第三章烃的卤代物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,青岛理工大学,*,有 机 化 学,2,第三章 烃的卤素衍生物,3.1,卤代烃的分类、同分异构现象及命名,3.2,卤代烃的性质,3.3,卤代烯烃和卤代芳烃,3.4,重要的卤代烃,习题,3.1.1,卤代烃的分类,1.,按分子中所含卤原子的数目，分为一卤代烃和多卤代烃。,2.,按分子中卤原子所连烃基类型，分为：,卤代烷烃,R-CH,2,-X,卤代烯烃,R-CH=CH-X,乙烯式,R-CH=CH-X,烯丙式,R-CH=CH-CH,2,-X,孤立式,R-CH=CH(CH,2,),n,-X (n2),卤代芳烃 乙烯式,3.,按卤素所连的碳原子的类型，分为：,3.1.2,卤代烃的同分异构现象,卤代烃的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体要多，,例如，一卤代烃除了碳干异构外，还有卤原子的位置异构。,一氯代丁烷有四个异构体：,3.1.3,卤代烃的命名,系统命名法：,以相应烃为母体，将卤原子作为取代基。,命名时，在烃名称前标上卤原子及支链等取代基的位置、数目和名称。例：,简单卤代烃命名：,多卤代烃：,CHCl,3,(,氯仿,),CHI,3,（碘仿）,全氟代烃：,CF,3,CF,3,CF,3,(,全氟丙烷,),3.2.1,卤代烃的物理性质,3.2.2,卤代烃的化学性质,3.2,卤代烃的性质,3.2.1,卤代烃的物理性质,1,、物理性质,(,自学,),1.,沸点：,M,，,b.p,。,碳原子数相同的卤代烷：,RI,RBr,RCl,支链，,b.p,。,2.,相对密度：,一氯,代烷,1,；,一溴,代烷和,一碘,代烷,1,。,同系列中，卤代烷的相对密度随,碳原子,数的而。,3.,可燃性：,随,X,原子数目的而。,Because the halogens are more electronegative than carbon,the carbon-halogen bond is polarized.The carbon atom is partially positive and the halide is partially negative creating a dipole(charges separated by a distance).,2,、偶极矩,Lets look at the electron density of the methyl halides.As we go to the larger halogens,the electron density increases because the valence electrons are located in shells farther from the nucleus.,3.2.2,卤代烃的化学性质,卤代烃的化学性质活泼，且主要发生在,C,X,键上。因：,分子中,C,X,键为极性共价键，碳带部分正电荷，易受带负,电荷或孤电子对的试剂的进攻。,分子中,C,X,键的键能（,C,F,除外）都比,C,H,键小。,键,C,H C,Cl C,Br C,I,键能,KJ/mol 414 339 285 218,故,C,X,键比,C,H,键容易断裂而发生各种化学反应。,（一）亲核取代反应,RX +,：,Nu,RNu +X,Nu=HO-,、,RO-,、,-CN,、,NH,3,、,-ONO,2,：,Nu,亲核试剂。,由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应（用,SN,表示）。,1.,水解反应,1,加,NaOH,是为了加快反应的进行，使反应完全。,2,此反应是制备醇的一种方法，但制一般醇无合成价值，可用,于制取引入,OH,比引入卤素困难的醇。,2.,与氰化钠反应,1,反应后分子中增加了一个碳原子，是有机合成中增长碳链,的方法之一。,2CN,可进一步转化为,COOH,，,-CONH,2,等基团。,3.,与氨反应,4.,与醇钠（,RONa,）反应,R-X,一般为,1RX,，,（,仲、叔卤代烷与醇钠反应时，主要发生消除反应生成烯烃,）。