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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载有 机 化 学 教 案第五节其次章 烷烃和环烷烃 自由基取代反应烷烃和环烷烃的化学性质一、卤代反应CH4+Cl 2 h CH3Cl+HCl大量的实验证明叔CH 3Cl+Cl 2 h CH2Cl 2+HClCH 2Cl2+Cl 2 h CHCl 3+HClCHCl 3+Cl2 h CCl 4+HCl卤素反应的活性次序为:F2 Cl 2 Br2 I 2对于同一烷烃 , 不同级别的氢原子被取代的难易程度也不是相同的;氢原子最简洁被取代,伯氢原子最难被取代;二、氧化反应CH4 +O2点燃MnO 2CO2+H2O+热量RCH 2CH
2、2R+O 2RCOOHRCOOH三、环烷烃的反应1.卤代反应+Cl 2 h Cl+HCl+Br2300Br+HBr2.氧化反应 不论是小环或大环环烷烃的氧化反应都与烷烃相像,在通常条件下不易发生氧化反应,在室温下它不与高锰酸钾水溶液反应,因此这可作为环烷烃与烯烃、炔烃的鉴别反应 环烯烃的化学性质与烯烃相同,很简洁被氧化开环;KMnO 4 +HHOOCCH 2CH2CH2CH2COOH3.加成反应(1)加氢名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - +学习好资料欢迎下载H280NiCH3CH 2CH 3+H2200CH3CH2
3、CH2CH3环戊烷;Ni+H2300CH 3CH 2CH 2CH2CH3Ni环烷烃加氢反应的活性不同,其活性为环丙烷 环丁烷 (2)卤素+ Br 2 室温 BrCH 2CH 2CH 2Br+ Br2 BrCH 2CH 2CH2CH2Br(3)加卤化氢 环丙烷及其衍生物很简洁与卤化氢发生加成反应而开环;室温CH 3 + HBr CH 3CHBrCH 2CH3第六节 烷烃的卤代反应历程一、甲烷的氯代反应历程卤代反应机理: 试验证明, 甲烷的卤代反应机理为游离基链反应,这种反应的特点是反应过程中形成一个活泼的原子或游离基;其反应过程如下:(1)链引发 : 在光照或加热至250400 度时,氯分子吸取
4、光能而发生共价键的均裂,产生两个氯原子游离基,使反应引发;Cl 2 h 2 Cl(2)链增长:氯原子游离基能量高,反应性能活泼;当它与体系中浓度很高的甲烷分子碰撞时, 从甲烷分子中夺取一个氢原子,基游离基;结果生成了氯化氢分子和一个新的游离基甲Cl+CH4CH3+HCl. , 生成一氯甲烷和氯原子游离基甲基游离基与体系中的氯分子碰撞CH 3+Cl 2CH3Cl + Cl反应一步又一步地传递下去,所以称为链反应;CH 3Cl + Cl H 2 C Cl + H ClH2 C Cl + Cl 2 CH 2Cl 2 + Cl(3)链终止:随着反应的进行,甲烷快速消耗,游离基的浓度不断增加,游离基与游
5、离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加;名师归纳总结 Cl+ClCl 2第 2 页,共 33 页CH3+CH3CH 3CH 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载第三章烯烃和炔烃 亲电加成反应第五节 烯烃与炔烃的化学性质一、加成反应定义:碳碳双键中的 键断裂,两个一价原子或原子团分别加到 键两端的碳原子上,形成两个新的 键,生成饱和的化合物;1催化加氢H2CCH 2+H2NiCH3CH 3H 2CH 3CH3HCCH+H2NiH2CCH 2Ni2加卤素H2 CCH2+Br 2CCl 4Br CH 2 CH2Br将乙烯通入溴的四氯化
