《（中职）有机化学（第四版）第五章 脂肪族卤代烃教学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（中职）有机化学（第四版）第五章 脂肪族卤代烃教学课件.ppt（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、正版可修改PPT课件（中职）有机化学（第四版）第五章 脂肪族卤代烃教学课件学习目标n 掌握卤代烃的化学反应其及应用，掌握卤代烃的鉴别 方法。第五章 脂肪族卤代烃n 了解卤代烃的结构特点、分类，掌握卤代烃的命名方法和构造异构现象。n 了解卤代烃的物理性质及其变化规律。2第一节 脂肪族卤代烃的分类、同分异构和命名 脂肪烃分子中的氢原子被卤原子取代后生成的产物叫卤代烃。常用通式RX表示,其中X为卤原子（F、Cl、Br、I）是卤代烃的官能团。由于氟代烷的性质比较特殊，故通常单独讨论。卤代烃中以氯代烃和溴代烃最常见。例如：CH3CH2Br（溴乙烷）的分子比例模型如图51所示。图51 溴乙烷分子的比例模型
2、3n 根据卤代烃基结构不同可分为：饱和卤代烃：CH3Br 溴甲烷、CH3CH2Cl 氯乙烷不饱和卤代烃：CH2CHCl 氯乙烯 n 根据分子中所含卤原子的数目不同分为：一元、二元和三元卤代烃，二元及其以上统称为多元卤代烃。例如：一元卤代烃：CH3Cl 一卤甲烷 、CH3CH2Cl 氯乙烷多元卤代烃：CH2ClCH2Cl 1，2二氯乙烷 、CHI3 三碘甲烷n 根据与卤原子所连接的碳原子类型不同，又可分为：伯（1）卤代烃、仲（2）卤代烃、叔（3）卤代烃，例如：CH3CH2CH2CH2Cl CH3CHCH2CH3ClCH3CCH3Cl CH31氯丁烷（伯卤烷）2氯丁烷（仲卤烷）2甲基2氯丙烷 （叔
3、卤烷）一、脂肪族卤代烃的分类4二、脂肪族卤代烃的构造异构卤代烃的构造异构比较复杂，我们仅以卤代烷烃为例，一卤代烷烃的构造异构碳链异构官能团位置异构例如：氯丁烷（C4H9Cl）有下列四种构造异构体。1234 CH3CH2CH2CH2Cl 1氯丁烷（）1234CH3CH2CHCH3Cl2氯丁烷（）CH3CCH3Cl CH32甲基2氯丙烷 （）CH3CHCH2Cl CH32甲基1氯丙烷 123123（）其中（和）、（和）为位置异构，（和）、（和）为碳链异构。5三、脂肪族卤代烃的命名n 习惯命名法习惯命名法是在烃基名称后面加上卤原子的名称，叫“某基卤”。例如：CH3Cl CH3CH2Cl CH3CHB
4、rCH3CH3CBrCH3CH3甲基氯乙基氯异丙基溴叔丁基溴习惯命名法只适用于烃基结构较为简单的卤代烃。6n 系统命名法卤代烃的系统命名法原则和步骤如下：l 选主链 选取含有卤原子最长的碳链作为主链，卤原子和其它支链作为取代基，按主链所含碳原子数称为“某烷”；l编号 从靠近支链一端开始给主链上的碳原子编号7l 写名称 将取代基的位次、数目和名称写在母体名称“某烷”之前。若分子中含有烷基和几种卤原子时，应按烷基 F、Cl、Br、I 的顺序依次排列，即取代基的列出顺序按次序规则的顺序（见附录），指定较优基团后列出。例如：CH3CHCH3Cl2氯丙烷 123CH2 CH2CHCH2CH3Cl CH3
