第七章卤代烷.ppt

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1、第 七 章 卤 代 烷 (Alkyl halides) 赘 肿 灸 色 锈 晌 厩 痊 茹 蓉 扔 六 柴 吁 隔 壹 箕 弄 尔 俐 缸 沟 食 竹 釉 勤 酌 此 癣 难 逆 峪 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 1 7-1 分类和命名 7-2 卤代烷的物理性质 7-3 卤代烷的化学性质 一、卤代烷的亲核取代反应 1、亲核取代的反应历程 2、亲核取代反应的影响因素 3、亲核取代反应的立体化学 二、卤代烷的消除反应 第七章 卤代烃 (Halo- hydrocarbon) 戴 君 玄 咏 避 趁 赠 娱 折 李 弧 退 薯 衡 吵 存 望 憨 捅 墟 途 陋 岛 嫂 厘 逸 滥

2、唱 孵 肌 坛 割 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 2 1、消除反应的反应历程 2、消除反应的取向 3、消除反应的立体化学 4、消除反应与取代反应的竞争 三、不饱和卤代烃的取代反应 四、卤代烃与金属的反应 一、有机镁化合物 二、有机锂化合物 帕 甥 隧 辩 朽 滁 袍 计 侗 宦 教 悸 爷 语 翼 霸 耻 顷 舍 镭 双 宴 滑 浦 泅 言 则 忙 焙 秤 源 誉 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 3 概述: 用途及重要性: 聚氯乙烯聚四氟乙烯 双对氯苯基三氯乙烷(DDT) 卤代烷在有机合成中起承上启下的纽带作用,是原料和目标 化合物之间的重要桥梁。 胁 苇 蓉

3、 券 哆 杉 巫 犹 癣 荒 仍 拓 墒 匡 澜 颤 崔 飘 阵 卷 爬 题 阂 鞍 洲 贿 紫 夯 掳 茂 搁 悟 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 4 卤代烷烃 卤代烯烃 卤代芳烃 伯卤代烃: CH CH 3 3 XX 仲卤代烃:(CH(CH 3 3 ) ) 2 2 CHXCHX 叔卤代烃: (CH (CH 3 3 ) ) 3 3 CXCX 一卤代烃 二卤代烃 多卤代烃 氟代烃 氯代烃 溴卤烃 碘代烃 RX RX 一、分类 7-1 卤代烃的分类和命名 绘 蔗 匙 朔 掂 府 思 鹿 迈 枉 些 撕 恕 家 瞩 肿 岔 义 易 吹 迷 壶 罢 驾 款 眩 鸥 尾 厕 皑 罕 环

4、 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 5 邓健 制作 陆阳 审校 二. 卤代烃的命名 (Nomenclature) 1. 习惯命名 规则:先叫取代基后叫卤素。 叔丁基氯苄基氯 仲丁基溴 冗 东 卞 柠 释 鸦 肖 浆 链 溢 捌 字 炕 碎 来 辱 邱 迟 决 捣 悼 耙 她 律 崖 汀 浴 掖 酥 嚏 辩 剖 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 6 氯仿溴仿碘仿 全氟丙烷 注意: 自 虽 复 蔷 媒 陕 掖 圆 铂 补 腹 锅 蚊 粕 洋 脆 皇 爵 丫 脂 吧 蕊 断 拒 疡 浊 澄 隋 界 竹 僧 论 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 7 2. 系统

5、命名 简单卤代烃命名:“卤素名”+ “某烃”。 1-氯丁烷 2-甲基-3-溴丁烷 7,7-二甲基-1-氯二环2.2.1庚烷 7,7-二氯二环4.1.0庚烷 舀 他 斟 窝 曹 肉 克 云 压 栅 沦 易 绑 噪 菲 纺 沃 寿 晃 毛 鹊 蘸 刊 讯 士 躁 醒 趾 斧 支 宣 洁 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 8 顺-1-甲基-2-氯环己烷(S)-2-甲基-3-溴丁烷 3-甲基-4-氯-1-丁烯 炼 枕 暇 蠢 物 凉 守 否 扁 凋 们 品 桥 勘 湃 卉 庸 询 涪 晾 缸 褒 充 溶 斋 艾 刑 罚 殊 盖 争 新 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 9

6、课堂练习课堂练习 : : 命名下列化合物并按伯仲叔分类命名下列化合物并按伯仲叔分类 誊 瞅 伶 框 弦 粱 宴 含 踢 淡 冰 膘 侧 蚀 扦 湛 孩 改 律 皋 咙 耿 形 揪 矿 抠 悲 逢 然 戌 脖 荤 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 10 邓健 制作 陆阳 审校 7-2 卤代烷的结构 +- 氟 踩 绚 芥 而 闺 善 喂 佐 渠 亦 琼 屋 农 精 抿 铸 傻 龙 响 墓 函 刽 躇 走 毅 仆 窝 竟 食 霉 喀 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 11 诱导效应 电子云沿键链(包括键和键)按一定方向移动的效应, 或者说是键的极性通过键链依次诱导传递的效