,5.,与,AgNO,3,醇溶液反应,此反应可用于鉴别卤化物，因卤原子不同、或烃基不同的卤代,烃，其亲核取代反应活性有差异。,（反应速度：三级,二级,一级；,RI RBr RCl RF,）,卤原子之间的交换反应：,卤代烃的反应活性为：,R,3,C-X,R,2,CH-X,RCH,2,-X,R-I,R-Br,R-Cl,上述反应都是由试剂的负离子部分或未共用电子对去进攻,C,X,键中电子云密度较小的碳原子而引起的。这些进攻试剂都,有较大的电子云密度，能提供一对电子给,C,X,键中带正电荷的,碳，也就是说这些试剂具有亲核性，我们把这种能提供负离子,的试剂称为亲核试剂。由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称,为,亲核取代反应,。,简称为,SN,（,S,取代、,N,亲核）,。,室,反应通式如下：,Nucleophile substrate,反应通式：,总结：亲核取代反应,（二）消除反应,从分子中脱去一个简单分子生成不饱和键的反应称为消除反应，,用,E,表示。,卤代烃与,NaOH,（,KOH,）的醇溶液作用时，脱去卤素与,碳原子,上的氢原子而生成烯烃。,1,）消除反应的活性：,3RX 2RX 1RX,2,）,2,、,3RX,脱卤化氢时，遵守,扎依采夫（,Sayzeff,）规则,即,主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。,例如：,71%29%,马氏规则：烯烃和酸（,HX,）加成时，,X,加到含氢较少的双键碳原子上。,（三）与金属的反应,卤代烃能与某些金属发生反应，生成有机金属化合物,金属原子直接与碳原子相连接的化合物。,1.,与金属镁的反应,格氏试剂的结构还不完全清楚，一般认为是由,R2,Mg,、,MgX,、,（,RMgX,）,n,多种成分形成的平横体系混合物，一般用,RMgX,表示。,与含活泼氢的化合物作用,上述反应是定量进行的，可用于有机分析中测定化合物所含,活泼氢的数量目（叫做,活泼氢测定法,）。,格氏试剂遇水就分解，所以，在制备和使用格氏试剂时都必须,用,无水溶剂和干燥的容器,。,操作要采取,隔绝空气中湿气,的措施。,在利用,RMgX,进行合成过程中还必须注意含活泼氢的化合物。,2.,与金属钠的反应（,Wurtz,武兹反应）,2R,X +2 Na R,R +2NaX,此反应可用来从卤代烷制备含偶数碳原子，结构对称的烷烃,（只适用于同一伯卤代烷，不同烷基无实用价值）3.,与金属锂反应,卤代烷与金属锂在非极性溶剂（无水乙醚、石油醚、苯）中,作用生成有机锂化合物：,3.3.1,分类,3.3.2,化学性质,3.3.3,双键或芳环位置对卤原子活性的影响,3.3,卤代烯烃和卤代芳烃,3.3.1,分类,1,、乙烯式卤代烃：,2,、烯丙式卤代烃：,3,、孤立式卤代烃：,（,n 2,）,3.3.2,化学性质,其化学性质与卤代烷相似，但反应活性差异较大。,1,化学反应活性,决定于两个因素：,1,）烃基的结构：烯丙式,孤立式,乙烯式,2,）卤素的性质：,R-I R-Br R-Cl,可用不同烃基的卤代烃与,AgNO,3,-,醇溶液反应，根据生成卤,化银沉淀的快慢来测得其活性次序。,综合考虑，卤代烃的化学活性为：,对烃基结构,CH,2,=CHCH,2,-X R,2,CH-X CH,2,=CH-X,3R-X 2R-X 1R-X,对卤素性质,R-I R-Br R-Cl,室,反应实例：,烯丙基式卤代烃的活性最大，乙烯式卤代烃最不活泼，孤立式卤代烃与相应的卤代烃相似。,化学活性次序（与硝酸银乙醇溶液反应）：,卤代烃与硝酸银乙醇溶液反应速度也与卤素性质有关：,R,I R,Br R,Cl,小结：,3.3.3,双键或芳环位置对卤原子活性的影响,P,共轭的结果，,C,Cl,键间电子云密度增大，增加了,C,Cl,键的稳定性，因此在,CH,2,=CHCl,中的,Cl,就不如,CH,3,CH,2,Cl,中的,Cl,活泼，乙烯式卤代烃在一般条件下不发生取代反应，例：,3.4.1,三氯甲烷,3.4.2,四氯化碳,3.4.3,氯乙烯,3.4.4,二氟二氯甲烷,3.4.5,氯化石蜡,3.4,重要的卤代烃,自学！,P,124,：,4,、,5,、,6,、,8,、,10,