6、碳溶液中,溴的颜色很快褪去,常用这个反应来检验烯烃;HCCH+Br 2BrCHCHBrBr 2CHBr 2CHBr 2当分子中同时存在双键和叁键时,与溴的加成第一发生在双键上;HCCCH2 CHCH2+ Br 2HCCCH2CH CH2BrBr3加卤化氢H 2 CCH 2HBrCH 3CH 2Br同一烯烃与不同的卤化氢加成时,加碘化氢最简洁,加溴化氢次之,加氯化氢最难;不对称炔烃加卤化氢时,听从马氏规章;例如:HCCCH 3+HBrH2CCCH3HBrCH 3CBr2CH 3Br在汞盐的催化作用下,乙炔与氯化氢在气相发生加成反应,生成氯乙烯;HCCH+HClHgCl 2H 2 CCH Cl在光
7、或过氧化物作用下,炔烃与溴化氢的加成反应,得到反马氏规章的加成产物;如:HCCCH3+HBrH2O 2BrCH CHCH 3HBrCHBr 2CH2CH 3H2 O24. 加硫酸(加水)烯烃能与浓硫酸反应,生成硫酸氢烷酯;硫酸氢烷酯易溶于硫酸,用水稀释后水解生成醇;工业上用这种方法合成醇,称为烯烃间接水合法;H2 OH2 C CH CH3 H2SO4 CH 3CHOSO 3HCH 3 CH 3CHOHCH 3在稀酸( 10 H2SO4)中,炔烃比烯烃简洁发生加成反应;例如,在 10H2SO4和 5硫酸汞溶液中, 乙炔与水加成生成乙醛,此反应称为乙炔的水化反应或库切洛夫反应;汞盐是催化剂;名师归
8、纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - HCCH+H2学习好资料H2CCH欢迎下载OHgSO 4 H2 SO 4CH 3CHOOH其他的炔烃水化得到酮;如HCCCH3+H2 OHgSO 4H2CCCH3CH 3COCH 3H2 SO 4OH5. 加次卤酸烯烃与次卤酸加成,生成 - 卤代醇; 由于次卤酸不稳固,常用烯烃与卤素的水溶液反应;如:CH 3CHCH 2HOClCH 3CHOHCH2Cl二、氧化反应烯烃很简洁发生氧化反应,随氧化剂和反应条件的不同,氧化产物也不同;氧化反应发生时,第一是碳碳双键中的 键打开; 当反应条件猛
9、烈时, 键也可断裂;这些氧化反应在合成和 定烯烃分子结构中是很有价值的;1. 被高锰酸钾氧化用碱性冷高锰酸钾稀溶液作氧化剂,反应结果使双键碳原子上各引入一个羟基,生成邻二醇;H2CCHCH3KMnO 4H2 CCHCH 3 键打开, 键也可HO-OHOH如用酸性高锰酸钾溶液氧化烯烃,就反应快速发生,此时,不仅断裂;双键断裂时,由于双键碳原子连接的烃基不同,氧化产物也不同;H2CCHCH3KMnO 4CO 2+CH 3COOHH+CH3CCHCH 3KMnO 4 + HCH 3COCH 3+CH3COOHCH 3炔烃被高锰酸钾或臭氧化时,生成羧酸或二氧化碳;如:HCCCH 3KMnO 4 + H
10、CO 2CH 3COOHR1CCR2KMnO 4 + HR 1COOH+R2COOH2. 臭氧化在低温时,将含有臭氧的氧气流通入液体烯烃或烯烃的四氯化碳溶液中,臭氧快速与烯烃作用,生成粘稠状的臭氧化物,此反应称为臭氧化反应;如:OCC+O3CC + OO臭氧化物在游离状态下很不稳固,简洁发生爆炸;在一般情形下,不必从反应溶液中名师归纳总结 分别出来, 可直接加水进行水解,产物为醛或酮,或者为醛酮混合物,另外仍有过氧化氢生第 4 页,共 33 页成;为了防止生成的醛被过氧化氢连续氧化为羧酸,臭氧化物水解时需在仍原剂存在的条件- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -
11、- 学习好资料 欢迎下载下进行, 常用的仍原剂为锌粉;不同的烯烃经臭氧化后再在仍原剂存在下进行水解,可以得到不同的醛或酮;例如:O 3H2 C CH CH 3 2. Zn+ H2 O HCHO CH 3CHOCH3C C CH3 1. O 32 CH 3COCH 3H3 C CH3 2. Zn + H2 O烯烃经臭氧化再水解,分子中的 CH2=部分变为甲醛, RCH=部分变成醛, R2C=部分变成酮;这样,可通过测定反应后的生成物而估计原先烯烃的结构;三、聚合反应在肯定的条件下,烯烃分子中的 键断裂,发生同类分子间的加成反应,生成高分子化合物(聚合物) ,这种类型的聚合反应称为加成聚合反应,简
