卤代烃命名精选PPT.ppt
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1、关于卤代烃命名第1页,讲稿共61张,创作于星期日一、卤代烃的分类和命名一、卤代烃的分类和命名(一)、卤代烃的分类(一)、卤代烃的分类根据所连烃基的不同,可以分为:根据所连烃基的不同,可以分为:按卤素的种类:按卤素的种类:按卤素原子的数目:按卤素原子的数目:氯代烃、溴代烃和碘代烃氯代烃、溴代烃和碘代烃一卤代烃、二卤代烃及多卤代烃一卤代烃、二卤代烃及多卤代烃卤代脂肪烃(饱和与不饱和卤代脂肪烃(饱和与不饱和)C2H5Cl卤代芳香烃卤代芳香烃C6H5Cl卤代脂环烃卤代脂环烃Cl第2页,讲稿共61张,创作于星期日按卤素所连接的碳原子的不同:按卤素所连接的碳原子的不同:CH3CH2CH2ClCH3CHCH
2、3ClH3CCH3CH3ClC1-氯丙烷氯丙烷(伯卤代烷)(伯卤代烷)2-氯丙烷氯丙烷(仲卤代烷)(仲卤代烷)2-氯氯-2-甲基丙烷甲基丙烷(叔卤代烷)(叔卤代烷)伯(一级)、仲(二级)、叔(三级)卤代烃。伯(一级)、仲(二级)、叔(三级)卤代烃。第3页,讲稿共61张,创作于星期日(二)、卤代烃命名(二)、卤代烃命名1、简单卤代烃、简单卤代烃用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤)用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤)如:如:CH3CH2CH2ClCH3CH=CHBr正丙基氯正丙基氯丙烯基溴丙烯基溴CH3碘仿碘仿氯化苄氯化苄(苄基氯)(苄基氯)第4页,讲稿共61张,创作于星期日2、采用系统命
3、名法、采用系统命名法(结构复杂的卤代烃)(结构复杂的卤代烃)选择含有卤素原子的选择含有卤素原子的最长碳链最长碳链为主链,根据为主链,根据主链的碳原子主链的碳原子数数称为称为“某烷某烷”。从靠近从靠近取代基的一端将主链碳原子取代基的一端将主链碳原子依次编号。将依次编号。将侧链和卤原子侧链和卤原子作为取代基。作为取代基。书写名称时,取代基的书写名称时,取代基的先后顺序先后顺序规则排列,规则排列,较优先的原子和基较优先的原子和基团团依次放在后面。依次放在后面。CH3CHCH=CHCH3BrCH2=C-CH2CH2-ClCH2CH2CH3CH3CH3-CC-CHCH2-Br312454-溴溴-2-戊烯
4、戊烯2-丙基丙基-4-氯丁烯氯丁烯4-甲基甲基-5-溴溴-2-戊炔戊炔12 3441235第5页,讲稿共61张,创作于星期日3、不饱和卤代烃不饱和卤代烃通常以含有通常以含有卤素和不饱和键的最长碳链卤素和不饱和键的最长碳链为主链,并使为主链,并使双键和叁双键和叁键键的位次最小。的位次最小。12453CH3CHCH=CHCH3BrCH2=C-CH2CH2-ClCH2CH2CH3CH3CH3-CC-CHCH2-Br4-溴溴-2-戊烯戊烯12342-丙基丙基-4-氯丁烯氯丁烯123454-甲基甲基-5-溴溴-2-戊炔戊炔第6页,讲稿共61张,创作于星期日4、卤代脂环烃和卤代芳香烃卤代脂环烃和卤代芳香烃
5、分别以分别以脂环烃和芳香烃脂环烃和芳香烃作母体,把作母体,把卤原子卤原子作取代基命名作取代基命名1,3-二溴苯二溴苯CH3HHClBrBrClClCH2CH(CH3)21-异丁基异丁基-1,4-二氯环己烷二氯环己烷顺顺-1-甲基甲基-2-氯环己烷氯环己烷CH2CH2Cl1-苯基苯基-2-氯乙烷氯乙烷第7页,讲稿共61张,创作于星期日二、卤代烃的物理性质二、卤代烃的物理性质 一氟代烃、一氯代烃比重一氟代烃、一氯代烃比重水。水。大多数卤代烃为液体,高级卤代烃为固体。大多数卤代烃为液体,高级卤代烃为固体。沸点随碳原子增加而升高,其中碘代烷沸点随碳原子增加而升高,其中碘代烷 溴代烷溴代烷氯代烷氯代烷氟