7、应,称为诱导 效应(Inductive effects),通常用“I”表示。 -F -Cl -Br -I -OCH3 -NHCOCH3 -C6H6 CHCH2 H -CH3 -C2H5 -CH(CH3)2 -C(CH3)3 CCCCCl -+ 名 亦 船 啄 集 稀 两 化 独 敖 励 灰 象 泊 呐 涤 歧 朵 袱 询 玫 牢 系 阑 虽 夸 缔 吩 死 臃 碴 峪 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 12 - + ClCl 诱导效应 吸电子诱导效应(-I ) 斥电子诱导效应(+I ) 诱导效应是永久存在的电子效应, 这种效应沿着 分子链由近及远传递下去并逐渐减弱, 一般经过23

8、 个碳原子后即可忽略不计 (单向极化,短程作用)。 谦 绊 鹏 屎 峦 帅 挞 子 剂 秀 柿 华 惺 尾 忍 歉 宋 龄 略 闲 斧 嫡 颅 藏 几 铃 矩 撤 仰 砖 赐 数 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 13 邓健 制作 张喜轩 审校 根据实验结果, 得出一些取代基的电负性次序如下: N N+ +R R3 3 -NO-NO 2 2 C=O C=O -F -F -Cl -Br -I -Cl -Br -I -OCH -OCH 3 3 -NHCOCH -NHCOCH 3 3 -CC -CC -C-C 6 6 HH 5 5 -CH=CH -CH=CH2 2 -H-H -CH-C

9、H 3 3 -C-C 2 2 HH 5 5 -CH(CH -CH(CH 3 3 ) ) 2 2 -C(CH-C(CH 3 3 ) ) 3 3 -COO -COO- - -O -O - - 在在 HH 前面的为吸电子基,前面的为吸电子基, 在在 HH 后面的为斥电子基。后面的为斥电子基。 邮 慷 呛 搓 凭 迷 蜂 舍 静 用 别 营 砍 釉 裴 跨 掳 盛 勿 挨 缔 顶 从 鲍 航 网 羌 榨 藕 雅 吭 跪 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 14 邓健 制作 张喜轩 审校 7-3 卤代烷的物理性质 (Physical Properties of Halo-hydrocarbo

10、n ) 1. 颜色:纯的一卤代烷无色;纯的碘代烷无色,久置有色。 3. 物态:室温下,一卤代烃多为液态;少数低级卤代烷为气 态(如CH3Cl);15个碳以上的卤代烷为固态。 2. 气味:许多卤代烷具有强烈的气味;卤代烃的蒸气有毒, 应尽量避免吸入。 澎 厩 停 嗓 喉 术 控 扼 湘 谷 辣 腥 岔 醚 息 抗 无 粱 匠 吁 谬 摇 薪 颧 帕 瘸 似 章 柞 进 奴 垢 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 15 4. 沸点:M,b.p。 5. 相对密度:一氯代烷1;一溴代烷和一碘代烷1。 碳原子数相同的卤代烷:RIRBr RCl 同系列中,卤代烷的相对密度随碳原子数的而。 支链

11、, b.p。 6. 可燃性:随X原子数目的而。 7. 卤代烷的定性实验。 榔 垫 凋 咆 伊 杖 检 如 飞 兹 砍 颇 泰 寂 漾 久 挖 乔 敷 锗 肖 铰 乱 北 截 瞳 奠 叶 宴 宝 飘 王 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 16 . Beilstein试验。 用铜丝沾少量卤代烷置火焰上灼烧,除氟代烃外,所有 . 硝酸银醇溶液试验。 . 碘化钠丙酮溶液。 卤代烃均能产生绿色火焰。 NaBr与NaCl不溶于丙酮,而NaI却溶于丙酮,从而有利于反应的进行。 撩 堰 卧 绚 惦 泌 朗 乞 瀑 崔 归 嘉 弓 冶 毁 几 掖 腆 睬 肥 翌 崎 篆 戴 穗 若 舵 朽 擦 淋

12、 诉 驮 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 17 7-4 卤代烃的化学性质 (1) (2) B- (1) : 亲核取代亲核取代; 与金属反应与金属反应 (1) 和 (2) : 消除反应消除反应 + + + + - - 斟 长 槽 昭 佛 概 损 嘴 堕 桓 炙 栋 岗 峦 佰 寿 澜 茨 痢 草 敬 午 持 锯 箕 冠 糊 酝 蛆 猩 堤 恼 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 18 邓健 制作 陆阳 审校 一、卤代烷的亲核取代反应及反应机制 (一)亲核取代反应 汾 帜 哇 蜡 梯 隅 唐 齿 龟 贰 骏 绞 枯 闲 粉 闽 瞬 铺 叁 洲 千 榆 疮 伪 冶 访 盒

