4第四章卤代烷
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第四章卤代烷卤代烷(alkylhalide)是烷烃分子中一个或多个氢被卤素取代的化合物。
卤代烷中的卤素与sp3 杂化碳原子要相连。
一卤代烷烃常用通式RX表示,R为烷基,X为氟、氯、溴、碘。
卤素连接于sp2杂化碳上时(即烯基卤化物和芳基卤化物,如乙烯氯和溴苯),其化学性质与连接于sp3杂化碳上的卤化物有较大的区别。
卤素连接于sp杂化碳的化合物很少见并且不稳定。
BrCH2CHCl乙烯氯溴苯含有卤素的有机物在自然界很少存在,大多数且日常所碰到的卤代烷是人工合成的。
天然有机卤化物主要存在于一些海洋生物,如海藻、海绵及软体动物中。
由这些物种产生的有机卤化物,常有特殊的结构,有些具有抗菌、抗真菌及抗肿瘤活性。
如红藻(red aige)和海兔(sea hare)可产生下列两种结构相近的、用来作为化学防卫的有机卤化物:红藻产生海兔产生对于海洋生物的研究,是当今活跃的新研究领域之一,人们期望从中能寻找到有治疗疾病价值的新化合物或新药研究的先导化合物。
许多卤代烷是有毒性的化合物,例如氯仿和四氯化碳,虽然在实验室仍然作为溶剂使用,但它们已被环境保护组织列入可能致癌物质的名单,一般不在普通的商品中使用。
一、分类和命名(一)分类根据所含卤素种类,卤代烷可分为氟代烷、氯代烷、溴代烷及碘代烷,其中在化学合成中最常用的是氯代烷和溴代烷;根据所含卤素的多少,可分为一元、二元和多元卤代烷;根据卤素所连接饱和碳原子的类型,又可分为伯(1°)、仲(2°)及叔(3°)卤代烷:RCH2X CH XRRC X RRR伯卤代烷仲卤代烷叔卤代烷伯、仲、叔卤代烷的化学反应活性有一定的差别。
(二)命名卤代烃的命名有普通命名和系统命名两种方法。
一些分子中的烃基部分有简单的非系统名称的卤代烃可采用普通命名,即在相应烃基名前加卤素名称,有手性碳的还要标记其构型。
如:CH3CH2CH2CH2BrH CH2BrH3CCH3Br CH3CH3CH3CH3BrHCH2CH3溴代正丁烷溴代异丁烷(S)-溴代仲丁烷溴代叔丁烷butyl bromide iso-butyl bromide (S)-sec-butyl bromide tert-butyl bromide 卤代烃的最一般的命名方法还是采用系统命名法,把卤素作为取代基。
§4-1卤代烃的分类和命名§4-2卤代烃的性质§4-3重要的卤代烃§4-4卤代烃的制法本章节内容第四章卤代烃第一节卤代烃的分类和命名一、卤代烃的分类二、卤代烃的命名第二节卤代烃的性质一、物理性质二、化学性质第三节重要的卤代烃一、溴甲烷二、三氯甲烷和四氯化碳三、聚四氟乙烯四、氟氯代烃第四节卤代烃的制法§4-1卤代烃的分类和命名卤代烃是烃分子中一个或多个氢原子被子卤素(F、Cl、Br、I)取代的衍生物,它在自然界中存在极少,绝大多数是人工合成的。
比比皆是的聚氯乙烯制品,千家万户使用的冰箱中的致冷剂、防火必备的四氯化碳灭火剂等到,都是卤代烃。
卤代烃也是实验室中最常用的有机化合物,它经常起着从一种化合物变成另一种化合物的桥梁作用,是有机合成中经常用到的化合物。
人们在使用卤代烃的同时,也带来了严重的污染问题,六六六被禁用,DDT被取缔。
近年来,科学家证明臭氧层空洞的形成与使用氟氯烃有关。
可见,只有掌握卤代烃的性质及其反应规律,才能驾驭其上,造福于人类。
§4-1卤代烃的分类和命名(一)分类分类一卤代烃多卤代烃卤代烷卤代烯卤代芳香烃伯卤代烷:RCH2-X仲卤代烷:R2CH-X叔卤代烷:R3C-X如:R-XCH =CH XR-如:x如:如: CHCl3(二)命名1. 饱和卤代烃以烃为母体命名,按照烃的命名法编号123452-乙基-1-溴戊烷2-甲基-4-氯戊烷1234564-甲基-2-氯己烷6543212-甲基-3, 3, 5-三氯己烷12345CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH 2Br CH 3CHCH 2CHCH 3CH 3Cl CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3CH 3Cl CH 3CH-C-CH 2CHCH 3H 3C Cl Cl Cl §4-1卤代烃的分类和命名2. 