6、代烷。氟代烷。卤代烃不溶于水,与烃类任意混溶。卤代烃不溶于水,与烃类任意混溶。CH2Cl2、CHCl3、CCl4等是常用的有机溶剂。等是常用的有机溶剂。第8页,讲稿共61张,创作于星期日三、卤代烃的化学性质三、卤代烃的化学性质卤代烃中卤素电负性强,因此卤代烃中卤素电负性强,因此CX键中电子对偏向卤素。键中电子对偏向卤素。+-极性共价键极性共价键烃基相同,卤原子不同的卤代烃,它们的化学活泼性决定于烃基相同,卤原子不同的卤代烃,它们的化学活泼性决定于CX键的键能。键的键能。键能:键能:(KJ/mol)CFCClCBrCICH485.3379285218.6414键能键能,CX键弱,反应键弱,反应反
7、应活性:反应活性:RIRBrRClRF第9页,讲稿共61张,创作于星期日1、亲核取代反应、亲核取代反应Nu-+RXR-Nu+X-亲核试剂亲核试剂反应物反应物产物产物离去基团离去基团反应活性:反应活性:RIRBrRCl(1)水解反应水解反应RCH2OH+NaXH2ONaOH+RCH2-X一般一般伯卤代烃伯卤代烃及及某些仲卤代烃某些仲卤代烃水解时生成相应的水解时生成相应的醇醇。而。而叔叔卤代烃卤代烃及及大多数仲卤代烃大多数仲卤代烃水解时,主要发生消除反应而得到水解时,主要发生消除反应而得到烯烃烯烃。第10页,讲稿共61张,创作于星期日(2)醇解反应醇解反应醇的碱金属盐(烷氧基负离子醇的碱金属盐(烷
8、氧基负离子RO-是亲核试剂)与是亲核试剂)与卤代烷反应,卤代烷反应,生成的产物是生成的产物是醚醚。此反应常用来合成不对称醚类化合物,成为威廉姆森。此反应常用来合成不对称醚类化合物,成为威廉姆森(Williamson)法合成醚。)法合成醚。R-X:一般为伯卤代烷一般为伯卤代烷RX+R/ONaR-O-R/+NaXCH3CH2Br+NaOCH(CH3)2C2H5OCH(CH3)2+NaBr适当的卤代醇(如适当的卤代醇(如-氯代醇),在碱性条件下可发生分子内氯代醇),在碱性条件下可发生分子内的的亲核取代反应,生成环状的醚。亲核取代反应,生成环状的醚。HOCH2CH2ClCaOH2OOCH2CH2第11
9、页,讲稿共61张,创作于星期日R-X+NaCNR-CN+NaXH2OR-COOHR-X:一般为一般为伯伯卤代烃卤代烃应用:应用:CH2BrCH2COOHCH2BrNaCNCH2CNH+H2OCH2COOH(3)氰解反应)氰解反应第12页,讲稿共61张,创作于星期日(4)氨解反应)氨解反应R-CH2X+2NH3RCH2-NH2+NH4X伯胺伯胺R-CH2X+R/NH2RCH2-NHR/仲胺仲胺氨与卤代烷反应时,氨基取代卤原子生成伯胺和卤化氢。氨与卤代烷反应时,氨基取代卤原子生成伯胺和卤化氢。卤代烷和伯胺反应可生成仲胺。卤代烷和伯胺反应可生成仲胺。(5)卤离子交换反应)卤离子交换反应25CH3CH
10、2I+NaCl+CH3CH2ClNaI丙酮丙酮CH3CH2I+NaBr+CH3CH2BrNaI第13页,讲稿共61张,创作于星期日(6)与与AgNO3的反应的反应硝酸硝酸酯酯R-X+AgNO3R-ONO2+AgX醇醇此反应可用于鉴别此反应可用于鉴别卤化物卤化物,因卤原子不同、或烃基不同,因卤原子不同、或烃基不同的卤代烃,其的卤代烃,其亲核取代反应活性亲核取代反应活性有差异。有差异。卤代烃的反应活性为:卤代烃的反应活性为:R3C-XR2CH-XRCH2-XR-IR-BrR-Cl时温下沉淀时温下沉淀加热才能沉淀加热才能沉淀叔卤代烷叔卤代烷仲卤代烷仲卤代烷伯卤代烷伯卤代烷R-I第14页,讲稿共61张
11、,创作于星期日2、消除反应(、消除反应(-消除反应消除反应)消除反应消除反应-这种由这种由一个分子一个分子中脱去一些中脱去一些小分子小分子,同时形成,同时形成双键双键的反应,的反应,用用E表示表示。R-CH-CH2+KOHR-CH=CH2+KX+H2OC2H5OHHX反应活性:反应活性:R3C-XR2CH-XRCH2-X消除方向消除方向KOH/C2H5OHCH3CH=CHCH3+CH3CH2CH=CH2CH3CH2CHCH3Br2-丁烯(丁烯(81%)1-丁烯丁烯(19%)经验规律:经验规律:消除结果为生成的消除结果为生成的双键双键碳上连有的碳上连有的烃基最多烃基最多的产物为主的产物为主查依采
