第2章卤化技术.ppt

第2章 卤化技术2.1 概述 在有机化合物分子中引入卤原子，形成败卤键，得到含卤化合物的反应被称为卤化反应。根据引入卤原子的不同，卤化反应可分为氯化；溴化、碘化和氯化。其中以氯化和溴化更为常用，氯化反应的应用最为广泛，是本章讨论的重点。卤化作为一种合成手段，已广泛用于有机合成以制取各种重要的原料、精细化学品(如有机药物、染料、香料和炸药等)的中间体以及工业溶剂等。通过向有机化台物分子中引入卤素，主要有两个目的：一是赋予有机化合物一些新的性能。例如，在染料分子中引入肉原子会使染料的色光产生一些变化，并使染料具有一些新性能。如含氟氛咬吭活性基的活性染料，具有优异的染色性能；铜酞著分子中引入不同氯原子、溴原子，可制备不同荧光绿色调的染料。另一目的是在制成卤素衍生物以后，通过卤基的进一步转化制备一系列含有其他基团的中间体。例如，由对硝基氯苯与氨水反应可制得染料中间体对硝基苯胺，由2，4二硝基氯苯水解可制得中间体2，4二硝基苯酚等。卤化反应主要使用的卤化剂有卤素(氯、溴、碘)、盐酸和氧化剂(如次氯酸钠、氯酸钠等)、金属和非金属的卤化物(如FeCl3、Pcl3：等)。卤化技术按其方法可分为取代卤化、加成卤化和置换卤化三种类型。2.2 卤化的基本原理2.2.1取代卤化的基本原理 取代卤化主要有芳环上的取代卤化、芳环侧链及脂肪烃的取代卤化。取代卤化以取代氯化和取代溴化最为常见。1.芳环上的取代卤化反应通式1）反应历程 芳环上的取代卤化一般属于离子型亲电取代反应。首先由极化了的卤素分子或卤正离子(亲电质点)向芳环做亲电进攻，形成 络合物，然后很快失去一个质子而得卤代芳烃。即2）影响反应的主要因素 芳烃取代基。芳环上取代基的电子效应对芳环上的取代卤化的难易及卤代的位置均有很大的影响。芳环上连有给电子基，卤代反应容易进行，且常发生多卤代现象，需适当地选择和控制反应条件，或采用保护、清除等手段，使反应停留在单、双卤代阶段。就给电子取代基而言，卤代反应主要生成邻、对位异构体，两种异构体的比例苟取代基的空间效应、电子效应均有关，在一般情况下，优先生成对位异构体。芳环上若存在吸电子基团，反应则较困难，一般需用Lewis酸催化剂，并在较高的温度下进行卤代，或采用活性较大的卤化试剂，使反应得以顺利进行。例如硝基苯的溴化。如果芳环上除吸电子基团外还有给电子基团，卤化反应就顺利多了。例如对硝基苯胺的取代氯化，氯基的定位取决于给电子基团(第一类定位基团)。（2）卤化试剂 在芳烃的卤代反应中，必须注意选择合适的卤化试剂，因这往往会影响反应的速度卤原子取代的位置、数目及异构体的比例等，反应过程如下（3）介质 常用的介质有水、盐酸、硫酸、醋酸、氮仿及其他卤代烃类化合物。反应介质的选取是根据被卤化物的性质而定的。对于卤化反应容易进行的芳烃，可用稀盐酸或稀疏酸作介质，不需加其他催化剂；对于卤代反应较难进行的芳烃，可用浓硫酸作介质，并加入适量的摧化剂。反应若需用有机溶剂，则该溶剂必须在反应条件下显示惰性。例如，水杨破的织代可用醋酸作溶剂；荣的氯代可用四氯化碳或氯苯作溶剂。溶剂的更换常常影响到卤代反应的速度，甚至影响到产物的结构及异构体的比例。一般来讲，采用极性溶剂的反应速度要比用非极性溶剂快。（4）反应温度 一般反应温度越高，反应速度越快。对于取代卤化反应而言，反应温度还影响卤素取代的定位和数目。通常是反应温度高，容易发生多卤代及其他副反应(如发生异构化、卤宏置换等反应)。