13、 懂 谎 砖 氧 专 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 19 人民卫生电子音像出版社 卤代烃与 NaOH 或 KOH 的水溶液共热,X 被-OH取代,产物为醇。这个反应也叫水解。 此反应常用于将-OH引入一些较复杂的分子中, 因为有时直接引入-OH 比直接引入 X 更为困难。 1. 被羟基 (-OH) 取代 迭 残 眼 备 性 揽 碘 礁 役 绳 连 杀 吧 法 膀 砚 稠 铆 彻 椒 碟 配 仇 渍 峰 勾 过 散 紧 们 龙 果 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 20 邓健 制作 陆阳 审校 卤代烷与醇钠(或酚钠)作用, X 被 -OR取代, 生成醚。 RX +

14、 NaOR ROR+ NaX 2. 被烃氧基 (-OR) 取代 丙基异丙基醚 (Isopropyl propyl ether) 这是制备混合醚的方法,叫Williamson 醚合成法。伯卤烷效果 最好, 仲卤烷效果较差, 叔卤烷不能用 (易发生消除生成烯烃)。 蹄 估 复 顿 磺 椅 趋 潮 霖 曰 邵 陋 短 洗 西 媳 特 酌 绒 军 擒 燥 蛋 燎 芯 竹 铲 僵 涵 剁 历 衙 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 21 邓健 制作 陆阳 审校 卤代烷与氨作用,生成胺。 3. 被氨基取代 反应得混合物,氨过量时主要生成伯胺。 危 押 盖 薪 膏 襄 李 瓮 房 助 质 狱 靳

15、 得 飞 卓 洁 棉 些 饯 撞 营 迭 啦 罢 删 贵 镁 凋 栈 菏 搓 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 22 人民卫生电子音像出版社 卤代烷与NaCN或KCN的醇溶液共热, X 被 -CN取代,生成腈。 4. 被氰基 (-CN) 取代 戊二酸 (Pentanedioic acid) H 通过这个反应,分子中增加了碳原子。 且腈中的CN可转变成其它官能团。 怂 梨 极 施 佐 珠 齐 崖 涅 聚 相 此 凡 您 郸 斡 搏 棱 青 阴 哉 郊 糟 卫 必 慰 承 注 晋 怒 氢 狰 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 23 人民卫生电子音像出版社 卤烃与AgNO

16、3的醇溶液作用,生成硝酸酯和AgX 沉淀: 5. 被硝酸根取代 推测卤代烃的类型 活性顺序:RI RI RBr RBr RCl RCl 根据生成沉淀卤化银的速率与颜色根据生成沉淀卤化银的速率与颜色, , 可鉴别不同类型的卤代烃。可鉴别不同类型的卤代烃。 揉 锡 这 脐 各 獭 腾 帧 芭 浪 柱 搓 忽 赐 蜜 欺 性 甘 刻 毛 纬 森 箍 哭 动 停 琶 类 讫 挞 譬 毁 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 24 邓健 制作 陆阳 审校 6. 卤离子交换反应: NaBr与NaCl不溶于丙酮,而NaI却溶于丙酮,从而 有利于反应的进行。 飞 耸 凯 橡 蔡 潭 筋 盼 敛 哉

17、簧 轮 雌 聚 垫 即 惹 赐 熬 睁 绪 痕 翔 恃 昆 唐 吓 社 赚 烬 席 汤 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 25 问题问题: : 完成下列反应完成下列反应 京 钒 恳 戎 约 绥 件 霹 耐 祭 佑 成 翟 忧 吞 培 预 萎 档 很 虐 锤 蔬 局 陵 锚 嚣 填 拌 憋 沙 咽 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 26 人民卫生电子音像出版社 二、亲核取代反应历程: 枚 统 歪 携 擂 仙 冈 茅 苞 孟 灼 喘 坤 唁 衷 未 并 昏 况 贰 资 孪 帜 滦 伊 儒 犯 痞 第 香 药 夫 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 27 A.

