8.1卤代烃讲解
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《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所形成的化合物。
根据分子中卤素原子的种类,可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照烃基结构的不同,卤代烃分为饱和卤代烃(又称卤代烷烃)、不饱和卤代烃(包括卤代烯烃和卤代炔烃)和芳香卤代烃。
卤代烷烃根据分子中卤素原子连接的碳原子类型,又可以分为一级卤代烷(伯卤代烷)、二级卤代烷(仲卤代烷)和三级卤代烷(叔卤代烷)。
二、卤代烃的物理性质1、状态常温常压下,一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等为气体,其余的卤代烃多为液体或固体。
2、沸点卤代烃的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。
在碳原子数相同的情况下,沸点的高低顺序为:RI>RBr>RCl>RF。
3、相对密度一氟代烃和一氯代烃的相对密度小于 1,而溴代烃、碘代烃及多卤代烃的相对密度大于 1。
4、溶解性卤代烃不溶于水,能溶于大多数有机溶剂,如乙醚、苯、环己烷等。
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基团取代。
(1)水解反应卤代烃与氢氧化钠水溶液共热时,卤素原子被羟基取代生成醇。
例如,溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成乙醇:CH₃CH₂Br +NaOH → CH₃CH₂OH + NaBr(2)醇解反应卤代烃与醇钠作用,卤素原子被烷氧基取代生成醚。
2、消去反应在一定条件下,卤代烃脱去卤化氢生成不饱和烃。
例如,溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成乙烯:CH₃CH₂Br +KOH → CH₂=CH₂↑ + KBr + H₂O3、与金属反应(1)与镁反应卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应生成格氏试剂。
格氏试剂在有机合成中具有重要用途。
(2)与钠反应卤代烃与钠反应可以生成烃。
四、卤代烃的制备1、烷烃的卤代在光照或加热条件下,烷烃与卤素单质发生取代反应生成卤代烃。
但这种方法往往得到多种卤代产物的混合物,分离提纯较困难。
2、烯烃和炔烃的加成烯烃和炔烃可以与卤素单质或卤化氢发生加成反应生成卤代烃。
第八章 卤代烃卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤原子取代后的化合物,简称卤代烃。
卤原子是卤代烃的官能团,通常为氯原子、溴原子和碘原子。
本章主要介绍这三类卤代烃。
卤代烃在自然界中存在极少,绝大多数是人工合成的。
这些卤代烃被广泛用作农药、麻醉剂、灭火剂、溶剂等。
由于碳卤键(C-X )是极性的,卤代烃的性质比较活泼,能发生多种化学反应生成各种重要的有机化合物,如医药、农药、农膜、防腐剂等,因而卤代烃在有机合成中起着桥梁作用。
需要指出的是,一些作为杀虫剂的卤代烃在自然条件下难以降解或转化,往往对自然环境造成污染,对生态平衡构成危害,因此必须限制使用。
按照分子中卤原子的种类,卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照分子中卤原子的数目,卤代烃可分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃。
按照分子中烃基的类型,卤代烃可分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃和卤代芳烃。
8.1 卤代烷8.1.1卤代烷烃的命名根据分子中卤原子相连的碳原子的类型,卤代烷可分为伯卤代烷(一级卤代烷,RCH 2X )、仲卤代烷(二级卤代烷,R 2CHX )和叔卤代烷(三级卤代烷,R 3CX )。
例如:伯卤代烷(一级卤代烷) 仲卤代烷(二级卤代烷) 叔卤代烷(三级卤代烷)简单的卤代烷可用普通命名法命名,即根据卤原子连接的烷基,称为“某基卤”或“卤(代)某烷”。
例如:CH 3Cl CH 3CH 2Br C(CH 3)3ClBr甲基氯 乙基溴 叔丁基氯 环已基溴 (氯甲烷) (溴乙烷) (氯代叔丁烷) (溴代环已烷)复杂的卤代烷可用系统命名法命名,其原则和烷烃的命名相似,即选择连有卤原子的最长碳链作为主链,称为“某烷”,从靠近支链(烃基或卤原子)的一端给主链编号,把支链的位次和名称写在母体名称前,并按次序规则将较优基团排列在后。
例如:CH 3CH 2CH CH 2CH 3CH 2ClCH 3CHCH 2CHCH 3CH 3 Cl2-乙基-1-氯丁烷 2-甲基-4-氯戊烷某些多卤代烷常用俗名或商品名。
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
