第七章 卤代烃课件.ppt

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1、 烃分子中的一个或几个氢原子被卤原子取烃分子中的一个或几个氢原子被卤原子取代后的产物称为代后的产物称为卤代烃卤代烃。 第七章第七章 卤代烃卤代烃【学习目的与要求】【学习目的与要求】1了解卤代烃的分类和异构现象，卤代烃的物理性了解卤代烃的分类和异构现象，卤代烃的物理性质及其变化规律；质及其变化规律；2掌握卤代烃的命名方法；掌握卤代烃的命名方法；3掌握卤代烃的化学性质及在生产、生活中的实际掌握卤代烃的化学性质及在生产、生活中的实际应用；掌握卤代烃的鉴别方法；应用；掌握卤代烃的鉴别方法；4了解亲核取代反应机理。了解亲核取代反应机理。5卤代烯烃和卤代芳烃的分类，掌握其活性差异。卤代烯烃和卤代芳烃的分类

2、，掌握其活性差异。第七章第七章 卤代烃卤代烃第四节第四节 亲核取代反应机理亲核取代反应机理第一节第一节 卤代烃的分类和命名卤代烃的分类和命名第二节第二节 卤代烷的物理性质卤代烷的物理性质第三节第三节 卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质第五节第五节 卤代烯烃和卤代芳烃卤代烯烃和卤代芳烃第六节第六节 重要的卤代烃重要的卤代烃第七章第七章 卤代烃卤代烃 根据卤代烃分子中根据卤代烃分子中烃基的结构不同烃基的结构不同 第一节第一节 卤代烃的分类和命名卤代烃的分类和命名 根据分子中所含卤根据分子中所含卤原子的数目不同原子的数目不同 XCH2X不饱和卤代烃不饱和卤代烃饱和卤代烃饱和卤代烃卤代芳烃卤代芳烃一卤代

3、烃一卤代烃二卤代烃二卤代烃CH3CH2BrCH2Cl2 一、卤代烃的分类一、卤代烃的分类根据与卤原子直接相连根据与卤原子直接相连的碳原子类型不同的碳原子类型不同伯卤代烃伯卤代烃仲卤代烃仲卤代烃叔卤代烃叔卤代烃C H3C H2C H2C l1 -氯 丙 烷C H3C H C H3C H32 -氯 丙 烷（ 伯 卤 代 烃 ）（ 仲 卤 代 烃 ）2 -甲 基 -2 -氯 丙 烷（ 叔 卤 代 烃 ）C H3CC H3C H3C lCH3CH2BrCH2=CHCH2BrCH3CH2CH2BrC H3C H2C H2C l1 -氯 丙 烷C H3C H C H3C H32 -氯 丙 烷（ 伯 卤 代

4、 烃 ）（ 仲 卤 代 烃 ）2 -甲 基 -2 -氯 丙 烷（ 叔 卤 代 烃 ）C H3CC H3C H3C l二、卤代烃的命名二、卤代烃的命名1 1习惯命名法习惯命名法 命名时在烃基名称后面加上卤原子的名称，命名时在烃基名称后面加上卤原子的名称，叫做叫做“某基卤某基卤”。 CH3CH2CH2CH2ClCH3CHCH2CH3CH3CHCH2BrClCH3正丁基氯仲丁基氯异丁基溴 2. 2. 系统命名法系统命名法 （2 2）编号编号：从靠近支链或取代基的一端开始编号，若烷：从靠近支链或取代基的一端开始编号，若烷基和卤原子左右位次相同，给烷基较小的编号。基和卤原子左右位次相同，给烷基较小的编号

5、。CH3CH2CHCH3ClCH3CHCH2CHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CHCH2CH3CH2ClBr2 - 氯丁烷4 - 甲基- 2 - 溴己烷 2 - 乙基- 1 - 氯戊烷CH2CH2CHCH2CH2CH3BrC2H5CH3CCHCH2C H3ClClCH3CH3CH2C HCHCH2C H3BrCl3 - 乙基- 1 - 溴己烷3 - 甲基- 2 , 2 - 二氯戊烷3 - 氯- 4 - 溴己烷卤代烷的系统命名原则和步骤如下：卤代烷的系统命名原则和步骤如下： （1 1）选主链选主链：选择连有卤原子的最长碳链为主链，卤原：选择连有卤原子的最长碳链为主链，卤原子作为取代基；子作