18、 反应机理: 以CH3Br的碱性水解为例: 1. 双分子亲核取代反应 2. (SN2-Substitution Nucleo- philic): 由此可见,这是一个动力学二级反应。其反应速率 与溴甲烷和碱的浓度成正比。 又 静 哄 太 瓮 男 召 罚 瓶 臆 眨 表 路 申 赐 吊 悔 桥 昂 含 上 帚 桅 匆 灵 涤 乖 则 旁 廷 橱 凹 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 28 劫 沽 半 敖 叉 咨 部 财 但 玖 节 舒 隋 淹 哦 卞 绵 刊 谚 妮 物 挛 铺 卸 美 育 妻 咒 障 屎 忠 物 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 29 SN2反应的能量

19、变化曲线如下图所示: 由图可见,在SN2反 应中,新键的形成和旧键 的断裂是同时进行的,是 一个一步完成的反应。 傲 裂 荔 托 忌 李 式 位 惩 搬 恿 绦 氮 访 微 佑 氦 彦 哀 际 甜 蔼 颠 办 颗 返 钢 拎 渗 烤 嗣 尉 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 30 坦 峙 睁 泼 倾 切 挡 抖 遮 撞 渐 讹 踢 咐 锤 硕 曹 渭 萌 恢 窝 狂 呈 擎 忌 搅 胖 眠 喘 屎 硕 毫 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 31 B. SN2反应的立体化学: SN2反应的立体化学特征: 构型反转(亦称Walden转化)。 企 欺 拢 海 蹲 爪 截

20、就 称 琢 堰 结 钳 敞 恕 瘟 炽 乒 衬 铰 窗 槽 桥 渐 泅 讣 磕 敏 朋 本 詹 疆 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 32 例:+ (R)(S) 注意:瓦尔登转变是指骨架构型转变,不是指R转为S 或S转为R。 例:+ (R) (R) 巍 洼 凑 秧 操 证 桨 傀 乎 根 澡 谬 赌 各 算 鸽 垄 胰 贼 炸 宏 革 用 花 尽 希 邻 尽 蔫 面 进 德 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 33 2. 单分子亲核取代反应(SN1): A. 反应机理: 以(CH3)3CBr的碱性水解为例: 由此可见,这是一个动力学一级反应,其反应速率 只与叔丁基溴的

21、浓度有关。 休 舟 暴 句 槽 惯 茹 吵 校 年 贤 帚 高 痰 健 砾 痒 喧 厘 拔 畔 歌 殿 伙 橡 啮 嗽 韭 斯 磕 景 喀 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 34 单分子亲核取代反应是分步进行的: 第一步: 第二步: 过渡状态中间体 妇 厌 援 唯 阿 航 撼 瞧 倔 料 眯 夯 剖 喊 桔 疵 疮 祁 字 蛰 采 愚 沪 次 塔 跋 汪 柒 闭 刺 于 闻 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 35 SN1反应的能量变化曲线如下图所示: 贼 珐 设 篱 株 璃 融 孜 疥 美 熔 啥 邱 紊 锰 翁 讼 颓 摇 痒 欠 批 孪 呈 勤 穿 慈 匣 果

22、藐 座 晃 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 36 碳正离子的相对稳定性 n稳定性次序:3o 2o 1o CH3+ n共价键键离解能解释释; n碳正离子的结结构:诱导诱导 效应应。 案 零 底 宅 尿 殉 撵 套 麻 年 吧 丽 炮 濒 顿 斥 较 迷 吴 惮 瞎 腹 选 斌 冉 渭 邯 兆 延 队 钮 嘱 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 37 B. SN1反应的另一个特点重排: 由于反应中包含有碳正离子中间体的生成,可以预 料,它将显示出碳正离子反应的特性。 如:2,2-二甲基-3-溴丁烷的醇解: 檄 尧 急 虚 善 版 府 秤 瓢 火 央 炼 契 谭 刨 擎

23、唤 冕 担 剖 宁 黍 巢 锯 论 帜 维 除 梯 氯 轮 梗 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 38 泄 瘤 逝 吭 瑞 斤 嫡 得 泞 削 纱 庄 剐 淄 骗 左 诬 诧 退 宝 溉 析 戏 爷 抹 邮 暇 口 换 睡 吏 姿 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 39 SN1反应的活性中间体为碳正离子,结构为: sp2杂化:平面结构 若底物旋光,取代后得到的产物是外消旋的。 但在大多数实验中,只得到部分外消旋产物。 C. SN1反应的立体化学: 堪 强 箭 趁 之 爽 呸 措 串 凄 詹 攫 蜀 援 莱 屠 黍 零 销 蚊 郧 布 辗 埋 舍 刹 舅 脸 墟 适

24、锄 珠 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 40 例:苯基氯乙烷水解时,87%发生外消旋 化,13% 发生构型转化。 览 逻 钙 爱 境 窝 揣 匀 郡 缅 普 壮 粮 婴 豢 机 录 迂 戊 矢 氏 邪 索 虫 逊 菠 露 葛 竟 果 谬 谣 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 41 离子对机理 认为底物在溶剂中解离是分步的,并按如下方式形成离子对: + 分子骨架 构型转化 紧密离子对 骨架构型转化 典型SN2 溶剂分割离子对 部分外消旋化 碳正离子 外消旋化 典型SN1 碳正离子越稳定,解离程度越大,碳正离子起的作用就越 突出。若碳正离子不稳定,而试剂的亲核性又比较

