5第五章 卤代烃解析
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《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义与分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。
常见的卤素原子包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)。
根据分子中卤素原子的个数,卤代烃可以分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃。
按照分子中烃基的结构,卤代烃又可分为饱和卤代烃(卤代烷烃)、不饱和卤代烃(如卤代烯烃、卤代炔烃)和芳香族卤代烃。
二、卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质在很大程度上取决于其分子结构和相对分子质量。
一般来说,一氯代烃通常为气体,二氯代烃、三氯代烃及多氯代烃多为液体,而十多个碳原子以上的卤代烃则为固体。
卤代烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。
在同碳数的卤代烃中,沸点的高低顺序为:RI > RBr > RCl > RF。
这是因为相对分子质量越大,分子间的范德华力就越强,沸点也就越高。
卤代烃的密度通常大于相应的烃。
但一氯代烃的密度通常小于水,而溴代烃、碘代烃的密度一般大于水。
卤代烃大多不溶于水,能溶于有机溶剂,如乙醚、苯、四氯化碳等。
三、卤代烃的化学性质1、取代反应卤代烃中的卤素原子可以被其他原子或原子团所取代。
例如,卤代烃与氢氧化钠的水溶液共热时,卤素原子被羟基取代生成醇。
以溴乙烷为例:CH₃CH₂Br +NaOH → CH₃CH₂OH + NaBr2、消去反应在一定条件下,卤代烃可以从分子中脱去一个或几个小分子(如HX),生成含双键或三键的化合物。
如卤代烃与氢氧化钠的醇溶液共热时,会发生消去反应。
以 1-溴丙烷为例:CH₃CH₂CH₂Br +NaOH → CH₃CH=CH₂+NaBr + H₂O消去反应发生的条件是与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。
3、与金属的反应卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物。
例如,卤代烃与镁在无水乙醚中反应,生成格氏试剂。
四、卤代烃的制备卤代烃的制备方法有多种,常见的有以下几种:1、烷烃的卤代在光照或加热的条件下,烷烃可以与卤素单质发生取代反应生成卤代烃。
5章思考题5.1 在不饱和卤代烃中,根据卤原子与不饱和键的相对位置,可以分为哪几类,请举例说明。
5.2 试比较S N2和S N1历程的区别。
5.3 什么叫溶剂化效应?5.4 说明温度对消除反应有何影响?5.5 卤代芳烃在结构上有何特点?5.6 为什么对二卤代苯比相应的邻或间二卤代苯具有较高的熔点和较低的溶解度?5.7 芳卤中哪种卤原子最能使苯环电子离域,为什么?解答5.1 答:可分为三类:(1)丙烯基卤代烃,如CH3CH=CHX(2)烯丙基卤代烃,如CH2=CH-CH2X(3)孤立式卤代烃,如CH2=CHCH2CH2X5.2 答:(略)5.3 答:在溶剂中,分子或离子都可以通过静电力与溶剂分子相互作用,称为溶剂化效应。
5.4 答:增加温度可提高消除反应的比例。
5.5 答:在卤代芳烃分子中,卤素连在sp2杂化的碳原子上。
卤原子中具有弧电子对的p轨道与苯环的π轨道形成p-π共轭体系。
由于这种共轭作用,使得卤代芳烃的碳卤键与卤代脂环烃比较,明显缩短。
5.6 答:对二卤代苯的对称性好,分子排列紧密,分子间作用力较大,故熔点较大。
由于对二卤代苯的偶极矩为零,为非极性分子,在极性分子水中的溶解度更低。
5.7 答:(略)习题5.15.1命名下列化合物。
5.25.2写出下列化合物的构造式。
(1)烯丙基溴(2)苄氯(3)4-甲基-5-溴-2-戊炔(4)偏二氟乙浠(5)二氟二氯甲烷(6)碘仿(7)一溴环戊烷(环戊基溴) (8)1-苯基-2-氯乙烷(9)1,1-二氯-3-溴-7-乙基-2,4-壬二烯(10)对溴苯基溴甲烷(11)(1R,2S,3S)-1-甲基-3-氟-2-氯环己烷(12)(2S,3S)-2-氯-3-溴丁烷5.3 完成下列反应式。
5.4用方程式表示CH3CH2CH2Br与下列化合物反应的主要产物。
(1)KOH(水)(2)KOH(醇)(3)(A)Mg ,乙醚;(B) (A)的产物+HC≡CH (4)NaI/丙酮(5)NH3 (6)NaCN (7)CH3C≡CNa(8)AgNO3(醇) (9) Na (10) HN(CH3)25.5用化学方法区别下列各组化合物。