6、为取代基； （3 3）写名称写名称：根据主链所含碳原子的数目称为：根据主链所含碳原子的数目称为“某烷某烷”，将取代基的位次、名称写在母体名称将取代基的位次、名称写在母体名称“某烷某烷”之前。取代之前。取代基的顺序是先烷基后卤素，不同卤原子按氟、氯、溴、碘基的顺序是先烷基后卤素，不同卤原子按氟、氯、溴、碘的顺序排列。例如：的顺序排列。例如：CH2CHCHCH2ClCH3CH2CHCH2Br3-甲基-4-氯-1-丁烯3-溴丙烯 命名不饱和卤代烃时，应选取既含卤原子又含不饱和命名不饱和卤代烃时，应选取既含卤原子又含不饱和键的最长碳链作为主链，编号时应使不饱和键的位次最键的最长碳链作为主链，编号时应使

7、不饱和键的位次最小，以不饱和烃为母体（小，以不饱和烃为母体（“某烯某烯”或或“某炔某炔”）。例如：）。例如：ClClH3CCH3ClBr溴苯3-氯甲苯（间氯甲苯）2, 4-二氯甲苯CHCH2ClCH32-苯基-1-氯丙烷 命名卤代芳烃时，如卤原子连在芳环上，以芳烃为母体，命名卤代芳烃时，如卤原子连在芳环上，以芳烃为母体，卤原子作为取代基。例如：卤原子作为取代基。例如： 如果卤原子连在苯环的侧链上，命名时则以烷烃为母体，如果卤原子连在苯环的侧链上，命名时则以烷烃为母体，卤原子和苯环作为取代基。例如：卤原子和苯环作为取代基。例如：第二节第二节 卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质 在常温常压下，除氟代

8、烷外，其他卤代烷只有氯甲烷、在常温常压下，除氟代烷外，其他卤代烷只有氯甲烷、氯乙烷和溴甲烷是气体，其余则是无色液体或固体。氯乙烷和溴甲烷是气体，其余则是无色液体或固体。 卤代烷的沸点随着分子中碳原子数的增加而升高。卤代烷的沸点随着分子中碳原子数的增加而升高。 一氯代烷的相对密度小于一氯代烷的相对密度小于1 1，比水轻。，比水轻。 卤代烷不溶于水，可溶于醇、醚和烃等有机溶剂。卤代烷不溶于水，可溶于醇、醚和烃等有机溶剂。 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰，这是鉴定卤卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰，这是鉴定卤原子的简便方法。原子的简便方法。 第三节第三节 卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质 卤代

9、烃的反应部位卤代烃的反应部位:(1)(2)R C C XH(1)(2)卤原子被取代键及与金属镁反应C X 键断裂C X C H 键断裂一、取代反应一、取代反应 1. 1.水解水解+OHOHHR XHXR 为了加快反应速率并使反应完全，将卤代烷与为了加快反应速率并使反应完全，将卤代烷与强碱强碱（NaOHNaOH、KOHKOH等）的水溶液共热进行水解。等）的水溶液共热进行水解。+R XNaOHROHNaXH2O 2. 2.醇解醇解 卤代烷与醇钠在相应的醇溶液中发生醇解反应，卤原卤代烷与醇钠在相应的醇溶液中发生醇解反应，卤原子 被 烃 氧 基 取 代 生 成 醚 。 此 反 应 称 为子 被 烃 氧

10、 基 取 代 生 成 醚 。 此 反 应 称 为 威 廉 姆 逊威 廉 姆 逊（WilliamsonWilliamson）合成法）合成法，是制备混醚的最好方法。，是制备混醚的最好方法。+OR XRROHNaXRO Na ROCH3+BrNaONaBr叔丁醇CH3CH3CH3+CH3CCH3CH3CH3C甲基叔丁基醚叔丁醇钠3.3.氨解氨解 卤代烷与氨在乙醇溶液中共热时，发生氨解反应，卤代烷与氨在乙醇溶液中共热时，发生氨解反应，卤原子被氨基取代生成伯胺。这是工业上卤原子被氨基取代生成伯胺。这是工业上制取伯胺制取伯胺的方的方法之一。法之一。HNH2+R XR NH2HX乙醇HBrHBrNH2+乙醇

11、CH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2NH2正丁胺4.4.氰解氰解+R XNaX乙醇NaCNRCNBr+乙醇CH3CH2KCH3CH2CNKBrCN丙腈 卤代烷与氰化钠在乙醇溶液中共热时，发生氰解反应，卤代烷与氰化钠在乙醇溶液中共热时，发生氰解反应，卤原子被氰基（卤原子被氰基（CNCN）取代生成腈。）取代生成腈。例如，工业上用溴乙烷与氰化钾作用制取丙腈：例如，工业上用溴乙烷与氰化钾作用制取丙腈： 通过氰解分子中增加了一个碳原子，在有机合成上常通过氰解分子中增加了一个碳原子，在有机合成上常作为作为增长碳链的方法增长碳链的方法之一。之一。CNCN基可转化为其它官能团，基可转化为其它官能团