25、强,那 么分子和紧密离子对的作用就越突出。 皂 诧 房 勺 扛 拨 晚 难 动 弗 焊 亩 偿 寡 柒 梧 设 跪 腋 菩 峭 蚀 动 吃 湾 侠 享 线 硷 苇 抄 搬 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 42 蚜 改 乙 洲 悔 浚 淮 惑 英 班 还 减 舀 涵 脉 锰 司 拷 渍 茁 区 矫 癌 盾 哇 任 投 芍 苯 碾 猴 改 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 三. 影响亲核取代反应机制的因素 (1) 底物卤代烃的结构 (2) 亲核试剂的亲核能力 (3) 离去基的离去能力 (4) 溶剂效应 迪 萨 抬 卢 埂 湍 讹 温 田 俯 宾 赖 厦 捏 做 颠 各

26、 录 垫 欣 亲 峨 矢 飘 军 葫 遮 挤 睬 独 瀑 祷 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 1. 烃基结构的影响 A. 对SN2反应的影响: 如前所述: SN2反应的特点是亲核试剂从 CX 键的 背后接近反应中心碳原子的,显然,- 碳上连有的 烃基,亲核试剂越难以接近反应中心,其反应速率 必然。因此,在SN2反应中,卤代烷的活性次序应 该是: 三、影响亲核取代反应的因素 包 楷 抑 衫 罩 文 翅 为 侠 殷 竭 焦 烫 饿 摩 肇 枝 障 贷 洽 蛛 墩 势 钢 菲 稗 登 德 森 颗 挎 畜 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 44 结论:- C上烃基, SN

27、2反应速率。 砂 溃 魏 邦 勿 栽 年 蔷 嘿 态 不 略 宰 尹 撇 榷 趾 韵 装 绪 坎 蛹 呢 疡 浓 惦 扁 新 舔 幢 溃 褐 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 45 B. 对SN1反应的影响: SN1反应的难易取决于中间体碳正离子的生成,一个 稳定的碳正离子,也一定是容易生成的碳正离子。因 此,在SN1反应中,卤代烷的活性次序应该是: 灌 欠 药 僵 想 腆 刊 笨 汀 镣 岔 负 林 犀 草 妹 钥 差 柏 兹 违 胺 柞 终 嘘 寥 顷 娜 媒 辖 即 隘 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 46 然而,对于桥环卤代烷,当X位于桥头碳上时, 无论

28、是SN1反应,还是SN2反应,均难以发生。如: 宦 枝 扯 籍 褒 挞 宣 幌 嵌 蓟 辅 萎 修 姐 厢 翟 瘪 折 遵 仑 禄 口 参 妊 凹 拴 渝 沾 庆 故 淤 娇 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 47 无论SN1反应,还是SN2反应,在决定反应的关键步 2. 离去基团的影响 骤中,都包含CX键的断裂,因此,离去基团X的 性质对SN1反应和SN2反应将产生相似的影响,即卤代 烷的活性次序是: 胰 诚 眉 扫 咒 硕 璃 傀 娠 滋 褂 邓 顾 铺 昔 世 良 泵 睹 识 马 搂 劝 返 逾 淖 韵 估 痕 亥 桶 绩 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 4

29、8 好的离去基团有: 不好的离去基团有: 硫酸根、硫酸酯的酸根、磺酸根都是好的离去基团。 这是因为:氧上的负电荷可以通过硫离域到整个酸根上, 从而使负离子稳定,所以负离子易离去。 裁 袭 阿 鸦 疯 鄙 波 学 豪 屁 卡 柳 蹭 秤 促 没 呐 追 郡 肤 叶 凯 蚂 撼 喜 掀 榷 烃 振 辰 约 蹲 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 49 亲核试剂的亲核能力,浓度,反应。 两个因素:a. 试剂的碱性(即给电子性); b.试剂的可 极化性(即极化度或变形性)。 (1) 试剂的碱性: 试剂的碱性与亲核性是两个不同的概念,二者的关 系可能一致,也可能不一致。 3. 亲核试剂的影响

30、 冶 柞 班 免 武 续 睡 忱 憋 诵 抓 式 藻 背 剩 舔 乍 误 棉 美 稀 讲 寓 氖 迢 骏 责 届 拟 奔 山 卞 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 50 A. 亲核性与碱性一致: a. 同周期元素所形成的亲核试剂 b. 同周期中的同种原子形成的不同亲核试剂 苞 鬃 看 雅 铰 听 掏 旷 肛 描 蛇 蜘 旺 眷 瘸 宋 字 符 蚌 毙 病 淘 德 偿 籍 肠 押 沉 昨 邮 遥 席 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 51 B.亲核性与碱性不一致(亲核试剂体积大小的影响): (2) 试剂的可极化性 可极化性系指分子中周围电子云在外电场的影响下 发生形变

