页数:32页文件大小:517.0 KB来源: 有机化学ppt课件
本课件为有机化学卤代烃章节,先按烃基结构、卤素数目和卤素所连碳原子分类并给出习惯与系统命名法,再介绍以烃和醇为原料的制法与物理性质,随后系统讲解水解、醇解、氨解、氰解等亲核取代反应、扎依采夫消除规则与格氏试剂,最后对比 SN1 与 SN2 历程及烯丙型、乙烯型卤代烃的活性。
第九章 卤代烃
卤代烃指烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后生成的一类化合物,常用 RX 或 ArX 表示,其中卤素原子为官能团。本章着重讨论卤代烃的分类、命名、结构、性质及应用。
本章内容导览
一、卤代烃的分类
3、按卤素连接的碳原子分类
二、卤代烃的命名
卤代脂烃命名示例
本页图示给出上述化合物的构造式与命名对应关系。
含环卤代烃的命名
3.俗名或商品名
第二节 卤代烃的制法:一、以烃为原料
烷烃在光照或加热下直接卤代、不饱和烃与卤素或卤化氢加成,以及芳环上的卤代,都是以烃为原料制备卤代烃的常用方法。本页图示给出相应的反应路线。
二、以醇为原料
醇与氢卤酸、卤化磷或亚硫酰氯作用,羟基被卤素取代生成卤代烃,这是实验室制备卤代烃最常用的方法。本页图示给出相应的反应式。
三、卤代烃的物理性质
第四节 卤代烃的化学性质
卤代烃的化学反应主要发生在官能团卤原子以及受卤原子影响而比较活泼的 β-氢原子上,本页图示标出这两类活性部位。
一、取代反应
亲核取代反应:由亲核试剂进攻而引起的取代反应。
本页图示给出「亲核试剂 + 底物 → 产物 + 离去基团」的通式。
1.水解
卤代烃与氢氧化钠水溶液作用,卤原子被羟基取代生成醇,这是由卤代烃制备醇的常用反应。本页图示给出水解反应式。
2.醇解
卤代烃与醇钠作用生成醚,这是合成混合醚的重要方法,称为 Williamson 合成法。本页图示给出醇解反应式。
3.氨解
卤代烃与氨作用,卤原子被氨基取代生成胺,反应常得到各级胺的混合物。本页图示给出氨解反应式。
4.氰解
卤代烃与氰化钠(钾)作用生成腈,产物比原料多一个碳原子,是有机合成中增长碳链的常用方法,腈水解可进一步得到羧酸。本页图示给出氰解反应式。
二、消除反应
仲卤代烷和叔卤代烷脱 HX 时,主要从含氢较少的 β-碳原子上脱去氢原子,这一经验称为扎依采夫规则。本页图示给出消除反应的取向示例。
取代反应与消除反应的竞争
三、与金属反应
卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用生成格氏试剂 RMgX,是有机合成中重要的亲核试剂。本页图示给出制备反应式与实例。
格氏试剂的性质
格氏试剂能与许多含活泼氢的物质作用,如炔烃、醇、醛、酮、羧酸等,遇到活泼氢即被分解生成相应的烃,因此制备与使用格氏试剂时必须严格无水无活泼氢。
第五节 亲核取代反应机理:一、单分子亲核取代 SN1
实验证明其动力学特征为:
υ = k[(CH3)3CBr]
即反应速率只与卤代烃的浓度有关,与亲核试剂浓度无关。
反应分两步完成
本页图示给出两步过程的能量与结构变化。
SN1 反应机理的特点
进行 SN1 历程反应的活性次序:叔卤代烃 > 仲卤代烃 > 伯卤代烃 > 卤代甲烷
二、双分子亲核取代历程 — SN2
研究发现 SN2 反应是通过形成过渡态一步完成的:
CH3Br + OH- → CH3OH + Br-
动力学特征:υ = k[CH3Br][OH-]
SN2 反应机理的特点
SN2 历程反应的活性次序:卤代甲烷 > 伯卤代烃 > 仲卤代烃 > 叔卤代烃(与 SN1 相反)
SN1 与 SN2 并存竞争
本页图示给出 CH3-X、RCH2-X、R2CH-X、R3C-X 四类卤代烃中两种历程的相对比重:随着 α-碳上烃基增多,SN2 减弱、SN1 增强。
第六节 卤代烯烃和卤代芳烃:一、烯丙型卤代烃
烯丙型卤代烃中易生成稳定的烯丙基正离子,本页图示给出烯丙基正离子 p-π 共轭体系的形成。
烯丙型卤代烃的活性
该类卤代烃按 SN1 或 SN2 历程进行取代反应时,由于共轭效应使 SN1 的碳正离子中间体或 SN2 的过渡态势能降低而稳定,使反应易于进行,室温下即能与硝酸银的醇溶液作用生成卤化银沉淀。本页图示给出烯丙型过渡态的 p-π 共轭体系。
2.乙烯型卤代烃
乙烯型卤代烃分子中碳原子和卤原子结合得更加紧密,卤原子很难离去,所以一般条件下难发生取代反应。本页图示给出乙烯型分子与卤苯型分子 p-π 共轭体系的形成。
第七节 重要的卤代烃
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