⼦（卤化氢、⽔等），同时⽣成双键的反应叫消除反应。

⼚°CH3CH2OHR CH CH 2 +NaOH - - R—CH—CH2 + N aX + H 20

:H X

1 %

I @

I b

由上⾯反应可以看出，只有在卤代烷分⼦中b-碳原⼦上

有氢时，才能进⾏消除反应；伯卤代烷发⽣消除反应只⽣成

⼀种烯烃。⽽不对称仲卤代烷和叔卤代烷发⽣消除反应可⽣ 成两种或三种烯烃。例如:CH 3CH 2O H

R — CH — CH — CH 3 + R —CH 2- CH = CH 2 A

81% 19%

可见不对称卤代烷发⽣消除反应具有⽅

向性，卤原⼦主 要和含氢较少的b-碳原⼦上的氢⼀起脱去，⽣成的主要产物 是双键上连有较多烃基的烯烃。这个规则叫扎依采夫规则。

（三） 与⾦属的反应1. 与⾦属钠的反应

两分⼦的卤代烷与⾦属钠作⽤，各消去⼀个卤原⼦ ⽽⽣成较⾼级的烷烃，此反应叫武兹反应。CH

3CH 2CH 2-Br +2N a+ Br - CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 + 2NaBr

武兹反应也是增长碳链的反应，可⽤于烷烃的合

成。但只有⽤同⼀种卤代烷时，才能得到⼀种产物，否则， 产物为难以分离的混合物，在合成上意义不⼤。2. 与⾦属镁的反应

卤代烷在⽆⽔⼄醚中与⾦属镁作⽤，合成有机镁化 合物。

⽆⽔⼄醚R —X + Mg R —Mg X

这种有机镁化合物叫格林那试剂，简称格⽒试 剂。由于

格⽒试剂中的C-Mg 键的极性很强，所以性质⾮常 活波，能发⽣多种化学反应。与含活波氢的化合物作⽤可分 解成烷烃：R ⼀ CH -CH —CH 2 + NaO H I

I

H X H

R Mg X + H —0—H -------- R ——H + H — 0—Mg ——X R — M g — X + H — O —R' ---- R —H + R' — 0——M g X

R ⼀M g ---- X

+ H —X ------------ R ⼀H

+

X ——M g X

R ⼀COO H + M g （ O H ） X

格⽒试剂还可以与空⽓中的 。2作⽤⽣成烷氧基

并⼀步与⽔作⽤⽣成醇。H 2O

R —M g-X +O 2 R —O —Mg ——X

R — OH + M g （ O H ） X

格⽒试剂是⼀种⾮常重要的试剂，在有机合成

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卤代烃的醇解

卤代烃的醇解

卤代烃的醇解

一、引言

卤代烃是一类有机化合物，由碳、氢和卤素（如氟、氯、溴和碘）组成。在有机合成和工业生产中，卤代烃广泛应用于溶剂、冷冻剂、氟利昂等领域。然而，由于卤代烃具有毒性和对环境的潜在危害，对其降解和转化的研究成为环境科学和有机化学领域的热点之一。卤代烃的醇解是一种有效的降解方法，可以将卤代烃转化为相应的醇类化合物。

二、卤代烃的醇解机理

卤代烃的醇解是指通过加入氢氧化物（如氢氧化钠、氢氧化钾等）或醇类化合物（如乙醇、异丙醇等）来进行反应，将卤素原子替换为氢原子，生成相应的醇类产物。醇解反应的机理如下：