5、3甲基1氯戊烷 12345CH3 CHCHCHCH3ClCH32甲基4氯3溴戊烷 12345Br 命名不饱和卤代烃时，应选取既含有不饱和键又含有卤原子的最长碳链为主链，称为某烯，卤素作为取代基，编号时应使不饱和键的位次最小例如：CH2CCH2CH2ClCH32甲基4氯1丁烯 CH2CHCH2Br1233溴丙烯 8第二节 卤代烷的物理性质 在常温常压下，除氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷是气体外，其余常见的一元卤代烷为液体或固体。一氯代烷具有不愉快的气味，其蒸气有毒，应避免吸入体内。纯净的一元卤代烷都是无色的。但碘烷易分解产生游离碘，故碘烷久置后逐渐变为红棕色。因此，贮存碘代烷时，需用棕色瓶盛装。一元卤代
6、烷的沸点随着碳原子的数目的增加而升高，烃基相同的卤代烷中沸点的规律是：RI RBr RCl。在卤代烷构造异构体中，直链卤代烷的沸点最高，支链愈多，沸点愈低。一氯代烷的密度小于1，一溴代烷、一碘代烷及多氯代烷的密度大于1，同一烃基的卤代烷中，氯代烷的密度最小，碘代烷的密度最大。卤代烷不溶于水、溶于醇、醚、烃等有机溶剂中，有些卤代烃本身就是常用的优良溶剂，因此，常用氯仿、四氯化碳从水层中提取有机物。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。9 卤原子是卤代烃的官能团，在卤代烷分子中，由于卤原子吸引电子的能力比碳原子强，使碳卤键CX成为极性较强的共价键，在化学反应中容易断裂而发生
7、各种反应。一、取代反应卤代烷分子中的卤原子被其他原子或基团取代的反应称为取代反应。n 水解反应在一定条件下卤代烷与水反应，卤原子被羟基（OH）取代生成醇。此反应是个可逆反应，通常需加强碱的水溶液与卤代烷共热，以中和生成的氢卤酸，使反应向有利于生成醇的方向进行。RX +HOH ROH +HX醇RX +NaOH ROH +NaX醇H2O10n 与醇钠的反应卤代烷与醇钠反应，卤原子被烷氧基（RO）取代生成醚。例如：这个反应，也称威廉森（Williamson）合成法。是制备混醚最好的方法，但此反应只限于伯卤代烃。n 与氰化钠（或氰化钾）反应反应物比原料增加了一个碳原子，在有机合成中用于增长碳链。n 与
8、氨反应此反应是工业上制取伯胺的方法CH3CH2CH2CH2Br +2HNH2 CH3CH2CH2CH2HN2 +Na4BrCH3Br +NaOCH2CH3 CH3OCH2CH3 +NaBr 乙醇钠甲基乙基醚CH3CH2 Cl +Na CN CH3CH2CN +NaCl乙醇丙腈11n 与硝酸银乙醇溶液反应不同的卤代烷，反应的难易不同，其活性次序是：叔卤代烷 仲卤代烷 伯卤代烷 利用不同的卤代烷的反应活性不同，卤代烷析出沉淀的时间也不同，所以可通过析出沉淀的时间来鉴别伯、仲、叔三种卤代烷。例如：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHBrCH3CH3CH2CHONO2 +AgBrCH3CH3C
9、H2CH2CH2ONO2 +AgBrCH3 CBrCH3CH3CH3 CONO2 +AgBrCH3淡黄色淡黄色淡黄色加热后才有沉淀生成稍等片刻析出沉淀立刻析出沉淀RX +AgONO2 RONO2 +AgX乙醇溶液硝酸烷基酯硝酸银12演示实验 在三支试管中，各加入饱和AgNO3C2H5OH溶液3mL，然后分别滴加610滴1溴丁烷、2溴丁烷、2甲基2溴丙烷，振荡后，可观察到2甲基2溴丙烷立刻生成沉淀，2溴丁烷稍慢生成沉淀，而1溴丁烷加热才出现沉淀。13卤代烯烃中，由于卤原子与双键的相对位置不同分为：烯丙基型卤代烃（CH2 CHCH2X）孤立型卤代烃（CH2 CHCH 2CH2X）乙烯型卤代烃（CH