12、，如如COOHCOOH、CONHCONH2 2等。等。5 5与硝酸银乙醇溶液反应与硝酸银乙醇溶液反应+R XR乙醇Ag NO3ONO2AgX硝酸烷基酯叔卤代烷仲卤代烷伯卤代烷立即反应产生沉淀过一会儿产生沉淀加热产生沉淀AgNO3 / C2H5OH不同卤代烃的反应活性为：不同卤代烃的反应活性为：叔卤代烷叔卤代烷 仲卤代烷仲卤代烷 伯卤代烷伯卤代烷例如：例如：(CH3)3C-Br (CH3)2CHBr CH3CH2Br RIRBrRCl 在常温下卤代烷与硝酸银醇溶液的在常温下卤代烷与硝酸银醇溶液的反应速率不同反应速率不同，可利用这一反应速率上的差异可利用这一反应速率上的差异鉴别鉴别不同结构的卤代烷

13、。不同结构的卤代烷。 二、消除反应二、消除反应 在一定条件下，从有机物分子中相邻的两个碳原子上脱在一定条件下，从有机物分子中相邻的两个碳原子上脱去卤化氢或水等小分子，生成不饱和化合物的反应称为去卤化氢或水等小分子，生成不饱和化合物的反应称为消除消除反应反应。CHH+CH2CHRXKOH C2H5OHKXH2O/RCH2 卤代烃脱卤化氢时，主要从含氢较少的卤代烃脱卤化氢时，主要从含氢较少的-碳上脱去氢原碳上脱去氢原子，从而生成含烷基较多的烯烃。此规律由俄国化学家查依采子，从而生成含烷基较多的烯烃。此规律由俄国化学家查依采夫（夫（SaytzeffSaytzeff）首先发现，因而称为）首先发现，因而

14、称为查依采夫规则查依采夫规则。 各级卤代烃发生消除反应的活性顺序为：各级卤代烃发生消除反应的活性顺序为： 叔卤代烷叔卤代烷 仲卤代烷仲卤代烷 伯卤代烷伯卤代烷三、与金属镁反应三、与金属镁反应格氏试剂的生成格氏试剂的生成R X + Mg RMgX 无水乙醚 无水乙醚94%CH3CH2CH2CH2Br Mg CH3CH2CH2CH2MgBr 有机镁化合物的乙醚溶液称为格利雅试剂，简称有机镁化合物的乙醚溶液称为格利雅试剂，简称格氏格氏试剂试剂。可用通式。可用通式RMgXRMgX表示。表示。HOR+无水乙醚RMgX HOHRH Mg(OH)XRH MgX2RH Mg(OR)XRH Mg(OCOR)XR

15、H Mg(NH2)X+HXHOCORHNH2动力学特征动力学特征 = k (CH3)3 CBr 一、单分子亲核取代反应历程一、单分子亲核取代反应历程(S(SN N1)1)第四节第四节 亲核取代反应机理亲核取代反应机理+ OH- CH3CCH3CH3 OHCBrCH3CH3CH3+ Br-亲核取代反应可用下式表示。亲核取代反应可用下式表示。.-+ X+ NuR NuR X 底物 亲核试剂 产物 离去基团第一步：第一步： 第二步：第二步： 反应过程分两步：反应过程分两步：(1)(2)(CH3)3CBr(CH3)3 (CH3)3C+慢(CH3)3C+(CH3)3OH (CH3)3COH快CC+OHB

16、rBr(1)(2)(CH3)3CBr(CH3)3 (CH3)3C+慢(CH3)3C+(CH3)3O H (CH3)3CO H快CC+O HBrBr(1)(2)(CH3)3CBr(CH3)3 (CH3)3C+慢(CH3)3C+(CH3)3OH (CH3)3COH快CC+OHBrBr(1)(2)(CH3)3CBr(CH3)3 (CH3)3C+慢(CH3)3C+(CH3)3OH (CH3)3COH快CC+OHBrBrSN1反应的特征：分步进行的反应的特征：分步进行的单分子单分子反应，反应分部反应，反应分部进行，并有活泼中间体进行，并有活泼中间体碳正离子碳正离子的生成。的生成。按按SN1机理进行亲核取