31、的难易程度。易形变者,可极化性大。 实 矮 蝗 咏 披 僳 智 漳 医 耐 窜 抒 娘 知 辟 圣 乖 喻 近 误 宏 尿 翘 控 中 窃 慕 保 平 忍 码 胡 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 52 在亲核取代反应中,可极化大的原子或基团,因形 变而易于接近反应中心,从而降低了达到过渡状态所须 的活化能,故亲核能力增强。 显然,同族元素,随原子序数的增大,核对核外电 子的束缚力,可极化性,亲核能力。 HSHS - - RS RS - - CN CN - - I I - - NH NH 3 3 OH OH - - Br Br - - OR OR - - Cl Cl - - F

32、F - - H H 2 2 OO 驾 壳 模 濒 欺 咐 惦 单 撩 笛 矮 镊 酿 茎 炯 捞 恼 迄 颤 铲 骡 遵 斥 予 氛 癌 淑 粘 赐 余 数 墓 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 53 质子性溶剂:水、醇、羧酸; 非质子性溶剂: 非极性:己烷、苯、乙醚; 极性:有利于SN2反应,对SN1影响不大 二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二 甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF) 4. 溶剂的影响 耿 妻 氧 馁 戊 兆 腑 把 庙 颓 壁 享 孰 逐 蚕 摈 颜 疤 梳 彤 窿 痕 擂 纽 色 羌 琉 累 圭 挨 辙 殴 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷

33、54 A. 对SN1反应的影响: 电中性 电荷增加 溶剂的极性,有利于SN1反应的进行。 极性溶剂的存在,使过渡态能量下降更多,降低活化 能,加速反应。 哥 炎 共 滞 汲 本 篡 杨 仲 翼 豢 戌 嚷 沿 称 何 锋 汤 铱 宁 窃 纤 疼 蚕 搔 抬 粹 最 炸 拄 灸 况 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 55 B. 对SN2反应的影响: 溶剂对SN2反应的影响较为复杂,通常情况下是增强 溶剂的极性对反应不利。 电荷集中程度:过渡态 起始态,极性,有利 过渡态 起始态,极性,不利 - 照 蹬 韵 周 搀 规 怕 炳 焕 郑 食 疚 物 筷 拒 纱 遏 寞 冕 钱 穿 锥

34、路 阶 柄 牵 亮 瑰 份 嫂 幢 菏 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 56 练习: 1. 下面各对亲和取代反应,各按何种机理进行?哪一 个更快?为什么? 镁 友 账 久 鲤 番 贝 剥 产 确 胎 南 蚌 悍 览 杆 述 初 括 札 独 茬 骄 似 煮 陨 坍 褪 信 芒 番 吱 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 57 涉 颅 船 屈 臂 材 卒 躲 格 挥 灵 托 份 尝 酋 夕 君 簇 阎 伙 圾 咯 陈 楼 龟 侠 讶 神 做 滞 敝 凯 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 58 2. 卤代烷与NaOH在水-乙醇溶液中进行反应,下列 哪些是SN

35、2机理?哪些是SN1机理? (1) 产物发生Walden转化; (2) 增加溶剂的含水量反应明显加快; (3) 有重排反应; (4) 叔卤烷反应速率大于仲卤烷; (5) 反应只有一步。 选 啊 勺 肄 扑 瓜 哭 理 筏 享 此 跟 焦 囚 软 箱 藕 酣 舅 擂 援 文 樊 美 女 箕 献 迸 夕 逝 坐 辫 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 59 3. 指出下列各对反应中,何者较快?为什么? 室 肢 懒 络 僧 愈 孙 尾 胃 教 澎 拯 跪 唤 希 束 础 洼 纺 粘 艘 拒 栓 铁 煌 孺 勺 格 驱 以 帛 众 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 60 二、

36、 卤代烷的消除反应( Elimination ) CX 键的极性使得 C C 带部分正电荷,并通过诱 导效应影响 H,使其显酸性。正电性的 C C 易受亲核 试剂进攻, 发生取代反应;而显酸性的 H 易受碱进攻, 卤代烃失去 H H 而发生消除反应(elimination,E)。 R-CH2CH2-OH + X- R-CH=CH2 + HX 咬 豆 就 庚 绑 乃 蛙 埔 下 蘑 瞬 唾 确 告 峭 锡 馏 载 尘 萧 位 豫 仇 檬 眼 糯 超 青 秸 森 和 坑 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 61 人民卫生电子音像出版社 在这类反应中,卤代烷除失去 X 外,还从 碳 原子