10、2 CHX）三种类型这三种类型卤代烯烃与硝酸银乙醇溶液反应的活性不同，析出卤化银沉淀的时间不同，因此也可用此反应来区别三种类型卤代烯烃。例如：立刻析出沉淀CH2CHCH2BrCH2CHCH2CH2BrCH2CHBrCH2CHCH2ONO2 +AgBrCH2CHCH2CH2ONO2 +AgBrAgNO3乙醇溶液稍慢析出沉淀加热也不反应14二、消除反应卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热，分子中脱去一分子HX而生成烯烃。RCHCH2HXKOHC2H5OHRCH CH2 +KX +H2X这种分子中脱去一些小分子,如：HX、H2O等，同时形成碳碳双键的反应叫消除反应。15CH3CHCHCH2HHBrCH3CH
11、2CHCH219%CH3CHCHCH381%CH3CCHCH371%CH2CCH2CH329%CH2CCHCH3HHBrCH3CH3CH3 在消除反应中是从碳原子上脱去氢，故称-消除反应。仲卤代烷和叔卤代烷消除卤化氢的反应。可以在碳链的两个不同方向进行，从而可能得到两种不同的产物。例如：16实验证明，主要产物是双键碳原子上含烃基最多的烯烃，也就是说，卤代烃脱卤化氢时，主要脱去含氢较少的碳原子上的氢原子，从而生成含烷基较多的烯烃。这个经验规则叫查依采夫（Sayzeff）规则，根据这个规则，还可以判断各种卤代烷脱去HX的难易程度。叔卤代烃 仲卤代烃 伯卤代烃17三、一卤代烷与金属镁的反应 室温下，
12、一卤代烷与金属镁在绝对乙醚（无水、无醇的乙醚也叫干醚）中作用生成有机镁化合物烷基卤化镁，通称为格利雅（GrIgnard）试剂，简称格氏试剂，一般用RMgX表示，产物能溶于乙醚，不需要分离可直接用于各种合成反应。例如CH3CH2Br +Mg CH3CH2MgBr绝对乙醚（无水、无醇）乙基溴化镁18 格氏试剂中CMg键是一个很强的极性共价键，非常活泼，因此，格氏试剂可以与许多物质反应，如能与许多含活泼氢的化合物作用生成相应的烃，例如：HOHCH3MgXOHCH4 +MgXORCH4 +MgXNH2CH4 +MgXHORHNH2 由此可知，制备格氏试剂，要在绝对无水、无醇的条件下进行，操作过程中还要
13、采取隔绝空气中湿气的措施。格氏试剂与含活泼氢化合物的反应是定量的，在有机分析中利用甲基碘化镁（CH3MgI）与含活泼氢的化合物作用，测定生成甲烷的体积，计算出被测物质中所含活泼氢原子的数目。19第四节 重要的卤代烃重要的脂肪族卤代烃有三氯甲烷、四氯化碳、氯乙烯、四氟乙烯、二氟二氯甲烷等。n 三氯甲烷 三氯甲烷（CHCl3）又叫氯仿，可由甲烷直接氯化制得，也可由四氯化碳还原制得。CCl4 +2H CHCl3 +HClFe+H2O 此外，工业上还可以用乙醇或乙醛与次氯酸盐作用来合成氯仿。20 三氯甲烷是一种无色具有甜味的液体，沸点61.2，密度1.483g/cm3，不能燃烧，不溶于水，可溶于乙醇、
14、乙醚、苯及石油醚等有机溶剂。三氯COClCl甲烷在光照下被空气氧化成剧毒的光气 。因此氯仿应密封保存在棕色瓶中，以防和空气接触。通常加1（体积分数）的乙醇，以破坏光气。三氯甲烷是优良的有机溶剂，能溶解油脂、蜡、有机玻璃和橡胶等，还广泛用作有机合成的原料，近年来也被一些国家列为致癌物，并禁止在食品、药物中使用。21n 四氯化碳 四氯化碳（CCl4）由甲烷完全氯化制得，它也可以由二硫化碳和氯在氯化铝或五氧化锑催化下发生氯化反应制得。CS2 +3Cl2 CCl4 +S2Cl22S2Cl2 +CS2 CCl4 +6SSbCl2 四氯化碳是无色液体，沸点76.54,20时密度1.5940g/Cm3。由于
