本科有机化学 第四章 卤代烷
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第六章卤代烃学习指导:1.卤代烷分类和命名:IUPAC命名法;2.化学性质:取代反应(水解,氰解,氨解,醇解,与硝酸银作用,S N1,S N2历程和影响因素);除反应(脱卤化氢,E1,E2历程);与金属镁反应;3.S N1和S N2两种反应影响亲核取代反应的因素:烷基和卤素的影响;4.E1和E2两种历程,Saytzeff规则;烃基对卤素活泼性的影响;5.双键位置对卤素原子活性的影响。
习题一、命名下列各物种或写出结构式。
1、写出溴仿的构造式。
2、写出的系统名称。
3、写出(Z)-3-甲基-2-乙基-1-氯-1-溴-1-丁烯的构型式。
4、写出的系统名称。
5、写出的系统名称。
二、完成下列各反应式(把正确答案填在题中括号内)。
1、2、()()+()3、4、5、6、三、理化性质比较题(根据题目要求解答下列各题)。
1、排列下列溴代烷在NaOH水溶液中的反应速率快慢次序:(A)Br—CH2CH2CH(CH3)22、将下列化合物按与AgNO3(SN1)醇溶液反应快慢排序:(B)(CH3)3CCl(C)CH3CH2CH2CH2Cl(D)(CH3)2C==CHCl3、将下列化合物按E消除HBr的反应速率快慢排序:(A)(CH 3)2CHCH 2CH 2Br4、指出下列化合物中,按S N 1反应哪一个进行得较快。
(A)(CH 3)2CBrCH 2CH 35、将下列化合物按S N 1反应活性大小排列: (A)CH 3CH =CHCl(B)CH 2=CHCH 2Cl(C)CH 3CH 2CH 2Cl四、基本概念题(根据题目要求回答下列各题)。
1、卤代烷与NaOH 在水与乙醇混合物中进行反应,指出下列情况哪些属于S N 2机理,哪些属于S N 1机理。
1.产物的构型完全转化。
2.有重排产物。
3.碱的浓度增加反应速率加快。
4.叔卤代烷反应速率大于仲卤代烷。
5.增加溶剂的含水量反应速率明显加快。
五、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物。
大学有机化学反应方程式总结卤代烃的亲核取代与消除反应大学有机化学反应方程式总结:卤代烃的亲核取代与消除反应有机化学是研究有机化合物结构、性质和反应的科学,而有机反应方程式则是描述这些有机化合物之间转化的表达式。
在大学有机化学中,卤代烃是一个重要的研究对象,它们可以通过亲核取代和消除反应与其他化合物发生反应。
本文将总结卤代烃的亲核取代与消除反应的反应方程式,以帮助读者更好地理解和应用这些反应。
1. 亲核取代反应亲核取代反应是卤代烃与亲核试剂发生反应的常见方式。
亲核试剂可以是负离子或有机分子。
以下是亲核取代反应的常见类型及其对应的反应方程式:1.1 醇的亲核取代反应醇是一类常见的亲核试剂,在亲核取代反应中起着重要作用。
一个常见的例子是卤代烷和带负电荷的醇负离子进行SN2反应,生成醇取代产物。
其反应方程式如下:RX + OH- → ROH + X-其中,R代表一个有机基团,X代表卤素。
1.2 氨的亲核取代反应氨是另一个常见的亲核试剂,它可以与卤代烃发生亲核取代反应,生成胺取代产物。
以下是氨的亲核取代反应的反应方程式:RX + NH3 → RNH2 + HX其中,R代表一个有机基团,X代表卤素。
1.3 胺的亲核取代反应除了氨,胺也可以与卤代烃发生亲核取代反应。
以下是胺的亲核取代反应的反应方程式:RX + R'NH2 → RR'NH + HX其中,R和R'代表有机基团,X代表卤素。
2. 消除反应消除反应是卤代烃的另一种重要反应类型。
在消除反应中,卤代烃通过引入碱试剂或通过热力条件,失去卤素原子并形成双键或三键。
以下是消除反应的常见类型及其对应的反应方程式:2.1 β-消除反应β-消除反应是一种常见的消除反应类型,其中卤代烃临近卤素的碳上的β位上发生消除反应。
典型的β-消除反应是氢化物消除反应,其反应方程式如下:RX + NaNH2 → R-H + NaNHX其中,R代表一个有机基团,X代表卤素。