1. 亲核取代反应：氢氧离子（OH-）或醇类中的羟基（-OH）亲核取代卤代烷中的卤素原子，生成相应的醇类产物。

2. 消除反应：醇解反应可能伴随着消除反应，产生卤代烯或烯烃类化合物。

三、卤代烃的醇解方法

卤代烃的醇解可以通过不同的实验条件和催化剂来实现。以下是常用的醇解方法：

1. 碱催化醇解法

在碱性条件下，加入适量的氢氧化物作为催化剂，使卤代烃与碱发生反应。碱催化醇解法是最常用的醇解方法之一，反应条件相对温和，适用于大多数卤代烃的醇解。

2. 金属催化醇解法

金属催化醇解法是利用金属活性位点促进卤代烃的醇解反应。常见的金属催化剂包括铜、银、铂等，它们能够提供亲核性和电子密度，加速反应的进行。 3. 热解醇解法

热解醇解法是将卤代烃加热至较高温度，使其发生醇解反应。热解醇解法适用于难以在常温下发生醇解的卤代烃，但由于高温条件下的副反应可能较多，需要控制反应条件。

四、卤代烃醇解的应用

卤代烃的醇解具有重要的应用价值，主要体现在以下方面：

1. 环境修复

卤代烃的醇解可以将其转化为相应的醇类化合物，降低了其对环境的毒性和危害。因此，卤代烃的醇解被广泛应用于环境修复领域，用于处理卤代烃污染的土壤和水体。

2. 药物合成

卤代烃的醇解可用于合成药物中的醇类化合物，为药物研发提供了重要的中间体。醇解方法相对简单且具有较高的转化率，因此在药物合成中得到了广泛应用。

有机化学中的卤代烃的合成

有机化学中的卤代烃的合成

有机化学中的卤代烃的合成

有机化学是研究含有碳的化合物的学科，而卤代烃则是其中的一类重要化合物。卤代烃主要是由烃类化合物与卤素反应合成而成。本文将重点介绍有机化学中卤代烃的合成方法，包括氯代烃、溴代烃和碘代烃的合成方法。

一、氯代烃的合成

1. 直接氯化法

直接氯化法是一种常见的合成氯代烃的方法，其主要原理是利用氯气和烃类物质反应生成氯代烃。例如，乙烷与氯气反应可以生成氯乙烷。这种方法适用于链烷烃和环烷烃的氯代烃合成。

2. 亲电取代法

亲电取代法是另一种常用的生成氯代烃的方法，其主要原理是利用亲电试剂如溴或氯来取代烃类分子中的氢原子，从而生成氯代烃。例如，氯化亚铁与甲烷反应可以得到氯代甲烷。

二、溴代烃的合成

1. 直接溴化法

直接溴化法是一种常见的制备溴代烃的方法，其原理与直接氯化法类似，只是反应中使用的是溴代替氯。例如，乙烷与溴反应可以得到溴乙烷。

2. 溴取代法 溴取代法是另一种生成溴代烃的常用方法，其原理是利用亲电试剂如溴来取代烃类物质中的氢原子。例如，溴与甲苯反应可以生成溴代甲苯。

三、碘代烃的合成

1. 直接碘化法

直接碘化法是制备碘代烃的一种常见方法，其原理与直接氯化法和溴化法相似，只是反应中使用碘代替氯或溴。例如，溴乙烷与碘反应可以生成碘代乙烷。

2. 碘取代法

碘取代法是另一种生成碘代烃的方法，其原理与亲电取代法相似，只是使用碘代替其他亲电试剂。例如，溴苯与碘反应可以得到碘代苯。

通过以上介绍，可以看出在有机化学中，合成卤代烃的方法有很多种。不同的合成方法适用于不同类型的烃类物质，化学家们可以根据具体要合成的卤代烃选择合适的方法进行合成。这些合成方法不仅为有机化学研究提供了丰富的实验手段，也为化学工业的发展提供了重要的技术支持。

第六章 有机化学课后习题答案

第六章 有机化学课后习题答案

精品文档

实用文档 第六章 卤代烃

1.回答下列问题

(1).在CH3CH2Cl(I),CH2═CHCl(II),CH≡CCl(III),C6H5Cl(IV)四种一氯代烃中，按C-X键键长次序排列，并讨论其理由。

解: IV< II < III

(2).将四种化合物(A) CH3CH2CH2F，(B) CH3CH2CH2I ，(C)

CH3CH2CH2Br ，(D) CH3CH2CH2Cl的沸点从最高到低排列，并讨论其理由。

解: B> C> D> A

(3).四种化合物(A) CH3CHClCH2OH，(B) CH3CHNH2CH2Br ，(C)