15、它的沸点低，易挥发，蒸气比空气重，不能燃烧，常用作灭火剂。灭火时它的蒸气能使燃烧物和空气隔绝而使火熄灭，因它不导电，更适合于电器设备的灭火。但高温时它会水解生成剧毒的光气。所以用四氯化碳灭火时，要注意空气流通，以防止中毒。现在世界上许多国家己禁止使用这种灭火剂。四氯化碳也是良好的溶剂和有机合成原料，又常用作干洗剂及去油剂。因其不燃烧，使用比较安全。此外，四氯化碳有毒，会损坏肝脏，使用时要注意安全。22n 氯乙烯 氯乙烯的工业制法，较早用的是乙炔法。乙炔与氯化氢在氯化汞的催化下加成制得氯乙烯。CHCH +HCl CH2CHClHgCl2，活性炭150 160 此法技术比较成熟，设备简单，原料利用
16、率高，但成本也高，而且汞催化剂有毒。23 氯乙烯是无色气体，沸点13.9，容易燃烧，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为3.626.4（体积分数），难溶于水，溶于二氯乙烷、乙醇等有机溶剂中。它主要用于制备聚氯乙烯，也可用作冷冻剂等。目前工业上生产氯乙烯主要用乙烯为原料的氧氯化法。乙烯、氯化氢和氧气在氯化铜的催化作用下，先生成1，2二氯乙烷，再热解得到氯乙烯，热解反应中生成的氯化氢可循环使用CH2CH2 +HCl +O2 CH2 CH2 250 350 CuCl2HCl470 650 CH2CHClClCl24n、四氟乙烯 四氟乙烯（CF2CF2）可先由氯仿和三氟化锑或氟化氢在五氯化锑存在下制得二
17、氟一氯甲烷，然后二氟一氯甲烷再在高温下热解得到四氟乙烯。CHCl3 CHClF2SbF3或HF2CHClF2 CF2CF2 +2HCl600 800 四氟乙烯为无色气体，沸点76.3，不溶于水，溶于有机溶剂，在催化剂（过硫酸铵）作用下聚合成聚四氟乙烯。n CF2CF2 催化剂CF2CF2n 聚四氟乙烯具有耐高温（250）、耐低温（269）的特性，化学性质稳定，王水也不能使它氧化，机械强度高，所以在塑料中号称 “塑料王”。主要用于军工生产及电器等工业方面，作各种耐腐蚀、耐高温、耐低温材料。25n 二氟二氯甲烷 二氟二氯甲烷（CCl2F2）可由四氯化碳与三氟化锑或无水氟化氢在五氯化锑存在下作用制得
18、。二氟二氯甲烷是无色、无臭的气体，沸点30，易压缩成液体，当解除压力后立即挥发而吸收大量的热，因此用作制冷剂，其优点是不燃、无毒、无臭味、无腐蚀性、化学性质稳定等优良性能，从20世纪30年代起，它代替液氨作制冷剂，在电冰箱和制冷剂中大量使用，是一种常用的氟里昂制冷剂。氟里昂（Freon）是含一个和两个碳原子的氟氯烷的总称。如二氟二氯甲烷的商业名称叫氟里昂12。氟里昂的大量使用会破坏大气的臭氧层，影响生态环境，有害人类健康，现己被世界各国禁止或限制生产和使用。3CCl4 +2SbF3 3CCl2F2 +2SbCl3SbCl5 CCl4 +2HF CCl2F2 +2HClSbCl526例 题例51