卤代烃鉴别引言卤代烃是一类有机化合物,其中的氢原子被卤素(氯、溴或碘)取代。
由于卤素的特殊性质,卤代烃在化学反应中表现出与其他有机化合物不同的行为。
准确鉴别卤代烃对于有机化学实验和工业生产具有重要意义。
本文将介绍几种常用的方法和试剂,用于鉴别不同类型的卤代烃。
1. 银离子试剂法银离子试剂法是最常用的鉴别卤代烃的方法之一。
该方法基于溴离子(Br-)和碘离子(I-)与银离子(Ag+)形成沉淀的不同溶解度。
实验步骤:1.取少量待鉴别的卤代烷溶液,加入少量银离子试剂(如硝酸银AgNO3溶液)。
2.观察是否生成沉淀,并记录其颜色和形态。
结果分析:•若生成白色沉淀,则表示存在氯离子(Cl-),即为氯代烷。
•若生成黄色沉淀,则表示存在溴离子(Br-),即为溴代烷。
•若生成黄色沉淀,并在阳光下变黑,则表示存在碘离子(I-),即为碘代烷。
2. 碱溶液法碱溶液法是用于鉴别卤代烃的另一种常见方法。
该方法基于卤代烃与氢氧化钠(NaOH)或氢氧化银(AgOH)反应生成相应的卤化物盐的溶解度差异。
实验步骤:1.取少量待鉴别的卤代烷溶液,加入少量稀碱溶液(如氢氧化钠NaOH或氢氧化银AgOH溶液)。
2.观察是否生成沉淀,并记录其颜色和形态。
结果分析:•若生成白色沉淀,则表示存在氯离子(Cl-),即为氯代烷。
•若生成黄色沉淀,则表示存在溴离子(Br-),即为溴代烷。
•若生成黄色沉淀,并在阳光下变黑,则表示存在碘离子(I-),即为碘代烷。
3. 明胶试剂法明胶试剂法是一种用于鉴别卤代烃的快速方法。
该方法基于卤代烷与明胶溶液反应生成不同颜色的络合物。
实验步骤:1.取少量待鉴别的卤代烷溶液,加入少量明胶溶液。
2.加热溶液至沸腾,观察溶液颜色的变化。
结果分析:•若溶液变为淡黄色,则表示存在氯离子(Cl-),即为氯代烷。
•若溶液变为橙黄色,则表示存在溴离子(Br-),即为溴代烷。
•若溶液变为红棕色,则表示存在碘离子(I-),即为碘代烷。
4. 红磷试剂法红磷试剂法是一种用于鉴别卤代烃的特殊方法,适用于区分氯代烷和其他卤代烷。
卤化反应知识点总结高中一、概念1.1 卤化反应卤化反应是指有机化合物中含有卤素原子发生的一类化学反应。
卤素包括氯、溴、碘和氟等,它们在有机化合物中往往展现出特殊的化学性质,因此引起了有机化学家的广泛关注。
1.2 卤代烷卤代烷是一类含有卤素原子(如氯、溴、碘)的有机化合物。
它们的分子结构中卤素原子直接连接在碳原子上,形成了C-X 键,其中 X 代表卤素原子。
常见的卤代烷有氯代烷、溴代烷和碘代烷等。
二、机理2.1 亲核取代反应在卤化反应中,最常见的是亲核取代反应。
亲核取代反应是一种在卤代烷的分子中,有一个亲核试剂进攻了卤代烷分子,取代了一个卤素原子的反应。
亲核试剂可以是氢氧根离子、氢氧根离子还原后的OH、CN 等。
在 SN1 机理中,亲核试剂和卤代烷发生竞争评价,通常以过量的亲核试剂为主。
在 SN2机理中,亲核试剂和卤代烷一起进行反应,这样生成的取代产物中两种异构体并存。
2.2 卤代烷的活性卤代烷的活性是指卤代烷分子中 C-X 键的极化程度。
一般来说,氟代烷 > 溴代烷 > 氯代烷 > 碘代烷。
这是因为卤素原子的电负性随原子序数的增加而递增,因此 C-X 键的极化程度也会随着增大。
活性的卤代烷易于发生亲核取代反应,而不活性的卤代烷则相对惰性。
因此,不同活性的卤代烷在进行卤化反应时会表现出不同的反应速率和产物构成。
三、特点3.1 亲核试剂的选择在进行卤化反应时,需要选择合适的亲核试剂来实现反应。
一般来说,对于不同的卤代烷活性,选择的亲核试剂也会有所不同。
同时,一些亲核试剂还需要配合溶剂、温度等条件,才能够有效地进行反应。
3.2 立体化学卤化反应中还涉及到立体化学的问题。
在 SN1 机理中,由于离子是在分子内部形成的,因此不会发生立体异构体的生成。
而在 SN2 机理中,取代产物往往会形成两种可能的异构体。
另外,还有一种叫做消旋化学的问题。
由于反应中涉及到手性碳原子的取代,因此当卤代烷存在手性时,反应产物也会涉及到手性物质的生成。