12、夫规则查依采夫规则第15页,讲稿共61张,创作于星期日卤代烯烃或卤代烯烃或-碳原子上连有碳原子上连有苯环的卤代烃苯环的卤代烃进行消除反应时,总是倾进行消除反应时,总是倾向于生成稳定的向于生成稳定的共轭二烯烃共轭二烯烃。CH2CHCH2CH3CHCHCH2CH3ClKOH/C2H5OH主要产物主要产物3.与金属反应与金属反应卤代烷卤代烷能与某些能与某些活泼金属活泼金属直接反应,生成直接反应,生成有机金属化合物有机金属化合物。与金属镁的反应与金属镁的反应R-X+Mg无水乙醚无水乙醚生成的金属镁有机化合物生成的金属镁有机化合物RMgX俗称格林雅试剂,简称格氏试剂俗称格林雅试剂,简称格氏试剂格林尼亚法
13、国化学家,格林尼亚法国化学家,1871年发年发明而命名。明而命名。1912年获得诺贝尔化学奖。年获得诺贝尔化学奖。R-MgX第16页,讲稿共61张,创作于星期日格氏试剂格氏试剂遇到含有遇到含有活泼氢活泼氢的化合物,很快发生反应,生成烃:的化合物,很快发生反应,生成烃:HOHROH/HNH2HXRMgXRH+Mg(OR)XRH+Mg(OH)XRH+Mg(NH2)XRH+MgX2RH+R-CCMgXR-CC-H/第17页,讲稿共61张,创作于星期日上述反应是上述反应是定量定量进行的,可用于有机分析中测定化合物所含进行的,可用于有机分析中测定化合物所含活泼氢活泼氢的数的数量目(叫做活泼氢测定法)。量
14、目(叫做活泼氢测定法)。定量的定量的测定甲烷的体积,可推算出所含活泼氢测定甲烷的体积,可推算出所含活泼氢的个数。的个数。CH3MgI+A-HCH4+AI在利用在利用RMgX进行合成过程中还必须注意含进行合成过程中还必须注意含活泼氢活泼氢的化合物。的化合物。RMgX与与醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷等反应,生成等反应,生成醇、酸醇、酸等一系列化合物。等一系列化合物。格氏试剂遇格氏试剂遇水水就分解,所以,在制备和使用格氏试剂时都必须就分解,所以,在制备和使用格氏试剂时都必须用用无水溶剂和干燥无水溶剂和干燥的容器。操作要采取隔绝的容器。操作要采取隔绝空气中湿气空气中湿气
15、的措施,最好在的措施,最好在氮氮气气保护下进行。保护下进行。第18页,讲稿共61张,创作于星期日四、卤代烃的两种反应机理四、卤代烃的两种反应机理一、亲核取代反应机理一、亲核取代反应机理 反应是由反应是由试剂的负离子试剂的负离子部分或具有部分或具有未共用电子对的分子未共用电子对的分子进进攻电子云密度较小的攻电子云密度较小的碳原子碳原子,从而引起取代反应。这些进攻的,从而引起取代反应。这些进攻的离子离子或分子或分子都有较大的电子云密度,具有都有较大的电子云密度,具有亲核性质亲核性质,称为,称为亲核试剂亲核试剂。由。由亲核试剂进行的取代反应叫亲核试剂进行的取代反应叫亲核取代反应亲核取代反应,用,用S
16、N表示。表示。卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的:单分子单分子亲核亲核取代反应:取代反应:SN1,双分子双分子亲核取代反应:亲核取代反应:SN2。1、单分子亲核取代反应、单分子亲核取代反应(SN1)。实验证明:实验证明:3RXCH2=CHCH2X苄卤的水解是按苄卤的水解是按SN1历程历程进行的。进行的。反应机理反应机理第19页,讲稿共61张,创作于星期日反反应应历历程程第一步:第一步:Br+OH慢慢过渡态过渡态CH3CH3CH3C Br+CH3CH3CH3C+Br+CH3CH3CH3COH+BrBr+OHCH3CH3CH3CCH3CH3CH3C -因其
17、水解反应因其水解反应速度速度仅与反应物卤代烷的仅与反应物卤代烷的浓度浓度有关,而与有关,而与亲核试剂亲核试剂的浓度的浓度无关,所以称为无关,所以称为单分子单分子亲核取代反应(亲核取代反应(SN1反应)。反应)。第20页,讲稿共61张,创作于星期日第二步:第二步:快快过渡态过渡态+OH+CH3CH3CH3C OH+CH3CH3CH3COHCH3CH3CH3C 反应的第一步是反应的第一步是卤代烃电离卤代烃电离生成活性中间体生成活性中间体碳正离子碳正离子,碳碳正离子正离子再与再与亲核试剂亲核试剂进行第二步反应生成产物。故进行第二步反应生成产物。故SN1反应中反应中有活性中间体有活性中间体碳正离子生成