12、称加聚反应;n H2 C CH2 CH 2 CH 2 n在不同的催化剂作用下,乙炔可以分别聚合成链状或环状化合物;与烯烃的聚合不同的是,炔烃一般不聚合成高分子化合物;例如,将乙炔通入氯化亚铜和氯化铵的强酸溶液时,可发生二聚或三聚作用;2HCCHCu 2Cl 2 -NH 4ClHCCCHCH280853HCCHC 6H 53P 2NiCO 26070,1.5MPa 四、炔化物的生成与叁键碳原子直接相连的氢原子活泼性较大;使与叁键碳原子直接相连的氢原子较之一般的碳氢键,某些重金属离子反应生成金属炔化物;乙炔与熔融的钠反应,可生成乙炔钠:因 SP杂化的碳原子表现出较大的电负性,显示出弱酸性, 可与强
13、碱、 碱金属或HCCH+NaHCCNa丙炔或其它末端炔烃与氨基钠反应,生成炔化钠:HCCCH 3+NaNH 2液氨CH3 CCNa制得一系列炔烃炔化钠与卤代烃 (一般为伯卤代烷)作用,可在炔烃分子中引入烷基,同系物;如:CH3 CCNa+RXCH3 CCR+NaX末端炔烃与某些重金属离子反应,生成重金属炔化物;例如, 将乙炔通入硝酸银的氨溶液或氯化亚铜的氨溶液时,就分别生成白色的乙炔银沉淀和红棕色的乙炔亚铜沉淀:HCCH+2AgNH 32NO 3AgCCAg+2NH 4NO3+2NH 3白色HCCH+2CuNH 32ClCuCCCu+2NH 4Cl+2NH 3棕红色上述反应很灵敏,现象也很明显
14、,常用来鉴别分子中的末端炔烃;利用此反应,也可鉴别末端炔烃和叁键在其他位号的炔烃;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载五、 -H 的活性反应双键是烯烃的官能,与双键碳原子直接相连的碳原子上的氢,因受双键的影响,表现出肯定的活泼性,可以发生取代反应和氧化反应;例如, 丙烯与氯气混合,在常温下是发生加成反应,生成 1,2- 二氯丙烷;而在 500的高温下,主要是烯丙碳上的氢被取代,生成3- 氯丙烯;第六节H2CCHCH 3 +Cl 2500H 2 CCHCH 2Cl+HCl二烯烃三、共轭二烯烃的化学特
15、性1.稳固性物质的稳固性取决于分子内能的高低,分子的内能愈低,其稳固;分子内能的高低,通常可通过测定其氢化热来进行比较;例如:H2CCH CH 2CHCH 2+2H 2CH3CH 2CH 2CH2CH3 H=-254.4kJ mol-1H2CCHCHCH CH3+2H 2 H=-226.9kJ mol-1CH3CH2CH2CH2CH3从以上两反应式可以看出,虽然1,4-戊二烯与 1,3-戊二烯氢化后都得到相同的产物,但其氢化热不同,1,3-戊二烯的氢化热比 1,4-戊二烯的氢化热低,即 1,3-戊二烯的内能比 1,4-戊二烯的内能低,1,3-戊二烯较为稳固;2.亲电加成与烯烃相像, 1,3-丁
16、二烯能与卤素、卤化氢和氢气发生加成反应;但由于其结构的特殊性,加成产物通常有两种;例如,1,3-丁二烯与溴化氢的加成反应:H2 CCHCHCH2+HBrH2 CCHCHCH3+H2CCHCHCH 3BrBr这说明共轭二烯烃与亲电试剂加成时,有两种不同的加成方式;一种是发生在一个双 键上的加成,称为 1,2-加成另一种加成方式是试剂的两部分分别加到共轭体系的两端,即加到 C1和 C4 两个碳原子上,分子中原先的两个双键消逝,而在的双键,称为 1,4-加成; 3. 双烯合成C2 与 C3 之间,形成一个新共轭二烯烃与某些具有碳碳双键的不饱和化合物发生 1,4- 加成反应生成环状化合物的反应称为双烯