HC≡CCH2Cl，(D) CH3CONHCH2CH2Cl中，哪些能生成稳定的格氏试剂？为什么？

解: D

(4).比较(A) CH3CH2CH2CH2Cl，(B) (CH3)2CHCH2Cl，(C) 精品文档

实用文档 CH3CH2CH(Cl)CH3，(D) (CH3)3CCl四个氯代烃，它们发生SN2反应情况如何。

解: A> B> C> D

(5).将①苄溴，②溴苯，③1–苯基–1–溴乙烷，④1–溴–2–苯基乙烷四个化合物按 SN 1 反应的反应活性顺序排列，并讨论其理由。

解: ③>①>④>②

(6).不活泼的乙烯型卤代烃能否生成格氏试剂？为什么？

解:由于卤原子与双键间的 p-π共轭效应,使C-X键之间的键能增加,难以断裂。

(7).化合物：(A)正溴戊烷，(B)叔溴戊烷，(C)新戊基溴，(D)异戊基溴分别与水反应生成相应的醇，讨论它们的反应速率的差异？

解: A> D> C> B

(8).用极性溶剂代替质子溶剂对(A) SN1，(B) SN2，(C) 烯的亲电加成，

(D) 醇的失水反应有何影响? 精品文档

实用文档 解: 极性溶剂有利于SN1反应和烯的亲电加成反应的进行,不利于SN2反应和醇的失水反应的发生。

(9). 2–氯环己醇的反式异构体可以跟碱反应转化成环氧化物, 但顺式异构体却不能, 为什么?

卤代烃知识点

卤代烃知识点

卤代烃知识点

卤代烃是一类有机化合物，其分子中含有卤素，主要包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和碘(I)等。卤代烃可广泛应用于医药、电子材料和有机合成等领域。在化学中，我们需要学习一些卤代烃的知识点，以便更好地理解其性质和用途。本文将介绍一些关键的卤代烃知识点。

一. 卤代烃的结构特点

卤代烃的结构有两个基本特点：一、卤素原子与有机基团相连，取代了其中的一个或多个氢原子；二、硬度和极性较强，分子量较小。这些结构特点使卤代烃具有一些特殊的物理和化学性质，例如较高的沸点、熔点和相对比较大的分子极性。

二. 卤代烃的物理性质

卤代烃的物理性质主要受到卤素原子数量、有机基团结构和氢键的影响。

首先，卤素原子数量越多，分子量越大，物理性质越复杂。例如，氯代烃的比重较高，沸点也较高，而氟代烃则具有较低的比重和沸点。

其次，卤代烃的物理性质还受到有机基团的结构影响。例如，对于对三氯甲烷（CHCl3）、氯甲烷（CH3Cl）和氯乙烯（C2H3Cl）这三种化合物而言，从左至右，分子结构依次变得复杂，比重和沸点也依次增加。

最后，氢键对卤代烃的物理性质也有影响。氢键能够在分子之间形成一些稳定的物理化学相互作用，使其更容易降解、挥发和溶于水中。

三. 卤代烃的化学性质

卤代烃的化学性质也非常特殊，包括亲电性、求电性、碱性和还原性。

首先，亲电性是卤代烃的一大特点。卤素原子中有一些不稳定的电子对，可与其他分子中质子形成化学键，这使卤代烃容易被亲电性高的分子攻击，例如水、乙醇和浓硫酸。此外，亲电性也使卤代烃能够与含有双键或三键的分子反应，例如烯烃和炔烃。

其次，求电性也是卤代烃的一大特点。卤素原子的电负性比碳原子高，导致分子呈现一定的极性，能够与高电负性的分子形成氢键。例如，氯乙烷可被水中羟基离子取代，形成乙醇。溴乙烷则可以与氨形成化合物。

再次，碱性是卤代烃的一种化学性质。卤代烃具有弱碱性，能与酸反应，而不快速分解。例如，氯化亚铁可用于催化氢化反应，而溴化镁（MgBr2）可催化格氏反应的进行。