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种类,卤代烃可以分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照烃基结构的不同,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。
卤代烷烃还可以根据分子中卤原子的数目,分为一卤代烃和多卤代烃。
二、卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质在一定程度上受到烃基和卤素原子的影响。
一般来说,大多数卤代烃在常温下是液体或固体,少数是气体,比如一氯甲烷是气体。
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:碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃。
这是因为相对原子质量越大的卤素,分子间的范德华力越大,沸点也就越高。
卤代烃的密度通常大于同碳数的烃。
一氟代烃和一氯代烃的密度通常小于水,而溴代烃、碘代烃以及多卤代烃的密度一般大于水。
卤代烃大多不溶于水,易溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚等。
三、卤代烃的化学性质卤代烃具有丰富的化学性质,主要包括以下几个方面:1、取代反应卤代烃中的卤素原子可以被其他原子或基团取代。
(1)水解反应在强碱的水溶液中加热,卤代烃可以发生水解反应,生成醇。
例如,一氯乙烷在氢氧化钠水溶液中加热,会生成乙醇和氯化钠。
(2)醇解反应卤代烃与醇钠作用,生成醚。
2、消去反应在强碱的醇溶液中加热,卤代烃可以脱去卤化氢,生成不饱和烃。
例如,溴乙烷在氢氧化钾的醇溶液中加热,会生成乙烯、溴化钾和水。
消去反应的发生需要满足一定的条件,卤代烃分子中与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子。
3、与金属反应卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物。
(1)与镁反应卤代烃与镁在无水乙醚中反应,生成格氏试剂。
格氏试剂在有机合成中是一种非常重要的试剂。
(2)与钠反应卤代烃与钠反应可以生成烃。
四、卤代烃的制备方法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。
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子(氟、氯、溴、碘)取代后生成的化合物。
根据分子中卤素原子的种类,卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照烃基的结构不同,卤代烃又可以分为饱和卤代烃(卤代烷烃)、不饱和卤代烃(卤代烯烃、卤代炔烃)和芳香族卤代烃。
二、卤代烃的物理性质1、状态常温常压下,一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等为气体,其余的卤代烃多为液体或固体。
2、沸点卤代烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。
同碳数的卤代烃,沸点的高低顺序为:RI>RBr>RCl>RF。
3、相对密度一氟代烃和一氯代烃的相对密度小于 1,而溴代烃、碘代烃及多卤代烃的相对密度大于 1。
4、溶解性卤代烃不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。
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基团取代。
例如,卤代烃与氢氧化钠水溶液共热时,发生水解反应,生成醇。
CH₃CH₂Br +NaOH → CH₃CH₂OH + NaBr2、消去反应在一定条件下,卤代烃与强碱的醇溶液共热时,脱去卤化氢生成不饱和烃。
CH₃CH₂Br +NaOH → CH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O3、与金属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。
R—X +Mg → RMgX四、卤代烃的制备方法1、烷烃的卤代在光照或加热条件下,烷烃与卤素单质发生取代反应生成卤代烃。
2、烯烃、炔烃的加成烯烃、炔烃与卤素单质或卤化氢发生加成反应生成卤代烃。
3、醇的卤代醇与氢卤酸发生取代反应生成卤代烃。
五、卤代烃的用途1、制冷剂氟利昂(氟氯代烃)曾广泛用作制冷剂,但由于其对臭氧层的破坏作用,现已逐渐被其他环保型制冷剂所替代。
2、灭火剂一些卤代烃如四氯化碳,曾用作灭火剂。
3、有机溶剂卤代烃如氯仿、二氯甲烷等是常用的有机溶剂。
4、医药和农药许多药物和农药的合成过程中需要用到卤代烃。
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