17、合成,也叫第尔斯 - 阿尔德(Diels-Alder)反应;这是共轭二烯烃特有的反应,它将链状化合物转变成环状化合物,因此又叫环合反应;+CH2165,90MPa 另一个不饱和的化合物称为亲双烯体;CH217h一般把进行双烯合成的共轭二烯烃称作双烯体,实践证明,当亲双烯体的双键碳原子上连有一个吸电子基团时,就反应易于进行;如:H 3C+CHO30H 3 CCHOCHH 3CCH 2H 3 C4. 聚合反应名师归纳总结 共轭二烯烃在聚合时,即可发生1,2- 加成聚合,也可发生1,4- 加成聚合;第 6 页,共 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第
18、七节学习好资料欢迎下载亲电加成反应历程一、烯烃亲电加成反应历程将乙烯通入含溴的氯化钠水溶液,反应产物除了BrCH2CH2Br 外,仍有少量BrCH2CH2Cl 生成,但没有ClCH2CH2Cl. CH 2BrCH 2Br+CH 2BrCH 2ClH2CCH 2+Br 2NaClH2O这一试验说明,乙烯与溴的加成反应,不是简洁地将乙烯的双键打开,溴分子分成两个溴原子,同时加到两个碳原子上这样一步完成的;假如是这样的话,就生成物应当只有BrCH2CH2Br,不应当有 BrCH2CH2Cl ,因 Cl-是不能使 BrCH2CH2Br 转变为 BrCH2CH2Cl 的;由此可知,乙烯与溴的加成反应不是
19、一步完成的,而是分步进行的;当溴分子接近双键时,由于 电子的排斥,使非极性的溴溴键发生极化,离 键近的溴原子带部分正电荷, 另一溴原子带部分负电荷;生成一个环状的溴鎓正离子;可用下式表示:带部分正电荷的溴原子对双键的亲电攻击,CH2+Br 2H2CBr+Br-CCH2H2接着溴负离子攻击溴鎓正离子中的一个碳原子,得到加成产物;Br+CH2+Br-BrCH2BrH2CH2C从上述的反应过程可以看出:(1)在这个有机反应过程中,有离子的生成及其变化,属于离子型反应; (2)两个溴原子的加成是分步进行的,而第一攻击碳碳双键的是溴分子中 带部分正电荷的溴原子,在整个反应中, 这一步最慢,是打算反应速度
20、的一步;所以这个反 应称为亲电性离子型反应,溴在这个反应中作亲电试剂;(3)两个溴原子先后分别加到双键 的两侧,属于反式加成;第一节单环芳香烃:第五章芳香烃亲电取代反应四、单环芳环化学性质 1. 取代反应(1)卤代+ Cl2 FeCl3Cl+ HCl (2)硝化反应+ 浓 HNO 3H 2SO4NO2(3)磺化反应名师归纳总结 + 浓 H 2SO4SO3H第 7 页,共 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载(4)傅 -克反应A. 傅-克烷基化反应+ RX AlCl 3R苯和 1-氯丙烷的傅 -克反应,产物比较复杂;由于在反应过
21、程中,碳正离子稳固性( 3oC +2oC +1oC +),正丙基碳正离子发生重排而形成较稳固的异丙基碳正离子,因而使产物有两种: + CHAlCl 3 3CH2CH2Cl + CH CH3CH2CH2CH3CH3 30 70B. 傅- 克酰基化反应在无水三氯化铝催化下,苯可以与酰卤或酸酐反应,在苯环上引入一个酰基而生成酮; + RCOCl AlCl 3 CO R从上述反应可看出,反应第一由正电基团或缺电子试剂攻击苯环引起的,这些试剂称为亲电试剂;与苯所发生的取代反应称为亲电取代反应;用以下通式表示其反应机理:E + + H H E +慢 E 快(5)苯环侧链上的取代反应甲苯在光照情形下与氯的反
22、应,不是发生在苯环上而是发生侧链上;CH3+ Cl 2光CH2 Cl2. 加成反应(1)加氢在加热、加压和催化剂作用下,苯能加三分子氢生成环已烷; + 3H+ 2200ClClCl ClNi (2)加氯3.氧化反应3 Cl2紫外光ClCl(1)苯环的侧链氧化CH CH3KMnO 4COOHCH3H+ 如侧链上不含 -H,就不能发生氧化反应;当用酸性高锰酸钾做氧化剂时,随着苯环的侧链氧化反应的发生,高锰酸钾的颜逐步褪去,这可作为苯环上有无 -H 的侧链的鉴别反应;(2)苯环的氧化名师归纳总结 苯环一般不易氧化,但在高温顺催化剂作用下,苯环可被氧化破裂;+ O2 V 2O5 O OO第 8 页,共