故选择适宜的反应温度亦是成功的关键。2.芳烃的侧链取代卤化1）反应历程 芳环的侧链取代卤化主要是侧链上的氯化，重要的是甲苯的侧链氯化。劳环例链氢的取代卤化是典型的自由基链反应，其反应历程包括链引发、镀增长和链终止三个阶段。链引发 氯分子在高温、光照或引发剂的作用下，均裂为氯自由基。链增长 氯自由基与甲苯按以下历程发生氯化反应。应该指出，在上述条件下，芳环侧链的非。氢一般不发生卤基取代反应。链终止 自由基互相碰撞结合，或自由基与杂质结合，可造成链终止。例如2）主要影响因素光源。引发剂。员常用的自由基引发剂是有机过氧化物(例如过氧化苯甲酞和过氧化十二酰)和偶氮化合物(例如偶氯二异丁脂)，它们的引发作用是在受热时分解产生自由基。上述引发剂的优点是效率高，缺点是在引发过程中逐渐消耗，需要不不断补充。最近提出使用复合引发剂效果好，复合引发剂中的添加剂可以加速自由基反应，添加剂主要有吡啶、苯基吡啶、烯化多胺、六亚甲基四胺、磷酰胺、烷基酰胺、二烷基磷酰胺、脲、膦、磷酸三烷基酯、硫脲、环内酷胺和氨基乙醇等，添加剂的用量一般是被氯化物质量的o1一2。有时把上述引发剂称作“催化剂”。（3）杂质。（4）温度。3.脂肪烃的取代卤化 脂肪烃的取代卤化反应，大多属于自由基取代历程，与芳环例链卤化的反应历程相似。就烷烃氢原子的活性而言，若无立体因素的影响，叔cH仲cH伯CH，这与反应过程中形成的碳自由基的稳定性是一致的。卤化试剂有氯、溴、硫酰氯、N溴代丁二酷亚胺(NB5)等。它们在高温、光照或自由基引发剂存在下产生卤自由基。就卤索的反应选择性而言，BrCl。N溴代丁二酰亚胺等的选择性均好于卤素。例如：2.2.2 加成卤化的基本原理1.卤素与烯烃的加成1）反应历程一一卤素与烯烃的离子型亲电加成机理2)影响反应的主要因素 烯键邻近基团。与烯键碳原子相连的取代基性质不仅影响着烯键极化方向，而且直接影响着亲电加成反应的难易程度。卤素活泼性。由于c广的亲电性比Br强，所以氯与烯烃的加成反应速度比溴快，但反应选择性比溴差。溶剂。当卤化产物是液体时，可以不用溶剂或直接用卤化产物作溶剂。当卤化产物为固体时，一般用四氯化碳、三氯甲烷(氯仿)、二氯甲烷、三氯乙烯、乙醚、乙酸乙酯等惰性非质子传递溶剂。在不致引起副反应时，也可以用甲醉、乙醇、羧酸等质子传递溶剂。温度。温度对于烯烃加成卤化反应有较大影响。一般反应温度不宣太高，如烯烃与氯的加成，需控制在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应的发生。2.卤化氢与烯烃的加成 氟化氢、氯化氢、碘化氢与烯烃的加成，以及在隔绝氧气和避光的条件下，溴化氢与烯烃的加成，均属于离子型亲电加成反应。反应结果生成相应的卤代饱和烃，加成定位方向遵守马氏规则。卤化氢的反应活性顺序为 HIHBrHClHF 而在光照或过氧化物存在下，溴化氢与烯烃进行自由基加成反应，加成产物与马氏规则相反。(1)反应历程 离子型亲电加成反应历程。反应首先是卤化氢与烯烃应形成碳正离子然后碳正离子再与卤负高于结合，生成卤代烃。由于Lewis酸能促进卤化氢分子的离解，因而有加速这类反应的作用。例如：自由基加成反应历程。(2)影响反应定位方向的主要因震 烯键上取代基的电子效应。卤化氢与烯烃的离子型亲电加成反应的第一步，即烯键质子化是发生在电子云密度较大的烯键碳原子上。当烯键碳原子接有斥电子取代基时，加成方向符合马氏规则；接有吸电子取代基时，加成方向反马氏规则。