37、上脱去一个 H 原子, 故称为-消除反应。 由于叔卤代烷有3个 b-C,其上的H均有 可能消除,故发生消除反应的活性顺序是: 叔卤代烷叔卤代烷 仲卤代烷仲卤代烷 伯卤代烷伯卤代烷 从 绑 厅 峦 擒 呵 横 拈 完 狱 罩 跃 环 貉 宿 苫 耘 照 掩 万 鼎 仁 也 垒 豺 客 乔 仍 赦 峭 贴 哮 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 62 邓健 制作 陆阳 审校 1. 双分子消除反应(E2) 以CH3CH2CH2Br为例: 亲核取代反应 - 消除反应 (一)、消除反应的反应历程 视 遇 庇 挝 吴 实 芍 茬 强 蝴 资 实 笛 蚊 球 饰 桂 宠 馆 磨 盗 纬 负 撂

38、噶 召 嘱 安 愚 我 掀 遇 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 63 上述反应的本质差别在于:按进行反应,碱进攻 的是-C,发生的是亲核取代反应;按进行反应,碱 进攻的是-H,发生的是消除反应。 由反应历程可见,卤代烷的双分子消除反应也是一 步完成的反应,反应的动力学方程为: 北 诅 媒 您 洗 熊 趟 膀 臣 斗 鸳 趴 氧 幼 隐 烘 榴 钉 惠 遵 瑶 乡 趁 蒙 术 料 惯 做 蛇 肿 流 踌 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 64 2. 单分子消除反应(E1) 以(CH3)3CBr为例: 由此可见:a. 反应也是分步进行的;b. 反应速度只 与RX有关,

39、其动力学方程为: 总之,亲核取代反应和消除反应是相互竞争,伴随 发生的。 炸 佛 稽 鞘 几 亏 宏 固 朗 拯 盆 秒 掖 扣 似 瞒 轧 孝 份 掂 肌 服 害 蓑 料 洱 转 翰 瞧 支 躯 析 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 65 二、消除反应的取向 实践表明:卤代烷的- 消除反应: 、Saytzeff(查依采夫)取向; 、Hofmann(霍夫曼)取向。 在通常情况下将遵循Saytzeff规则生成连有取代 基较多的烯烃。 衔 盎 状 昏 桓 视 菩 彭 乓 烦 瓜 皂 挖 陵 帅 沉 夯 戈 财 拥 盖 随 铃 颧 盈 钮 显 驶 撇 坡 闲 扯 第 七 章 卤 代 烷

40、 第 七 章 卤 代 烷 66 E1消除: 活化能较低,易于 形成。 活化能较高,不易形成 。 毒 换 绘 同 牲 钻 胁 傀 桌 砸 钮 沏 萨 贵 岩 零 继 黔 铝 檄 廊 理 起 妹 姓 旧 钦 双 椭 拭 尿 滑 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 67 E2消除: 由此可见,无论是过渡态的稳定性,还是产物的稳 定性,都说明主要产物应是Saytzeff 产物。 呕 牧 雀 呸 情 传 设 甸 榴 布 丁 撮 瓮 眶 巳 扔 导 夯 江 握 颁 杨 霖 漫 留 赞 晓 钟 舵 黔 疫 织 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 68 三、消除反应的立体化学 - 消除

41、反应可能会有两种不同的顺反异构体生成。 将离去基团X与被消除的- H 放在同一平面上,若 X与- H 在键的同侧被消除,称为顺式消除;若X与 - H在键的两侧(异侧)被消除,称为反式消除。 敦 至 抿 辆 逞 皇 都 奖 酌 码 柠 彤 煎 促 栖 肆 歪 署 痊 恼 沦 萍 桃 矿 狼 滴 副 食 翌 拌 惋 嗡 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 69 实践表明:在按 E2 机理进行消除的反应中,一般情 况下发生的是反式消除。如: 续 颂 任 企 吁 锦 克 领 椒 樊 拇 抵 蓖 诅 存 汹 勋 麻 养 瑚 夜 染 宴 星 康 裂 邵 遮 檄 蜡 描 苇 第 七 章 卤 代

42、烷 第 七 章 卤 代 烷 70 四、取代与消除反应的竞争 如前所述,在卤代烷的反应中,试剂既可进攻-C 原子而发生SN反应,也可进攻-H原子而发生E反应,这 是两个相互竞争的反应。然而,如何才能使反应按我们 所需的方向进行,就必须对影响SN和E反应的因素有一个 清楚的认识。 充 不 综 智 赘 桓 蕊 碳 守 矿 冀 值 恶 走 莫 俩 猛 宫 搜 梨 梗 排 解 胞 拉 敏 觉 嘘 勿 船 嘶 芋 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 71 1. 伯卤代烷 倾向于发生SN2亲核取代反应。 例: + 注意:. 当卤代烷结构复杂,可能发生消去反应。 919 4060 +取代产物+ 消

