第7章_卤代烃[1]1
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第七章 卤代烃 相转移催化反应邻基效应(一) 写出下列分子式所代表的所有同分异构体,并用系统命名法命名。
(1)C 5H 11Cl (并指出1°,2°,3°卤代烷) (2)C 4H 8Br 2 (3) C 8H 10Cl 解:(1) C 5H 11Cl 共有8个同分异构体:1-氯戊烷 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2ClCH 3CH 2CH 2CHCH 3Cl 2-氯戊烷CH 3CH 2CHCH 2CH 3ClCH 3CHCH 2CH 2ClCH 3CH 3CHCHCH 33ClCH 3CCH 2CH 33Cl CH 3CH 22Cl CH 3CH 3C CH 2ClCH 333-氯戊烷3-甲基-1-氯丁烷3-甲基-2-氯丁烷2-甲基-2-氯丁烷2-甲基-1-氯丁烷2,2-二甲基-1-氯丙烷o(1 )o(1 )o(1 )o(1 )o(2 )o(2 )o(2 )o(3 )(2) C 4H 8Br 2共有9个同分异构体:CH 3CH 2CH 2CHBr 2CH 3CH 2CHCH 2BrBrCH 3CHCH 2CH 2BrBrCH 2CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CCH 3BrCH 3CHCHCH 3BrBr (CH 3)22BrBr (CH 3)2CHCHBr 2BrCH 22BrCH 31,1-二溴丁烷1,2-二溴丁烷1,3-二溴丁烷1,4-二溴丁烷2,2-二溴丁烷2,3-二溴丁烷2-甲基-1,2-二溴丙烷2-甲基-1,1-二溴丙烷2-甲基-1,3-二溴丙烷(3) C 8H 10Cl 共有14个同分异构体:1-苯-2-氯乙烷1-苯-1-氯乙烷CH 2CH 2Cl CHCH 3Cl CH 32Cl CH 3CH 2ClCH 3CH 2Clo-甲基苯氯甲烷m-甲基苯氯甲烷p-甲基苯氯甲烷CH 2CH 3ClCH 3CH 3ClCH 2CH 3ClCH 2CH 3Cl CH 3CH 3Clp-氯乙苯o-氯乙苯m-氯乙苯3-氯-1,2-二甲苯4-氯-1,2-二甲苯CH 3CH 3ClCH 33ClCH 3CH 3Cl CH 3CH 3Cl5-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,3-二甲苯4-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,4-二甲苯(二) 用系统命名法命名下列化合物。
第7章卤代烃相转移催化反应临基效应1.下面所列的每对亲核取代反应中,哪一个反应更快,请解释原因。
解:(1)第一个反应更快,因为三级卤代烃比一级卤代烃更易生成稳定的碳正离子。
(2)第一个反应更快,因为一级卤代烃的空间位阻比二级卤代烃的空间位阻小。
(3)第一个反应更快,因为比的亲核性更强。
(4)第一个反应更快,因为硫的亲核性比氮强。
(5)第一个反应更快,因为比更易离去。
(6)第二个反应更快,因为偶极非质子溶剂对反应更有利。
2.芥子气是一种由环氧乙烷及H2S等合成得到的糜烂性毒剂,其主要特征是使人体内一些重要的代谢酶烷基化而失活,从而破坏细胞,造成糜烂。
(1)请解释该毒剂极易使酶烷基化的原因(提示:将酶结构简化为酶-NH2);(2)使用某些漂白剂(如NaOC1)能使芥子气失活,请解释其原因。