例如 活性中间体碳正离子或碳自由基的稳定性。碳正离子或碳自由基的稳定性顺序为叔仲伯。该活性中间体若与苯环、烯键、烃基等相连接，由于共钝或超共短效应的存在，而使其更加稳定，卤加成更易在此碳原子上进行。由于CH3(CH2)6一基团空间效应的影响，溴自由基与端位烯键碳原于的疆担会远远多于第二位碳原子，因此产物以l溴代代烷为主。这类反应已成为1溴代烷的重要合成方法。取代基的空间效应。2.2.3 置换卤化的基本原理 1.醇羟基的卤置换(1)醇与氢卤酸的反应（2）反应历程 醇和氢卤酸的反应属于酸催化下的亲核取代反应，其中叔酵、苄醇一般按sNl历程,而其他醇大多技SN2历程进行反应。醇的反应活性为：苄醇、烯丙醇叔醇仲醇伯醇。氢卤酸的反应活性为：HIHBrHClHF2.酚羟基的卤置换 酚经基的活性较小，由酚制备氯代劳烃，一般需用强卤化试剂，如五氯化磷(或其与三氯氧磷的混合物)，在较剧烈的条件下反应。由于五氯化磷受热易离解成三氯化磷和氯，温度越高，离解度越大，置换能力也随之而下降；且因氯的存在可能产生芳核上的卤代或烯键加成等副反应，故用五氯化磷进行卤置换反应时，温度不宜过高。除此之外，酚还可用有机磷复合卤化试剂进行卤置换，如二卤代三苯基膦，其反应活性更大，反应条件一般比较温和。对于活性较小的酚羟基，也可在较高温度和常压下进行卤置换。3.卤代烃的卤置换反应 卤代烃分子中的氯或溴原子，与无机卤化物的氟原于进行交换的过程，称为卤置换反应。这是合成用一般方法难以得到的氟代烃的重要方法。常用的氟化剂有氟化钾、三氟化锑、五氟化锑、氮化汞等，其中以氯化汞的反应性最强，其次是五氟化锑。三氟化锑、五氰化锑均能选择性的作用于同一碳原子上的多卤原子，而不与单卤原子发生交换。2.3 取代氯化1催化剂的选择1）苯的一氯化制氯苯催化剂2)苯的二氯化制对二氯苯催化剂3）甲苯的氯化制对氯甲苯催化剂4）对氯甲苯的氯化制2,4-二氯甲苯催化剂5）苯酚的氯化催化剂邻氯苯酚对氯苯酚2,4-二氯苯酚2.重要实例-氯苯的制备2.3.2 芳烃的侧链氯化1反应历程和反应动力学(1)反应历程芳环侧链上。氢的取代氯化是典型的自由基链反应。(2)反应动力学甲苯侧链氯化是一个连串反应。甲苯在侧链氯化时，其。氢可以依次被氯取代。甲苯侧链氯化的副反应。i2.反应器3重要实例?氮甲苯的制各 甲苯和芳环上有取代基(主要是甲基、氯基、溴基和氟基等)的甲苯衍生物经侧链氯化可制得一系列产品，它们大都是医药中问体和农药中间体。(1)。氯甲苯的制备 （2）-三氯甲苯的制备2.3.3 饱和烃的取代氯化 饱和烃的取代卤化也是自由基链反应，与芳环侧链卤化的反应历程相似。这类反应中最重要的生产实例是甲烷和一氯甲烷的氯化制各种氯甲烷以及石蜡的氯化制氯化石蜡。1甲烷的氯化制各种氯甲烷 甲烷的氯化有氯气氯化和氧氯化两种方法，现分别叙述如下。(1)氯气氯化 甲烷的氯化是连串反应，可依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，它们都有广泛的用途。甲烷的氯化，目前在工业都采用在300500的热氯化法。甲烷的热氯化是速度极快的强烈放热反应，反应时间只需要几秒钟，在反应体系中，氯气局部过浓的区域，放热量大，局部温度过高，反应激烈，会发生炭化、二聚等副反应。为了控制反应温度，工业上常采用如下方法：1)控制C12与CH4摩尔比。甲烷的单程转化率一般不超过30，并将未反应的甲烷和一部分较低级的甲烷氯化物循环回反应器。