不饱和卤代烃通常以含有不饱和键的最长碳链为主链,编号时要使不饱和键的位置最小4-溴-2-戊烯12342-丙基-4-氯丁烯124534-甲基-5-溴-2-戊炔12345CH 3CHCH=CHCH 3Br CH 2=C-CH 2CH 2-ClCH 2CH 2CH 3CH 3CH 3-C≡C -CHCH 2-Br3. 卤代脂环烃和卤代芳香烃分别以脂环烃和芳香烃作母体,把卤原子作取代基命名1-异丁基-1, 4-二氯环己烷顺-1-甲基-2-氯环己烷1, 3-二溴苯Cl Cl CH 2CH(CH 3)2CH 3H H ClH Br CH 3CH 2CH 3Br Br(R)-2-溴丁烷苯氯甲烷(或氯化苄、苄基氯)1-苯基-2-氯乙烷β-溴萘CH2ClCH2CH2ClBr(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同分异构体多丁烷1-氯丁烷卤代烯烃的同分异体比相应的烯烃的同分异构体更多CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3-CH-CH 3CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2-Cl CH 3CH 2CH-CH 3Cl CH 3-CH-CH 2-Cl CH 3ClCH 3-C-CH 3CH 3§4-2 卤代烃的性质一、一卤代烷通式:CH2n+1X常用R—X表示n物理性质在室温下,氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷、氟甲烷、氟乙烷、氟丙烷为气体,其他15个碳原子以下的一卤代烷为液体,15个碳原子以上的是固体。
第四章:卤代烃70.下列试剂中能将3-氯环已烯和环已烯鉴别开的是?[1分]A高锰酸钾B溴水C氯化亚铜氨溶液D硝酸银醇溶液参考答案:D71.卤代烷中的C-X键最易断裂的是?[1分]AR-ClBR-BrCR-IDR-F参考答案:C72.下列卤代烃与硝酸银醇溶液反应时,产生沉淀最快的是?[1分] A正丁基溴B异丁基溴C仲丁基溴D叔丁基溴参考答案:D73.下列化合物在NaOH的醇溶液中脱HCl最容易的是?[1分]A正丁基氯B异丁基氯C仲丁基氯D叔丁基氯参考答案:D74.下列化合物与硝酸银醇溶液混合时最先产生沉淀的是?[1分] A3-溴丙烯B1-溴丙烯C2-溴丙烷D环丙基溴参考答案:A75.下列试剂中能将溴苯和甲苯鉴别开的是?[1分]A高锰酸钾B溴水C氯化亚铜氨溶液D硝酸银醇溶液参考答案:A76.下列卤代烃进行消除反应时必须遵守扎依采夫规则的是?[1分] ABCD参考答案:B77.下列卤代烃沸点最低的是?[1分]A正丁基氯B异丁基氯C叔丁基氯D仲丁基氯参考答案:C78.下列化合物,毒性最强的是?[1分]ACH3ClBCH3BrCCH3FDCH3I参考答案:D79.下列发生的反应属于消除反应的是?[1分]A丙烯和溴化氢B乙烯和溴水C1-氯丁烷和氢氧化钠水溶液D1-氯丁烷和氢氧化钠醇溶液参考答案:D80.卤代烃命名时,一般选含卤原子的最长碳链为主链,编号时卤原子可作为普通取代基对待。
[1分]参考答案:T81.2-氯丁烷在氢氧化钠水溶液反应生成2-丁烯。
[1分]参考答案:F82.仲、叔卤代烃进行消除反应时都遵循马氏规则。
[1分]参考答案:F83.伯、仲、叔卤代烃与硝酸银醇溶液反应的速率不同,但都生成白色沉淀。
[1分]参考答案:F84.二氟二氯甲烷俗称氟利昂,是无色无臭,无腐蚀性,不能燃烧的气体。
[1分]参考答案:T85.2-氯丁烷在氢氧化钠醇溶液反应生成2-丁醇。
[1分]参考答案:F86.在卤代烃的同分异构体中,直链分子的沸点较支链分子高,支链越多,沸点越高。