解:(1)致毒机理:(2)使芥子气失活机理:3.完成下列反应式,并写出反应机理。
解:反应物是叔氯代环烷,且进行水解反应,即试剂是弱地亲核试剂也是弱碱,因此反应按S N1机理进行。
所得产物是由两个构型相反的化合物组成的外消旋体。
首先是反应物的C—Cl键进行异裂,生成碳正离子中间体,由于带正电荷的碳原子是平面构型,H2O可从平面的两边机会均等地进攻带正电荷的碳原子,生成两种构型相反的醇。
(1)指H2O从带正电荷的碳原子所在平面的前方进攻,得到的产物是(I);(2)指H2O从带正电荷的碳原子所在平面的后方进攻,得到的产物是(Ⅱ)。
4.比较下列各组中两个反应的速率大小,并阐明理由。
解:(1)第二个反应比第一个反应快,因为的亲核性比大。
(2)第二个反应比第一个反应快,因为的亲核性比大。
5.乙烯基环丙烷溴化至少快于1-己烯的溴化300倍。
相反地,这两个烯对芳基硫卤的反应速度是相似的(乙烯基环丙烷仅快2倍)。
能否解释这种差异?反应数据能告诉我们关于产物的结构吗?解:乙烯基环丙烷及溴化1-已烯的反应历程如下:从反应历程可以看出,乙烯基环丙烷与溴反应,形成一个开链的碳正离子,这个碳正离子与环丙基发生共振,因此具有特殊的稳定性。
第七章卤代烃1)卤代烃的系统命名2)饱和碳原子上的亲核取代反应①水解:卤代烃与强碱(稀)的水溶液共热,卤原子被羟基(﹣OH)取代生成醇。
②与醇钠作用:卤代烃与醇钠在相应的醇中反应,卤原子被烷氧基(RO﹣)取代生成醚。
③与氰化钠(钾)作用:卤代烃与氰化钠或氰化钾作用,卤原子被氰基(﹣CN)取代生成腈(R﹣CN)。
④与氨作用:卤代烃与氨作用,卤原子被氨基(﹣NH₂)取代生成伯氨。
⑤卤原子交换反应:在丙酮中,氯代烷和溴代烷分别与碘化钠反应,生成碘化烷。
⑥与硝酸银作用:卤代烃与硝酸银的乙醇溶液反应,生成卤化银沉淀。
3)卤代烃的消除反应①脱卤化氢:卤代烃与浓碱的醇溶液共热反应,生成烯烃。
补:A.查氏规则:氢原子主要从含氢较少的β-碳原子上脱去,生成双键碳原子上连有较多的取代基的烯烃。
B.多卤代烃发生消除反应时,在可能的结构中,优先生成共轭烯烃。
②脱卤素:连二卤代烷与锌粉在乙酸或乙醇中反应,或与碘化钠的丙酮溶液反应,则脱去卤素生成烯烃。
(注:二卤代烷与锌或者钠作用,则发生内偶联,脱去卤原子生成(小)环烷烃)4)卤代烃与金属反应①金属镁:卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,生成烷基卤化镁(格氏试剂)注:格式试剂(强碱)易与含有活泼氢的化合物(酸,水,醇,氨和端炔烃)作用而被分解为烃。
②金属锂:在惰性气体(乙醚,戊烷)中反应,生成烷基锂。
补:A.金属化反应制有机锂——烷基锂与含有活泼氢的化合物反应B.烷基锂与卤化亚铜反应生成二烃基铜锂(R₂CuLi)合成:二烃基铜锂与卤代烷反应生成烷烃。
5)亲核取代反应机理①SN2:一步反应,旧键断裂与新键生成同时进行,不经历中间态碳正离子,产物构型发生了Walden转化。
补:影响因素:A.烷基结构越拥挤,背面进攻越难。
B.离去基团越易离去,越易反应C.极性非质子溶剂D.亲核试剂亲核能力强,体积小易反应②SN1:分步完成,解离成碳正离子,结合亲核试剂,产物外消旋化。
补:影响因素:A.烷基解离后能生成稳定的碳正离子B.亲核试剂无影响,Ag正离子能促进解离C.易离去基团D.极性溶剂注:SN1经历碳正离子,而越稳定的碳正离子越易生成,so常伴有碳正离子重排现象。