23、 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载五、苯环亲电取代反应历程1.卤代反应历程 2.硝化反应历程 3.磺化反应历程 4.傅克反应历程 六、亲电取代反应的定位规章及其应用1.定位规章 定位基分为两类:第一类定位基(邻对位定位基)和其次类定位基(间位定位基);第一类定位基:能使苯环的亲电取代反应变得比苯简洁,将苯环活化,把其次个取代 基引入它的邻对位;常见的有:-NHCH3 -NH2 -OH -OCH3 -NHCOCH 3 -R -X 其次类定位基:能使苯环的亲电取代反应变得比苯困难,将苯环钝化,把其次个取代 基引入它的间位,常见
24、的有: -NCH3 3 -NO2 -CN -SO3H -CHO -COOH 2. 定位规律的应用(1)猜测反应产物 A. 两个取代基定位方向一样 当两个取代基定位效应一样时,它们的作用具有加和性;如:CH3 CH3CH3B.两个取代基定位方向不一样 NO2当两个定位基定位效应发生冲突时,又分为三种情形;两个都是邻对位定位基,但是强弱不同,总的定位效应是强的取代基起主导作用;CH3 OH一个是邻对位定位基,一个是间位定位基,邻对位定位基起主导作用;CH3COOH两个均是间位定位基,二者的定位效应又相互冲突时反应很难发生;COOHNO2(2)挑选适当的合成路线名师归纳总结 如以甲苯为原料制备4-硝
25、基 -2-氯苯甲酸CH3Cl氧化COOH第 9 页,共 33 页CH3CH3卤代NO2Cl硝化NO2NO2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其次节稠环芳烃学习好资料欢迎下载2.萘的化学性质(1)取代反应由于萘环上 位电子云密度比 位高,所以取代反应主要发生在 位;在三氯化铁的催化下,萘能顺当地与氯发生反应;Cl+ Cl 2FeCl3萘的硝化比苯简洁, 位比苯快750 倍, 位也比苯快50 倍;因此萘的硝化在室温下也能顺当进行;NO2混酸萘的磺化反应随反应温度不同,产物也不一样,低温产物主要为 - 萘磺酸,高温条件下主要产物为 - 萘磺酸;2SO465S
26、O3H + HSO3H160(2)氧化反应萘比苯易氧化,氧化反应发生在 萘氧化生成邻苯二甲酸酐;CrO3 位;在缓和条件下,萘氧化生成醌;在猛烈条件下,OOOV2O5 OO第三节 非苯芳烃一、休克尔规章 1931 年,休克尔从分子轨道理论角度提出了 断芳香化合物的规章,这个规章强调了两点: 在环状共轭多烯烃分子中,组成环的原子在同一平面上或接近同一平面;离域的 电子数为 4n+2 时, 该类化合物具有芳香性;这个规章称为休克尔规章,也叫 4n+2 规章;二、非苯芳烃1.环丙稀正离子2.环戊二烯负离子3.环庚三烯正离子4.环辛四烯负离子5.轮烯第七章卤代烃亲核取代反应名师归纳总结 第三节卤代烃的
27、化学性质第 10 页,共 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载一、亲核取代反应;由于卤素的电负性较大,碳卤键是极性较大的化学键,因此卤代烃的化学性质比较活泼;在不同试剂作用下,碳卤键断裂,生成一系列的化合物;1.被羟基取代水解反应卤代烷水解可得到醇;例如:RX + H 2O ROH + HX 卤代烷水解是可逆反应,而且反应速度很慢;为了提高产率和增加反应速度,经常将卤代烷与氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液共热,使水解能顺当进行;NaOH RX + H 2O ROH + NaX 2.被烷氧基取代 卤代烷与醇钠在加热条件下生成醚;RX