2)使用多级串联绝热反应器。在每两个反应器之间有冷却装置，氯气分别通人每个反应器中。3)利用流化床换热反应器。可利用惰性热载体(例如石英粉)和传热装置移除反应热。或利用负载有氯化钾或氯化铜的铝胶催化剂或分子筛催化剂为热载体。4)向反应区喷人一定量的雾状四氯化碳或其他多氯甲烷，利用它们的汽化来移除反应热。单用全返混型流化床反应器，氯的转化不完全，因此在实际生产中采用返混型和活塞流型反应器串联的方法。(2)氧氯化法 甲烷的热氯化时副产大量的氯化氢，为此又开发了以氯化氢和(空气中的)氧为氯化剂的氧氯化法。此法以由CuCl2CuCl-KCl组成的熔盐为催化剂兼热载体，其反应历程如下。在氯化器中由底部向熔盐中通人甲烷气、氯气、氯化氢气体和循环返回的氯化中间产物气体，将氯化器中的熔盐组分CuOCuCl2再生为2CUCl2，后者使甲烷氯化成各种氯甲烷，同时CuCl2被还原为Cu2C12。含CuzCl2的熔盐在氧化器中被空气中的氧气氧化成CuOCuCl2，再返回氯化中。2一氯甲烷的氯化制多氯甲烷 在没有天然气的地区，也可以石油化工的廉价甲醇为原料，先与盐酸反应生成一氯甲烷，再将一氯甲烷氯化成多氯甲烷。除了高温气相热氯化法以外，也可以用液相引发氯化法。例如，在四氯化碳溶剂中，在1325MPa和80120C，在少量过氧化物引发剂的存在下，用氯气进行一氯甲烷的氯化时，氯的转化率可达98一100。由于各步氯化反应速度常数的改变，此法特别适用于二氯甲烷的制备。3氯化石蜡 氯化石蜡是以C10C30的正构烷烃为原料，经取代氯化制得的产物的总称。氯化石蜡是一类重要的辅助增塑剂和阻燃剂。每种产品都是混合物，因此其化学式和相对分子质量都是平均值，商品的牌号通常是以氯的含量(质量分数)来命名，石蜡的氯化是自由基链反应，其氯化方法有热氯化、光氯化、光催化氯化和催化氯化等。在工艺上已由间歇操作转为连续操作。氯蜡42和氯蜡52是液态产品，因此在氯化时可以不用溶剂，国内曾采用五种氯化法，它们是：塔内冷却催化氯化法、釜式自然外循环冷却催化光氯化法、釜式强制外循环冷却光氯化法、釜加塔节自然外循环冷却热氯化法和釜式热氯化法。氯蜡70是粉状固态产品，因此由氯蜡42再氯化时，一般要用四氯化碳作溶剂，采用光氯化法或光催化氯化法。但四氯化碳会破坏大气的臭氧层，根据(蒙特利尔议定书)，发达国家在2000年停用，发展中国家2004年后停用四氯化碳溶剂法。为此，针对氯蜡70的生产又开发了水悬浮相氯化法。此法是将氯蜡42在表面活性剂存在下，悬浮于68molL盐酸中，油水体积比(11：1)一(14：1)，在紫外光照射下，在150180摄氏度和o320MPa通人氯气进行氯化。此法要求设备耐腐蚀、耐高温、密闭耐压，国内已建成多套千吨级间歇操作装置，其连续氯化法技术要求高，待开发。234氯甲基化 氯甲基化反应是指芳香化合物例如苯在和甲醛混合下，加入无水氯化锌作催化剂，并通人HCl气体，生成芳氯甲烷。与芳烃的侧链氯化相比，芳烃的氯甲基化是增加一个碳原子的。卤代烷基芳烃的合成法，用途广泛。当芳环有给电子取代基时，有利于反应，而有吸电子取代基时，则于反应不利，例如硝基苯很难进行反应。常用的氯甲基化试剂有甲醛或多聚甲醛及氯化氢，质子酸(如盐酸、硫酸、磷酸等)及路易斯酸均为有效的催化剂。反应中可使芳烃过量，避免多氯甲基化反应的发生。当催化剂用量过大，反应温度过高，将有利于副产物二芳基甲烷生成。该反应可用来制备结构较复杂的化合物。