17、代反应的机理进行亲核取代反应的活性顺序活性顺序为：为： 叔卤代烷叔卤代烷 仲卤代烷仲卤代烷 伯卤代烷伯卤代烷二、双分子亲核取代历程二、双分子亲核取代历程(S(SN N2) 2) CH3Br + OH- CH3OH+Br - 动力学特征动力学特征: = k CH3Br OH CBrHHH+ OH-CHOBrHHHCHOHHH+Br-沃尔登构型翻转沃尔登构型翻转 SN2反应机理的反应特征：旧键断裂和新键形成反应机理的反应特征：旧键断裂和新键形成同时进行同时进行， 反应反应一步完成一步完成。按按SN1机理进行亲核取代反应的活性顺序为：机理进行亲核取代反应的活性顺序为： 伯卤代烷伯卤代烷 仲卤代烷仲卤

18、代烷 叔卤代烷叔卤代烷第五节第五节 卤代烯烃和卤代芳烃卤代烯烃和卤代芳烃一、卤代烯烃和卤代芳烃的分类一、卤代烯烃和卤代芳烃的分类CH2CHClBr氯乙烯溴苯CHCH2BrCH2CH2Cl烯丙基溴苄基氯CH2CH2CH2Br4-氯-1-丁烯1-苯基-3-溴丙烷CHCH2CH2CH2Cl1乙烯型和苯基型卤代烃乙烯型和苯基型卤代烃 2烯丙型和苄基型卤代烃烯丙型和苄基型卤代烃 3孤立型卤代烃孤立型卤代烃 二、卤代烯烃和卤代芳烃反应活性的差异二、卤代烯烃和卤代芳烃反应活性的差异乙烯型、苯基型卤代烃很不活泼乙烯型、苯基型卤代烃很不活泼乙烯型分子乙烯型分子p-p-共轭体系共轭体系 卤苯型分子卤苯型分子p-p

19、-共轭体系共轭体系 的形成的形成 的形成的形成 难发生取代反应。难发生取代反应。 H2OHClOHNaOH68 %Cu（），200, 2030MPaCl2.烯丙型、苄基型卤代烃很活泼烯丙型、苄基型卤代烃很活泼 烯丙基正离子烯丙基正离子p-p-共轭体系的形成共轭体系的形成 CH2 CHCH2ClH2OCH2 CHCH2OH HCl烯丙醇3氯丙烯3孤立型卤代烃的活性与卤代烷相似孤立型卤代烃的活性与卤代烷相似 孤立型卤代烃分子中的卤原子与双键或苯环相隔较孤立型卤代烃分子中的卤原子与双键或苯环相隔较远，相互影响很小，其卤原子的活性与卤代烷相似。远，相互影响很小，其卤原子的活性与卤代烷相似。 不同类型的

20、卤代烃与硝酸银乙醇溶液反应的活性为：不同类型的卤代烃与硝酸银乙醇溶液反应的活性为： 烯丙型烯丙型 孤立型孤立型 乙烯型乙烯型第六节第六节 重要的卤代烃重要的卤代烃一、三氯甲烷一、三氯甲烷 三氯甲烷（三氯甲烷（CHCl3）俗名氯仿，为无色液体，沸点）俗名氯仿，为无色液体，沸点61.2，不易燃，微溶于水，与醇、醚、苯、石油醚等有机，不易燃，微溶于水，与醇、醚、苯、石油醚等有机溶剂以任意比例混溶。它本身也是良好的溶剂，溶剂以任意比例混溶。它本身也是良好的溶剂， 二、四氯化碳二、四氯化碳 四氯化碳（四氯化碳（CCl4）为无色液体，沸点）为无色液体，沸点76.5， 不溶于水，不溶于水，能溶于乙醇和乙醚等

21、多种有机物，它本身是良好的溶剂。能溶于乙醇和乙醚等多种有机物，它本身是良好的溶剂。 三、氯苯三、氯苯 氯苯为无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味，沸点氯苯为无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味，沸点132。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。 氯乙烯（氯乙烯（CH2CHCl）常温下是无色气体，不溶于水，）常温下是无色气体，不溶于水，沸点沸点-13.8，易溶于乙醇及丙酮等有机溶剂，易燃，易溶于乙醇及丙酮等有机溶剂，易燃， 四、氯乙烯四、氯乙烯五、苄基氯五、苄基氯 苄基氯又称苄基氯，为无色油状液体。沸点苄基氯又称苄基氯，为无色油状液体。沸点179，苄基氯是重要的化工原料，苄基氯是重要的化工原料， 四氟乙烯（四氟乙烯（CF2=CF2）为无色气体，沸点）为无色气体，沸点-76.3,不不溶于水，可溶于有机溶剂。溶于水，可溶于有机溶剂。六、四氟乙烯六、四氟乙烯