19、 用化学方法鉴别下列化合物：A、1氯丁烷 B、1溴丁烷 C、1碘丁烷 D、己烷 E、己烯解析：要解答用化学方法鉴别有机化合物这类习题，首先要掌握各类化合物的结构及官能团的特征，即是利用化合物不同的化学性质和个别化合物的特征反应进行鉴别，也就是本书讲述的各类化合物的鉴别方法。各类化合物定性鉴别的化学反应，应该满足以下基本要求：操作简便安全：反应容易进行，现象明显，如有颜色变化、有气体产生、发生浑浊或有沉淀生成等，以便于观察。27 在本题所给的五个化合物中，A、B、C三个化合物为不同卤素原子的卤代烃，D为烷烃，E为烯烃。首先利用烯烃的特性，加Br2CCl4 溶液将E与A、B、C、D分开。然后再加入
20、AgNO3乙醇溶液并加热，可与A、B、C反应生成不同颜色的卤化银沉淀，且反应速率也不同，而D不与之反应。确定鉴别方法后采用简单的方式进行表述，表述的方式通常采用下列几种方式之一即可：叙述式、图解式、反应式表达式及表格式。现以叙述式和图解式解答例题如下。叙述式；分别取一定量的A、B、C、D、E五种化合物，然后分别加入少量的Br2CCl4溶液，使溴的颜色褪色的为E，无变化的为A、B、C、D。然后再取一定量的A、B、C、D四种化合物，分别加入硝酸银乙醇溶液，加热后立刻有黄色沉淀生成的为C，稍慢有浅黄色沉淀生成的为B，最慢生成白色沉淀的为A，无沉淀生成的为D。28图解式：ClCH2CH2CH2CH3B
21、rCH2CH2CH2CH3ICH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH CH2Br2-CCl4不褪色不褪色不褪色不褪色褪色AgNO3-乙醇AgCl（白）反应最慢AgCl（黄色）反应快AgCl（浅黄色）无沉淀生成29本 章 小 结卤代烷的构造异构：碳链异构位置异构卤代烷的系统命名法要点：选主链：选取含卤素原子的最长碳链作为主链。编号：从靠近支链的一端开始编号。写名称：按支链位次，名称、卤原子位次，名称、母体名称的顺序写名称。30卤代烷的化学反应消除反应KOHC2H5OHRCHCHCH3（按查依采夫规则）RCH2CHCH3XRX水解氰解醇解氨解生成卤化
22、银与镁的反应NaOH，H2ONaCNNaORRORNH3AgNO3RONO3 +AgXMgRMgX过量醇溶液乙醚ROHRCNRNH231卤代烃的鉴别 硝酸银乙醇溶液试验 卤代烃与硝酸银乙醇溶液反应，生成不溶性的卤化银沉淀。不同结构的卤代烃，与硝酸银乙醇溶液的反应速率有很大的差别。根据生成卤化银沉淀的速率，可区别不同结构的卤代烃。不同卤原子的卤代烃，除根据反应速率外，还可根据其产物AgX沉淀的不同颜色来鉴别。32习 题 用系统命名法命名下列化合物：IBrCH2CH2BrCH3 CH2CCHCHCH3ClH3C CHCH3Br（CH3）CClCHClCH32ClCH2CCl2CH3CH2CCH2C
23、H2ClC2H5ClCHCH3CHCH3MgBrCH2ClF33 写出下列化合物质构造式：烯丙基氯叔丁基碘2-甲基-2-氯丁烷一溴环戊烷乙基氯化镁1，2-二氯-3-溴丙烯2-甲基-3-氯-1-戊烷碘仿 完成下列化学反应：CH3CH2CHCH2HBr？NaCN？CH3CHBrCH3 Mg干醚？NH2？CH3CHCHCH3CH3BrNaOH-醇NaOH-H2O34CH3CHCH2CH2BrCH3醇KOHHBr醇KOHHBr？CaC2 CH CH 2Cl2？CH3CHCHCH3HCl？NH3？CH3CHCH2Cl2？500 C2H5ONaCl2？CH2CHCH3CH3 CHCH3BrAgNO3（醇）