2.4 加成氯化241 亲电加成重要实例 3-甲基-1-氯-2-丁烯是重要的合成香料中间体。它是由异戊二烯与氯化氢进行亲电加成氯化和异构化而制得的。亲电加成氯化反应可以不用催化剂，但是异构化反应则需要催化剂，在氯化亚铜催化剂存在下，在o一201N异戊二烯中通人氯化氢气体时亲电加成氯化和异构化是同时进行的，但是异构化反应速度慢，所以加成氯化后，要将反应液保温一定时问，使异构化达到平衡，生成l氯3甲基2丁烯的选择性可达95以上，异戊二烯转化率90以上。2.5置换氯化的重要实例(1)置换羟基 ；氯甲烷可由甲醇的置换氯化而得。在工业上有三种方法，即气液相催化法，气液相非催化法和气：固相接触催化法。气液相催化法。是将甲醇蒸气和氯化氢气体在140150(2和常压通人质量分数75氯化锌水溶液中。此法反应条件温和、设备流程简单，适于小规模生产，但消耗定额高，设备腐蚀严重。气液相非催化法。是将甲醇和氯化氢在120C和106MPa压力下，在回流塔式反应器中连续反应和连续精馏，塔顶蒸出氯甲烷，塔底排出水。此法的优点是：甲醇的选择性好、转化率高，单耗接近理论值，产品纯度高，但是对设备材料要求高。只适用于大规模生产。气固相接触催化法。是将甲醇蒸气和氯化氢气体在250300(2连续地通过硅胶催化剂，甲醇的选择性998，单程转化率985。此法对原料中水含量控制严格，反应器制造技术复杂，只适用于大规模生产。另外，氯甲烷还是许多有机磷农药的副产物。用上述类似的方法可以从乙醇的置换氯化制得氯乙烷，但氯乙烷的制备也可以用乙烯和氯化氢的加成氯化法或乙烷的热取代氯化法。正十二烷基溴是有机合成原料和溶剂，它是由正十二醇与40溴化氢水溶液和浓硫酸按l：l：1的摩尔比回流而得，加人醇质量05的四丁基溴化铵，可使收率提高到96。l，6-溴己烷是医药和香料中间体，它是由l，6己二醇与三溴化磷在100一150反应而得，收率805。2.6 溴化技术 因溴比氯贵4倍，溴原子量约为氯的2倍，所以合成中用溴化物作中间体，卤袁成本很可能是相当于氯化物作中间体的10倍左右。所以溴化物只能用于特殊产品性能需要或特殊合成需要的场合。因此溴化物生产规模很小。有机化合物的溴化反应与氮化反应基本类似，有双键加成溴化，芳环取代溴化，芳环支链及饱和烷烃溴化以及置换溴化等。就采用的溴化试剂而言，Br2的直接溴化在工业上应用得最多，而其他溴化方法也各具特色，在工业上有着特殊用途。2.6.1取代溴化重要实例 产量最大的实例是芳香族溴系阻燃剂。这类阻燃剂品种很多，它们都是高熔点的固在制备不同的溴系阻燃剂时，其溴化反应条件各不相同，而且各有特点。(1)十溴二苯醚的制备十溴二苯醚由二苯醚通过十溴化而制得。纯品含溴833(质量分数)，熔点最高可达3063lo，在大多数有机溶剂中溶解度很小。二苯醚十溴化的生产工艺有两种f种是在惰性有机溶剂(例如二氮乙烷、四氯化碳或四氯乙烷等)中溴化，此法工业上较少采用。国内外普遍采用的方法是以大过量的溴为反应介质的溴化法。其优点是；操作简便、产品含溴量高、热稳定性好。所用演化催化剂是无水三氯化铝，为了保证其活性，要求二苯醚含水量在310-5(质量分数)以下，溴的纯度(质量分数)在995以上，含水量在15lo-5(质量分数)以下。溴化时逸出的副产溴化氢气体用水吸收，然后通氯再氧化成溴循环利用。262加成溴化重要实例 (1)四溴乙烷的制备 由乙炔和溴亲电加成而得。乙炔由玻璃反应塔下部通人，溴由塔的上部加入，溴化液由底部移出，利用溴(沸点5878，相对密度2828)在反应液中溶解，快速下沉，在下部反应区吸收反应热，沸腾汽化移出反应热。