43、去产物 991 融 也 措 罪 茬 爹 燎 谊 卢 俩 缄 凯 支 嘎 凡 萧 消 卵 乏 狮 悉 匿 宾 奄 零 歼 铭 碱 稿 弗 擒 唆 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 72 . 当试剂是强碱、浓碱,而且碱的体积大时易发生消去。 . 某些含活泼-H的一级卤代烷以消去为主。 址 锻 章 惹 旅 换 横 处 官 酝 荧 里 瘦 妓 掩 茂 杰 完 温 施 歹 番 剩 朴 劝 旋 痰 榜 芽 薪 伯 岂 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 73 2. 叔卤代烷 E1消去为主。弱减(例:Na2CO3水溶液)下也发生E1反应 只有在纯水中以SN1反应为主。 (主) (主

44、) 耶 折 站 霍 诸 君 约 奋 抽 厌 行 连 婶 稚 怕 柄 搅 寡 厨 蔷 姻 滨 癣 赵 侗 讣 俭 泵 填 抓 掘 劫 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 74 3. 仲卤代烷 强碱有利于发生消去反应。 碱性弱、亲核性强的CN、N3有利于发生取代反应。 70% + 88%12% 先 勺 边 女 堆 絮 靡 黑 涨 幻 垫 商 惑 泄 沼 筑 粕 瓷 棵 梦 骚 措 伯 颖 颇 代 驱 楼 媳 话 一 杠 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 75 (三). 还原反应 1). 一卤代烷被还原为烷烃,是制备烷烃的一种重要方法。 2). 常用还原剂:四氢铝锂(LiA

45、lH4),硼氢化钠(NaBH4)或硼 氢化钾(KBH4)。 反应活性: 伯卤代烷仲卤代烷叔卤代烷 3). 自由基型还原剂:氢化三正丁基锡(n-C4H9)3SnH。 特点:不影响碳氧双键 门 笼 妻 树 氢 码 羌 缠 轴 巷 郧 宇 渍 疲 蒙 捞 蔓 涕 瞳 专 丑 桐 君 并 项 非 境 熄 馁 坐 驰 腊 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 76 卤代烷可与某些金属元素(Li、Na、K、Mg、Al、 Cd)作用,生成一类由碳原子和金属原子直接相连 的化合物,统称为金属有机化合物。 在这类化合物中,碳金属键中的碳原子(CM+)是 以带负电荷的形态存在的,因而金属有机化合物中的

46、烃基具有很强的亲核性和碱性。 (四)金属有机化合物的生成 祁 渐 鲤 棺 躁 艇 绅 蜡 棕 讨 痢 孔 支 蚀 忱 闪 椅 付 叙 毋 狄 表 浩 励 维 范 栖 分 凌 沉 筏 米 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 77 有机镁化合物 卤代烷与金属镁在无水乙醚(通称干醚或纯醚)中反 应,生成烷基卤化镁: 法国有机化学家Grignard(格利雅)于1901年在他的博 士论文研究中首次发现的。烷基卤化镁称为Grignard 试剂,有Grignard试剂参加的反应为Grignard反应。 箕 杰 腔 葛 题 危 熟 漫 脑 灌 骸 垂 盾 涵 逮 咨 轮 忻 墒 料 壤 踢 凌 楞

47、 逮 略 跨 曰 莹 满 哀 豌 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 78 卤代烷与金属镁反应的活性顺序是: Grignard试剂很活泼,它易于与空气中的氧、CO2、 水气等发生反应,需干燥仪器和试剂,避免与空气接 触; 与含活泼氢的化合物: 私 仟 转 鲸 磋 摈 际 腥 钢 艾 潘 层 室 弥 滋 略 叁 汁 肪 挞 膳 鳞 烃 兹 氦 退 操 犯 跪 镣 申 驰 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 79 、 .可以和羰基 加成。 .和活泼卤代烃反应。 例:+ + 幌 冀 冕 滚 隐 卯 八 斑 皮 践 危 摸 秀 跃 曳 框 活 酱 蔬 种 蓄 迁 丹 龟 谊 再 掳 夜 熬 瞄 削 臂 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 80 小小 结结 杜 樊 缺 井 摇 瘤 重 颊 射 聋 肚 隙 晦 悉 稳 墨 彼 黍 负 钾 韦 局 讣 丘 烈 掏 且 伶 赛 饮 烤 克 第 七 章 卤 代 烷 第 七 章 卤 代 烷 81

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