根据分子中卤素原子的种类,可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃;按照分子中卤素原子的数目,又可分为一卤代烃和多卤代烃。
常见的一卤代烃有氯甲烷(CH₃Cl)、溴乙烷(C₂H₅Br)等。
多卤代烃如二氯甲烷(CH₂Cl₂)、三氯甲烷(CHCl₃,也称氯仿)等。
卤代烃还可以根据烃基的结构分为饱和卤代烃(如卤代烷烃)、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通常与其分子结构和卤素原子的种类有关。
在常温常压下,一氯甲烷、氯乙烷等是气体,其余常见的卤代烃多为液体或固体。
卤代烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。
同碳数的卤代烃,沸点顺序一般为: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。
卤代烃的密度一般大于同碳数的烃。
一氟代烃和一氯代烃的密度通常小于 1g/cm³,而溴代烃、碘代烃及多卤代烃的密度则大于 1g/cm³。
卤代烃大多不溶于水,能溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚等。
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基团取代。
例如,溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热时,溴原子被羟基取代,生成乙醇:C₂H₅Br +NaOH → C₂H₅OH + NaBr这是一个典型的水解反应,也属于取代反应的一种。
2、消去反应在一定条件下,卤代烃分子中的卤素原子和相邻碳原子上的氢原子脱去,生成不饱和烃。
例如,氯乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热时,发生消去反应生成乙烯:C₂H₅Cl +NaOH → C₂H₄↑ + NaCl + H₂O消去反应的发生需要卤代烃分子中β碳原子上有氢原子。
3、与金属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,卤代烃与金属钠反应可生成烷烃:2C₂H₅Br +2Na → C₄H₁₀+ 2NaBr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条件下,烷烃与卤素单质发生取代反应,生成卤代烃。
《卤代烃》讲义一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
根据卤素原子的种类,常见的卤代烃有氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照烃基结构的不同,卤代烃可以分为饱和卤代烃(也称为卤代烷烃)、不饱和卤代烃(如卤代烯烃、卤代炔烃)和芳香族卤代烃。
卤代烷烃又可以根据分子中卤素原子的数目分为一卤代烷烃、二卤代烷烃和多卤代烷烃。
二、卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质通常受到烃基结构和卤素原子的影响。
在常温常压下,一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等是气体;而溴乙烷、氯苯等多为液体;大多数多卤代烃则是固体。
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,沸点的高低顺序一般为:碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃。
这是因为相对分子质量越大,分子间的范德华力越强,沸点也就越高。
卤代烃的密度一般大于相同碳原子数的烃。
其中,一氟代烃和一氯代烃的密度小于水,而溴代烃、碘代烃以及多卤代烃的密度则大于水。
卤代烃大多不溶于水,能溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚等。
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基团取代。
例如,氯乙烷在氢氧化钠水溶液中加热时,氯原子被羟基取代生成乙醇,这是卤代烃水解反应的一个典型例子。
2、消去反应在强碱的醇溶液中加热,卤代烃分子中的卤素原子和相邻碳原子上的氢原子脱去,生成不饱和烃。
例如,溴乙烷在氢氧化钾的醇溶液中加热,会生成乙烯和溴化钾、水。
3、与金属反应卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物。
比如,格氏试剂就是卤代烃与镁在无水乙醚中反应得到的。
四、卤代烃的制备卤代烃的制备方法多种多样,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。
但这种方法往往得到多种卤代产物的混合物,不易分离。
2、烯烃、炔烃的加成烯烃和炔烃可以与卤素单质或卤化氢发生加成反应,得到相应的卤代烃。
这种方法具有较高的选择性,可以得到较纯净的产物。