由于二溴乙烯的溴化速度比乙块的溴化速度快，因此，就是使用不足量的溴，二溴乙烯也不能成为主要产物。当乙炔过量1一5时，合成液中除了四溴乙烷以外，还有少量的二溴乙烯，三溴乙烯、三溴乙烷和少量溴化氢。乙炔中带人的少量水(极性分子)可使反应加快。2.7 碘化技术 由于碘的价格昂贵，碘化反应的实际应用受到很大限制j按碘化试剂分类，在芳环上碘化的方法主要有：ICl碘化、I2直接碘化及重氮基置换法。相对来说，其中比HCl碘化在工业上应用得最多。2.7.1 直接碘化 因I2是活性最低的亲电试剂，因此十分活泼的芳香族化合物(如苯酚、苯胺等)工业上可直接用12直接碘化。但该反应为一平衡反应，为位平衡向着有利于碘化方向进行，要采用加入氧化剂或加碱除去HI的方法。这些都在一定程度上限制其在工业上的应用。272 ICI碘化 Icl是较强的亲电取代试剂，能使碘化反应顺利进行。因此该反应具有反应速度快，反应温度低，产物易分离，而被工业界广泛采纳。273 重要实例 碘化的重要实例是制备医药和农药，在制备不同的碘化产物时，其碘化反应条件也各不相同。2，6二碘4氰基苯酚的制备 2，6二碘4氰基苯酚是触杀性除草剂。由对氰基苯酚在甲酪中，在20一25，用碘和氯气进行碘化而得。2.8 氟化技术 高强度的碳氟键，高电负性的氟和体积比较小的氟原子这三个因素使得氟化物的制备技术与其他卤素有很大的不同，其应用性能亦往往特别优越。制备全氟化合物的方法主要有三种：F2直接氟化，coP3氛化和电解氮化。281F2直接氟化 F2非常活泼，与有机物猛烈反应，放出大量的热，导致有机物的降解或破坏，也极易引起燃烧和爆炸。尽管可采用惰性气体稀释氟，或使反应在惰性溶剂中进行，来缓和直接氟化。但所得产物的组成仍很复杂，难以分离；设备技术也较复杂,尚未被工业界所接受。2.8.2 高价金属盐氟化-间接氟化高价金属盐氟化剂的氰化能力的顺序为 AgF2CoF3MnF3，PbF4HgF2从经济和活性角度综合考虑，使用最普遍的是CoF3。相对直接氟化来说，CDF3氟化优点是反应释放的热量(1925m01)比F2直接氟化(4353kJmoI)低得多，因此降解产物也少，另外，工业上采用了流动床反应器，可实现连续化操作。最适用从烃类制备全氯氟化合物。该方法是在曼哈顿计划中发展形成的，当时用来制造生产核燃料的全氟油，是已经工业化的一种方法。2.8.3 电解氯化 电解氟化可以制备许多带有功能基团的有机氟化合物及众多含o、N、s的全氟杂环化合物。这是前述二种氟化方法所不及的。理论上，只需不断补充HF和加入有机底物，电解可连续进行。同时，电解法具有产率高，选择性好和环境污染小等优点。因此，该法在工业上应用非常广泛。许多有机物能溶于无水氖化氢，将这个溶液在456V低电压下进行电解，在阳极表面的新生态氟，并不释放，而是在阳极和电解质的界面处使有机物氟化。阳极一般用石墨、微孔碳或镍，阴极一般用铁*因为无水氟化氢的沸点只有194，所以电解温度一般为olo，为了提高电解液的导电性，可加入KF、R3NHF或R4N”FHF并使用非质子传递极性有机溶剂，例如乙睛、环丁砜、二甲基亚砜等。电解过程中也会发生一系列降解和重排反应而影响目的产物的收率和纯度。因此，电解技术、工艺设计和副产物的综合利用非常重要。例如，当以正辛酰氯为原料时，全氟辛酰氟(水解后得全氟辛酸)的收率只有37左方，但同时生成了高达40的全氟环醚。