28、+ NaOEt ROEt + NaX 3.被氰基取代卤代烷和氰化钠或氰化钾在醇溶液中反应生成腈;RX + NaCN 乙醇RCN 水解RCOOH 氰基经水解可以生成为羧基(种方法;如:-COOH ),可以制备羧酸及其衍生物;也是增长碳链的一由乙烯来制备丙酸 HCl CH 2 CH2 CH 3CH 2Cl 氰解CH 3CH 2CN 水解CH 3CH 2COOH 4.被氨基取代卤代烷与过量的NH 3 反应生成胺;RNH 2RX + NH 35.与硝酸银的醇溶液反应 卤代烷与硝酸银在醇溶液中反应,生成卤化银的沉淀,常用于各类卤代烃的鉴别;RX + AgNO 3醇RONO 2+ AgX RCH 2X A
29、gNO 3AgX 反应速度最慢过 1 小时或加热下才有沉淀R2CHX 反应速度其次过 3-5 分钟产生沉淀醇反应速度最快R3CX 立刻产生沉淀不同卤代烃与硝酸银的醇溶液的反应活性不同,叔卤代烷 仲卤代烷 伯卤代烷;另外烯丙基卤和苄基卤也很活泼,同叔卤代烷一样, 与硝酸银的反应速度很快,加入试剂可立刻反应,仲卤代烷次之,伯卤代烷加热才能反应;二、排除反应卤代烷与氢氧化钾的醇溶液共热,分子中脱去一分子卤化氢生成烯烃,这种反应称为消除反应,以E 表示; RCH 2CH2Br + NaOH RCH不同结构的卤代烷的排除反应速度如下: CH2 + NaBr + H2O 3oR-X 2oR-X 1oR-X
30、 不对称卤代烷在发生排除反应时,可得到两种产物;如: RCH2CHXCH 3 + NaOH RCH CHCH(主要产物) RCH2CH CH2(次要产物)札依采夫规章:被排除的 三、与金属反应 -H 主要来自含氢较少的碳原子上;名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载1. 伍尔兹反应 2CH3CH2Cl + 2Na CH3CH2CH2CH3 + NaCl2. 格氏试剂反应 在卤代烷的无水乙醚溶液中 RX + Mg RMgX 烷基卤化镁乙基溴化镁 CH3CH2Br + Mg CH3CH2MgBr 与含
31、活泼氢的化合物反应制备各种烃类化合物HX RMgX RH + H 2O RH + ROH RH + HNH 2RH + MgX 2 MgOHX MgORX MgNH 2X 与二氧化碳反应制备羧酸RMgX + CO2RCOOMgX 水解RCOOH 与酰卤、酯反应制备酮,进一步反应得叔醇RMgX + RCOCl RCOR RMgX + RCOOEt RCOR RCOR + RMgX R3COH 与环氧乙烷反应制备醇RMgX + ORCH 2CH2OH 4/NaBH 4等;例如:四、仍原反应仍原剂有 H2+NiPd,Zn+HCl和 LiAlHCH3CH2 12CH2I+H2PdCH3CH212CH3
32、CH3CH2CH2CH2BrLiAlH 4CH3CH2CH2CH3第四节饱和碳原子上的亲核取代反应一 、反应历程两类典型的亲核取代反应,一类是反应速度只与卤代烃的浓度有关,而与攻击试剂的浓度无关; RX + OH- ROH + X- =kRX 这类反应称为一级反应,也叫单分子反应,全称是单分子亲核取代反应,以 另一类是反应速度不仅与卤代烃的浓度有关,也与攻击试剂的浓度有关; RX + OH- ROH + X-SN1 表示;SN2 表示; =kRXOH- 这类反应称为二级反应,也叫双分子反应,全称为双分子亲核取代反应,以1. 双分子亲核取代SN2 2.单分子亲核取代SN1 单分子亲核取代反应分两