第二章 烷烃1. 化合物A (C 6H 12),在室温下不能使高锰酸钾水溶液裉色,与氢碘酸反应得B (C 6H 13I )。
A 氢化后得3-甲基戊烷,推测A 和B 的结构。
答案:第三章 立体化学20. 有一旋光化合物A (C 6H 10)能和Ag(NH 3)2NO 3作用生成白色沉淀B (C 6H 9Ag),将A 经过催化加氢,生成C (C 6H 14),C 没有旋光性,试写出A 的Fischer 投影式,B 和C 的构造式 答案:CCH 2CH 3CH 3HCH CCH 2CH 3H H 3CCH A:B:CH 3CH 2CH(CH 3)CCAgCH 3CH 2CH(CH 3)CH 2CH 3C:第四章 卤代烷2:化合物分子为C 8H 17Br ,用EtONa/EtOH 处理生成稀烃B ,分子式C 8H 16,B 经过臭氧化、锌/水处理生成C ,催化氢化时吸收1mol H 2生成醇D ,分子式C 4H 10O ,用浓硫酸处理D 主要生成两种稀烃的异构体E 和F ,分子式为C 4H 8,试推测A 到F 的结构。
答案:A: B:C: D:E+F: +第五章 醇和醚3. 化合物A (C 5H 12O )在酸催化下易失水成B ,B 用冷、稀KMnO 4处理得C (C 5H 12O 2)。
C 与高碘酸作用得CH 3CHO 和CH 3COCH 3,试推测出A 、B 、C 的结构。
答案:A:CH 3CCH 3CH 2CH 3CH 3CCH 3CHCH 3CH 3CCH 3CHCH 3B:C:4. 化合物,分子式为C 8H 18O ,常温下不与金属钠作用,和过量的浓氢碘酸共热时,只生成一种碘代烷,此碘代烷与湿的氢氧化银作用生成异丁醇,试写出该化合物的结构式。
答案:CH 32OCH 23CH 3CH 3第六章 稀烃5. 有两种分子式为C 6H 12的烯烃(A )和(B ),用酸性高锰酸钾氧化后,(A )只生成酮,(B )的产物中一个是羧酸,另一个是酮,试写出(A )和B )的结构式。
第四章(一)教材练习题答案4-1 (1)反-1,4-二氯环己烷(2)(2S,3R)-1,2,3-三氯丁烷(3)R-2-氯-2-溴丁烷(4)1-甲基-2-氯环戊烷4-2 (1)因氯代环己烷分子极性高于环己烷,故沸点高。
(2)含有三氯原子。
4-3 (1)(2)(3)(4)CH3CH2CH2OH CH3CH2OCH3CNCH3CHCH3SH4-4 1.(1)CH3CHCH2CH3CH3CH2CH2CH2 CH3CCH3CH3+++>>(2)CH3+>>+CH2+2.CH3CH2Br CH3CH2CH2Br CH3CHCH2BrCH3CH3CCH2BrCH3CH3G为:CH3CH3CH2H3CHCCH3H3CCCH3CH33.这些基团对反应速度的影响与他们的体积有关,由溴甲烷到新戊基基溴,随着基团G的体积增大,反应速度减小。
4-5 1.碳正离子(1)和(3)发生重排的动力在于,经重排可以从较不稳定的仲或伯碳正离子得到较稳定的叔碳正离子。
碳正离子(1)氢迁移后可得到叔碳正离子,而如果甲基迁移将得到仲碳正离子。
因为碳正离子的稳定性是叔>仲,所以是氢迁移得到较稳定的叔碳正离子。
2.+CH3CCH2CH3CH3+CH3CH2CHCH3 +CH3CHCCH3CH34-6 溴代新戊烷是伯卤代烷,若发生S N 2反应,由于体积大的叔丁基的影响,阻挡了亲核试剂的背后进攻,难以发生构型翻转,故按S N 1机理反应。
4-7 1.+(CH 3)4N CH 33 2.CH 3CH 2CH 2CHCNCl3.对于S N 1反应,卤代新戊烷是伯卤代烷,不易形成碳正离子;而由于中心碳原子连接体积大的叔丁基阻挡了亲核试剂的背后进攻,使构型翻转形成S N 2的过渡态也同样不容易,所以卤代新戊烷的亲核取代反应速度很慢。