用电解氟化法可制备全氟羧酸、全氟碳酸、全氟叔胺、全氟环醚等一系列产品，广泛用于制备全氟表面活性剂、织物和皮革的防水、防油、防尘整理剂、高效消防灭火剂、电子元件监测介质和高绝缘电器冷却剂等。但是烃类因不易溶于无水氟化氢，它们的电解氟化不易成功。2.8.4 卤素-氟交换的间接氟化 此为工业上大量使用的氟化方法，交换能力：IBr口，但由于有机氯产品价格低，因此工业上多采用酗。(1)反应条件 氟原子置换氯原子是制备有机氟化物的重要方法之一。常用的氟化剂是无水氟化氢、氟化钠和氟化钾等。用无水氟化氢(沸点194)时反应可在液相进行，也可在气相进行。用氟化钠或氟化钾时，反应都是在液相进行。脂链上和芳环侧链上的氯原子比较活泼，氟原子置换反应较易进行。芳环上的氯原子不够活泼，只有当氯原子的邻位或对位有强吸电基(主要是硝基或氰基)时，氯原子才比较活泼，但仍需很强的反应条件。为了使反应较易进行，要使用对氟化钠或氟化钾有一定溶解度的高沸点无水强极性有机溶剂。最常用的溶剂是N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环亚砜(它们沸点分别为153、189和2873)。为了促使氟化钠分子中的氟离子活化，最好加入耐高温的相转移催化剂，例如聚乙二醇600等。2.HF主要用于交换烷烃上或芳烃侧链上的Cl。HF氟化过去采用液相氟化法，现在工业上较多采用更先进的气相氮化法。HF氟化具有原料价格低、工艺路线成熟的特点，而得以在工业上应用。但安全防护要求高，设备极易腐蚀不可使用玻璃设备。3.KF主要用于交换芳族和杂环化合物环上的Cl。KF氟化同样具有原料易得、反应简单和专一性等优点。尤其是近年来相转移催化技术的发展，可提高产率和减少反应时间，更重要的是可以不使用昂贵的非质子极性溶剂，因此其工业应用日益广泛。4.重要实例 1)1，1，1，2四氟乙烷，是对大气臭氧层无破坏作用的制冷剂组分，商品名HF134a。它的合成路线主要有三个，即四氯乙烯气相氟化法、三氮乙烯液相二步F氟化法和三氯乙烯气相二步氟化法。工业上普遍采用三氯乙烯气相二步氟化法。第一步反应是放热反应，第二步反应是吸热反应，要分别在两个固定床气固相接触催化反应器中进行。催化剂的活性、稳定性和选择性非常重要。2)2，4，6三氟5氯嘧啶，是重要的活性染料中间体。传统的制备方法是2，46三羟基嘧啶(巴比妥酸)的氯化、氯基置换氟化法，不与氮原子相连的cc1键相当稳定，不能被氟原子置换。思考题 1.芳环上取代卤化时，有哪些重要影响因素?2用氯气进行苯的氯化制氯苯、苯的氯化制六氯环己烷、甲苯的氯化制一氯苄、甲烷的氯化制四氯化碳各有那儿项不同点和相同点，试用表列项作简要说明。3在所述芳环上取代卤化反应中都用到哪些催化剂、溶剂或介质?4.对以下反应做出评论：(1)二苯醚在发姻硫酸中或在甲醇中溴化制十溴二苯醚；(2)双酚A在过量溴中或在发烟硫酸中溴化制四溴双酚A，(3)苯酐在过量溴中或甲醇中四溴化制四溴苯酐。5对叔丁基甲苯在溶剂中，在光的照射下进行一氯化得到什么产品?6甲烷用氟气热氯化以制氯甲烷为主时和以制四氯化碳为主时的方法有何不同7以下反应各有何不同之处?(1）苯的沸腾氯化制一免苯。(2)乙烯的沸腾氯化制1，2三氮已烷。(3)乙炔的沸腾溴化制四溴乙烷。8.写出本章所遇到的各种亲电卤化反应、9烯烃的氯化常用那些物质作氯化剂?10置换卤化在精细有机合成个有何意义，可被卤基置换的取代基主要有哪些?