24、？CH3HBr？NaCN？35 填空题（答案填在横线上）。卤代烃中常用作灭火剂的是 ，电冰箱和空调中目前常用的制冷剂是 。一元卤代烷的沸点随着碳原子数的增加而 ；卤代烷同系列的密度，一般是随着碳原子数的增加而 。仲卤代烷和卤代烷脱卤化氢时，是从含氢 的-碳原子上脱去的，这个经验规律叫 规则。选择题（在括号内用编号填上答案）。要制取较纯的氯乙烷，下列诸路线中最佳路线是（）。CB D乙烷和氯气在光照下发生取代反应乙烯和氯气加成乙炔在Pt催化下加氢，再与HCl加成乙烯和HCl加成36下列物质中，在室温与AgNO3-醇溶液反应能产生卤化银沉淀的是（）。CB D二氯乙烷3-氯丙烯1-溴丙烷1-碘丙烷下列
25、化合物与AgNO3-C2H5OH溶液反应最慢的是（），最快的是（）。CB DCH3CHBrCH2CH3BrCH CH CH2CH3CH3CCH3CH3BrCH3CH2 CH2CH2Br 用化学方法鉴别下列化合物：CH3 CH CH ，CH2CHCl 和CH3CH2 CH2Br1-氯戊烷 ，2-溴丁烷 和 1-碘丙烷37 由指定原料合成下列化合物（以化学反应式表示）。以乙烯为原料合成1，1，2-三溴乙烷和氯乙烯以丙烯为原料2，2-二溴丙烷和1-氯-2，3-二溴丙烷由1-溴丙烷制备2-溴丙烷和异丙醇 某化合物A，分子式为C4H8，加溴后的产物用KOH-乙醇溶液加热处理，生成分子式为C4H8 的化合
26、物B，B能和硝酸银氨溶液反应生成沉淀，试推测A与B的构造式，并说明理由。有A、B两种溴代烃，它们分别与NaOH-乙醇溶液反应，A生成功之路1-丁烯，B生成异丁烯，试推测A、B两种溴代烃可能的构造式。38阅读材料一氟里昂与环境保护 紧紧裹着地球的是一圈大气层，人们居住的地球在离地面1215Km高度的大气层称为平流层，在平流层中偏下方有一层称为地球 “保护伞”的臭氧层，它的作用是吸收和抵挡有害于人类和其他生物的紫外线，保护着地球上人类和其它生物的生存环境。然而，进入20世纪70年代后，科学家发现南极的臭氧层却遭到了严重的破坏，臭氧急剧减少，臭氧层出现了巨大的空洞。臭氧层的破坏，会抑制农作物及其他植
27、物的生长，损害海洋生物，加剧“温室效应”，还会使人类健康受到威胁，导致呼吸道疾病、白内障、皮肤癌、免疫系统受损等疾病患者增加。臭氧层日趋严重的破坏，与近年来大量使用氟里昂有关。氟里昂进入平流层后，强烈的太阳短波辐射能使它们分解、释放出氯原子，氯原子遇到臭氧分子就要夺取臭氧分子中的1个氧原子，使臭氧分子变成不具有遮挡紫外线功能的普通氧原子。为了防止臭氧层继续遭到更严重的破坏，目前唯一的“补天术”就是逐步减少直至完全停止生产、使用氟氯烃。国际协会组织己规定在2010年停止生产使用氟里昂。氟里昂产品受到限制后，人们开始寻找它们的代用品，现在己经研制出氟里昂-22（CH2F2）和氟里昂-125（CHF
28、2CF2）等制冷剂，这些化合物分子中不含有氯原子，对臭氧层无破坏作用。39阅续材料二足球场上的“化学大夫”氯乙烷 在激烈的足球赛中，经常有球员受伤倒地并痛苦地翻滚。医生跑上前去用药水对准球员的受伤部位喷射。一会儿工夫球员就能够重新投入比赛，医生用了什么药水能够如此快速地治好球员的伤痛？这就是被人们称为足球场上的“化学大夫”氯乙烷的功劳。氯乙烷在常温下是一种气体有机物，在一定压强下成为液体。球员受伤后，如果是软组织受伤或拉伤，医生只要将氯乙烷液体喷射到受伤部位，氯乙烷喷洒在皮肤上立即汽化吸热，引起皮肤骤冷，暂时失去知觉，痛感也随之消失。同时皮下的毛细血管收缩，停止流血，受伤部位不会出现淤血和水肿，这种方法称为局部麻醉。足球场上的“化学大夫”就是靠局部麻醉方法，使球员的伤痛在短时间内消失。40YOU！41