18、碳正离子生成。SN1反应决定于碳正离子的形成及稳定性,反应决定于碳正离子的形成及稳定性,碳正离子的稳定性是:碳正离子的稳定性是:CH3CH2=CHCH2R2CHRCH2R3C+第21页,讲稿共61张,创作于星期日SN1反应的速度是:反应的速度是:R3C-XCH2=CHCH2-XR2CH-XRCH2-XCH3-XSN1反应第一步生成的碳正离子为平面构型(正电荷的碳原子为反应第一步生成的碳正离子为平面构型(正电荷的碳原子为sp2杂杂化的)。化的)。第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。+SN1反应的立体化学:反应的立体化学:外消旋化(构型翻转外消旋
19、化(构型翻转+构型保持)构型保持)第22页,讲稿共61张,创作于星期日2、双分子亲核取代反应、双分子亲核取代反应(SN2反应)反应)反应机理反应机理-RCH2BrOHRCH2OHBr+亲核试剂亲核试剂Nu-并不是简单地替代离去团(并不是简单地替代离去团(L-),而是在),而是在它原位置它原位置背面背面进攻中心碳原子,并造成进攻中心碳原子,并造成C*的的构型反转构型反转,就象,就象大风吹翻一把雨伞。这种反转关系称为构型翻转式叫大风吹翻一把雨伞。这种反转关系称为构型翻转式叫瓦尔登瓦尔登(Walden)转化。)转化。第23页,讲稿共61张,创作于星期日 因为因为RCH2Br的水解速率与的水解速率与R
20、CH2Br和和OH-的的浓度浓度有关,所有关,所以叫做以叫做双分子亲核取代反应(双分子亲核取代反应(SN2反应)反应),动力学上表现为二级反动力学上表现为二级反应:应:V=KRCH2BrOH-K=水解常数水解常数V=水解速度水解速度SN2反应决定于过渡态形成的难易:反应决定于过渡态形成的难易:当反应当反应中心碳原子中心碳原子(-C)上连接的上连接的烃基多烃基多时,过渡态难于形成,时,过渡态难于形成,SN2反应就难于进行。反应就难于进行。原因:中心碳原子上连接的烃基越多或基团越大时,产生原因:中心碳原子上连接的烃基越多或基团越大时,产生的的空间阻碍空间阻碍越大,阻碍了亲核试剂从离去基团背面进攻反
21、应中心。越大,阻碍了亲核试剂从离去基团背面进攻反应中心。SN2反应的速度是:反应的速度是:R3C-XCH2=CHCH2-XCH3-XRCH2-XR2CH-X第24页,讲稿共61张,创作于星期日叔卤代烷叔卤代烷主要进行主要进行SN1反应,反应,伯卤代烷伯卤代烷SN2反应,仲卤代烷两反应,仲卤代烷两种历程都可,有反应条件而定。种历程都可,有反应条件而定。烯丙基型卤代烃烯丙基型卤代烃既易进行既易进行SN1反应,反应,也易进行也易进行SN2反应。反应。SN2反应的立体化学反应的立体化学a异面进攻反应(异面进攻反应(Nu-从离去基团从离去基团L的背面进攻反应中心)。的背面进攻反应中心)。b构型翻转(产物
22、的构型与底物的构型相反构型翻转(产物的构型与底物的构型相反瓦尔登瓦尔登Walden转化)。转化)。第25页,讲稿共61张,创作于星期日二、消除反应机理二、消除反应机理 消除反应有消除反应有单分子消除反应单分子消除反应和和双分子消除反应双分子消除反应两种不同的历程。两种不同的历程。1、单分子消除反应(、单分子消除反应(E1)单分子消除反应也是分两步进行的:单分子消除反应也是分两步进行的:(1)第一步是卤烷分子在溶剂中先离解成碳正离子;第一步是卤烷分子在溶剂中先离解成碳正离子;(2)第二步是在第二步是在-碳原子上脱去一个质子碳原子上脱去一个质子,同时在同时在-与与-碳原子之碳原子之间形成一个双键。
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