33、步进行:第一步 叔丁基溴发生碳溴键异裂,生成叔丁基正碳离子和溴负离子;在解离过程中碳溴键逐步减弱,电子云向溴偏移,形成过渡态 A,进一步发生 C-Br 键断裂;第一步反应速 度很慢;名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - CH学习好资料3 3C.Br CH欢迎下载-3 3CBr CH3C+ + Br其次步生成的叔丁基正碳离子很快与攻击试剂结合形成过渡态B,最终生成叔丁醇; CH3C+ + OH- CH3 3C.OH CH3 3COH 快 对 SN1 历程反应来说,与生成的活性中间体碳正离子的稳固性有关;碳正离子的稳固
34、性取决于碳正离子的种类;烷基是一个给电子基,它通过诱导效应和共轭效应使用权碳正离 子的正电荷得到分散,而增加了碳正离子的稳固性;明显碳正离子所连的烃基越多,其稳固 性越大;碳正离子稳固性次序如下:+ 3oC 2oC+ 1oC+ +CH3三、影响亲核取代反应的因素 1. 烃基结构的影响 卤代烃反应类型的取向取决于亲核试剂攻击烃基的部分;亲核试剂如攻击 - 碳原子,就发生取代反应; 如攻击 -氢原子, 就发生排除反应; 明显 - 碳原子上所连的取代基越多,空间位阻越大,越不利于取代反应(SN2)而有利于排除反应;3o卤代烃在碱性条件下,易 发生排除反应;1o卤代烃与强的亲核试剂作用时,主要发生取代
35、反应; 2. 亲核试剂的影响 亲核试剂的碱性强,浓度大有利于排除反应,反之利于取代反应;这是由于亲核试剂碱 性强,浓度大有利攻击 - 氢原子而发生排除反应;3. 溶剂的影响 一般来说,弱极性溶剂有利于排除反应,而强极性溶剂有利于取代反应;4. 温度的影响温度上升对排除反应、取代反应都是有利的;但由于排除反应涉及到C-H 键断裂, 所需能量较高,所以提高温度对排除反应更有利;第五节 卤代烃的制法一、烷烃的卤代CH 3CH3+ Cl 2光CH 3CH 2Cl + HCl + HCl CH 3CH2Cl + Cl 2 CH 3CH Cl 2+ CH 2ClCH 2Cl 二、由不饱和烃制备 不饱和烃可
36、与卤素、卤化氢发生加成制备卤代烃;此外,烯烃分子中(如丙烯)由于 - 氢的活性,在高温下,能被卤素原子取代,生成卤代烯烃;可以供应自由基的卤化物如N-溴代丁二酰亚胺(简称NBS),可以在室温下发生CH3Br - 氢的取代反应;CCL 4 CH 3CH CH2 + NBS CH三、芳烃的卤代 光2BrCH CH2CH3+ Br2 FeBr3CH3Br + CH3 + Cl2光CH2Cl四、醇与卤化氢反应名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - ROH + 学习好资料RCl + 欢迎下载SOCl 2回流SO2+ HCl 第七
37、节 重要的卤代烃一、三氯甲烷 又称氯仿;是一种无色有甜味的透亮液体,不溶于水,是一种不燃性的有机溶剂;二、四氯化碳 是一种无色液体;它是常用的灭火剂,用于油类和电器设备灭火;四氯化碳也是良好的有机溶剂,但其毒性较强能损害肝脏,被列为危急品;三、二氟二氯甲烷 俗名氟里昂,常用作致冷剂和分散剂;使用较多的致冷剂是氟里昂-12 ,即 F12;四、四氟乙烯 为无色气体,不溶于水,溶于有机溶剂;四氟乙烯在过硫酸铵引发下,经加压可制备取胜聚四氟乙烯;聚四氟乙烯有“ 朔料王” 之称;第一节醇第七章醇、酚、醚排除反应三、化学性质1.与活泼金属反应HOH + Na 缓慢 NaOH + H22 ROH + Na 猛烈 RONa + H各种不同结构的醇与金属钠反应的速度是:甲醇 伯醇 仲醇 叔醇2. 与无机酸的反应(1)与氢卤酸反应ROH + HX RX + H2O 不同种类的氢卤酸活性次序为:氢碘酸 氢溴酸 盐酸不同结构的醇活性次序为:烯丙醇 叔醇 仲醇 伯醇因此不同结构的醇与氢卤酸反应速度不同,这可用于区分伯、无水氯化锌和浓盐酸配成的溶液,称为卢卡斯试剂;如:仲、叔醇; 所用的试剂为RCH 2OH 常温下无变化,加热后反应R2CHOH 卢卡斯试剂放置片刻混浊分层R3COH 立刻混浊分层(2)与含氧无机酸反应CH 3CH
限制150内