4-8 (1) HO - > RO - > HS - (2)Cl - > Br - > I - 4-9 (1)CN - > Cl - > Br - > I - (2)RO - > HO - > HS -3-10 CCCH 3CH 2CH 3H 3CH(二)教材习题答案1.(1)CF 2Cl 2 (2)ClCH 2CH 2Ph (3)HICH 3CH 2CH 2CH 2CH 3(4) (CH 3)3CCH 2Cl (5) CH 3CH 2MgBr2.(1)5-甲基-3-氯甲基-2-溴辛烷 (2)5-丁基-5-氯壬烷 (3)(2S ,3S )-2,3-二氯丁烷 (4)(2R ,3S )-2-氯-3-溴戊烷 3.HOCH 3CH 3CH 2CH 3+(CH 3)3CCH 2OCCH 3(1)O(2)CH 3CH 2CH CCH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3NCH 33(3)(4)CH 3(H 3C)3C (5)(6)H 2CCHCH 2CN4.(1)第二个快,S N 2机理,RI > RCl ;(2)第一个快,S N 2机理,碳上有支链空阻大; (3)第一个快,S N 2机理,烯丙基卤 》烷基卤; (4)第一个快,S N 2机理,亲核能力SH ->OH -;(5)第二个快,S N 2机理,非质子性溶剂有利于反应; (6)第一个快,S N 1机理,叔卤烷>仲卤烷。
再谈卤代烃命名摘要:卤代烃中卤代烷命名规则不一致,表现为卤原子编号规则不一致,多种取代基时排列规则顺序不一致。
规范卤代烷命名。
解决方法为:在视卤原子为取代基的前提下,同时遵守“最小和原则”、“次序原则”和“最低系列原则”。
关键词:卤代烷;卤原子角色定位;命名原则。
1.问题的提出笔者原先在普通高中教授化学,后调入劳动技工学校教授化工专业的化学课。
在教学过程中发现,有机化学中的卤代烷存在着命名规则不一致、命名混乱的现象。
于是笔者便搜集了相关的有机化学教材进行比较,发现各个教材在卤代烷命名规则问题上的分歧主要表现为两个方面:⑴卤原子的编号不一致(碳链编号不一致);⑵有多个取代基时,取代基的先后顺序不一致。
例如对卤代烷的命名,不同的教材给出了不同的命名:①吕以仙版《有机化学》给出的名称为:3-甲基-5-氯庚烷。
②刑其毅版《有机化学》给出的名称为:5-氯-3-甲基庚烷。
③汪小兰版《有机化学》得出的名称为:3-氯-5-甲基庚烷。
同一化学物质依据不同的教材分别得出了三个不同的名称。
通过对比以上三个名称可知,①和②体现出了卤代烷有多个取代基时,取代基命名先后顺序的问题;①、③与②、③则体现出了卤素原子编号不一致的问题。
针对以上两个问题的出现,笔者试分析原因如下:2.造成卤代烷命名混乱的原因2.1 卤原子的编号不一致(碳链编号不一致)问题:在不同的教材中,碳链的编号有两种说法要求:①从距离卤原子近的一端开始编号;②从距离取代基近的一端开始编号。
汪小兰版《有机化学》中卤代烷的命名规则是“编号从距离卤原子最近的一端开始”。
吕以仙版《有机化学》中卤代烷的命名规则是“卤素和其他侧链作为取代基,并以最小数字表示卤素的位次”,由此可知他们是力主①的;而在郭耀听版《有机化学》中则为“卤原子和其他支链作为取代基,一般从离取代基较近的一端给主链编号。
”可以看出郭耀听则是力主②的。
以上两种说法的分歧点在于卤原子在卤代烷中的身份地位问题。
第六章卤代烃
6.2 卤代烷的物理性质
卤代烷的物理性质简介
z物态:一般为液体,高级为固体,少量为气体z比重:一般d > 1, 一氯代物通常d < 1
z溶解度:不溶于水,易溶于有机溶剂
z其它:多卤代物一般不燃烧
S
2亲核取代反应——构型反转
N
¾空间位阻效应:α−碳上支链越多,S
N
2
S N 2反应:CH
3
X > 伯卤代烷> 仲卤代烷
本章小结:掌握以下内容¾卤代烃的结构、命名
¾卤代烃的亲核取代反应(S
N 1,S
N
2):水解,醇解,胺解,
与NaCN反应制备腈,AgNO3的醇溶液反应
¾卤代烃的消除反应(E1,E2): 消除反应的Saytzeff取向¾乙烯型和苯基型卤代烃的结构特点及反应活性
¾稀丙型,苄基型卤代烃的结构特点及反应活性
¾Grignard试剂的制备,反应及其在合成上的应用
¾卤代烃的制备。