烃的卤代物幻灯片.ppt

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1、烃的卤代物第1页，共37页，编辑于2022年，星期日3.1.1 3.1.1 卤代烃的分类卤代烃的分类1.1.按分子中所含卤原子的数目，分为一卤代烃和多卤代烃。按分子中所含卤原子的数目，分为一卤代烃和多卤代烃。2.2.按分子中卤原子所连烃基类型，分为：按分子中卤原子所连烃基类型，分为：卤代烷烃卤代烷烃 R-CHR-CH2 2-X-X 卤代烯烃卤代烯烃 R-CH=CH-XR-CH=CH-X 乙烯式乙烯式 R-CH=CH-XR-CH=CH-X 烯丙式烯丙式 R-CH=CH-CHR-CH=CH-CH2 2-X-X 孤立式孤立式 R-CH=CH(CHR-CH=CH(CH2 2)n n-X (n2)-X

2、(n2)卤代芳烃卤代芳烃 乙烯式乙烯式 第2页，共37页，编辑于2022年，星期日3.3.按卤素所连的碳原子的类型，分为：按卤素所连的碳原子的类型，分为：第3页，共37页，编辑于2022年，星期日3.1.2 3.1.2 卤代烃的同分异构现象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，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。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：一氯代丁烷有四个异构体：第4页，共37页，编辑于2022年，星期日第5页，共37页，编辑于2022年，星期日3.1.

3、3 3.1.3 卤代烃的命名卤代烃的命名系统命名法：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：第6页，共37页，编辑于2022年，星期日1 1）含卤素最长碳链为主链，卤原子及其它支链作取代基，从取代基）含卤素最长碳链为主链，卤原子及其它支链作取代基，从取代基较小的一端开始编号，取代基按较小的一端开始编号，取代基按“顺序规则顺序规则”较优在后面列出：较优在后面列出：2 2）以烯烃为母体，含双键最长碳链为主链，双键位次最小编号，卤原子）以烯烃为母体，含双键最长碳链为主链，双键位次最小编号，卤原子为取代基为取代基 第7页，共37

4、页，编辑于2022年，星期日3 3）芳香族卤代烃，简单的卤代芳烃以芳烃为母体，卤原子为取代基。）芳香族卤代烃，简单的卤代芳烃以芳烃为母体，卤原子为取代基。如含较复杂的烃基，以烷烃为母体，卤原子和芳烃作为取代基。例：如含较复杂的烃基，以烷烃为母体，卤原子和芳烃作为取代基。例：第8页，共37页，编辑于2022年，星期日简单卤代烃命名：简单卤代烃命名：多卤代烃：多卤代烃：CHClCHCl3 3 (氯仿氯仿)CHI CHI3 3（碘仿）（碘仿）全氟代烃：全氟代烃：CFCF3 3CFCF3 3CFCF3 3 (全氟丙烷全氟丙烷)第9页，共37页，编辑于2022年，星期日 3.2.1 3.2.1 卤代烃的

5、物理性质卤代烃的物理性质 3.2.2 3.2.2 卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质 3.2 3.2 卤代烃的性质卤代烃的性质第10页，共37页，编辑于2022年，星期日3.2.1 3.2.1 卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质1 1、物理性、物理性质质(自学自学)1.1.沸点：沸点：MM，b.pb.p。碳原子数相同的卤代烷：碳原子数相同的卤代烷：RIRIRBr RBr RClRCl 支链支链，b.pb.p。2.2.相对密度：相对密度：一氯一氯代烷代烷1 1；一溴一溴代烷和代烷和一碘一碘代烷代烷1 1。同系列中，卤代烷的相对密度随同系列中，卤代烷的相对密度随碳原子碳原子 数的数的而而。3.3.可燃

6、性：可燃性：随随X X原子数目的原子数目的而而。第11页，共37页，编辑于2022年，星期日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 2、偶极矩、偶极矩第12页，共37页，编辑于2022年，星期日

7、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.第13页，共37页，编辑于2022年，星期日3.2.2 3.2.2 卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质活泼，且主要发生在卤代烃的化学性质活泼，且主要发生在C CX X 键上。因：键上。因：分子中

8、分子中C CX X 键为极性共价键，碳带部分正电荷，易受带负键为极性共价键，碳带部分正电荷，易受带负电荷或孤电子对的试剂的进攻。电荷或孤电子对的试剂的进攻。分子中分子中C CX X 键的键能（键的键能（C CF F除外）都比除外）都比C CH H键小。键小。键键 C CH CH CCl CCl CBr CBr CI I 键能键能KJ/mol 414 339 285 218 KJ/mol 414 339 285 218 故故C CX X 键比键比C CH H键容易断裂而发生各种化学反应。键容易断裂而发生各种化学反应。第14页，共37页，编辑于2022年，星期日（一）亲核取代反应（一）亲核取代反应

9、 RX +RX +：NuNuRNu +X RNu +X Nu=HO-Nu=HO-、RO-RO-、-CN-CN、NHNH3 3、-ONO-ONO2 2 ：NuNu亲核试剂。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（用由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应（用SNSN表示）。表示）。1.1.水解反应水解反应11加加NaOHNaOH是为了加快反应的进行，使反应完全。是为了加快反应的进行，使反应完全。22此反应是制备醇的一种方法，但制一般醇无合成价值，可用此反应是制备醇的一种方法，但制一般醇无合成价值，可用 于制取引入于制取引入OHOH比引入卤素困难的醇。比引入卤素困难的醇。第15

10、页，共37页，编辑于2022年，星期日2.2.与氰化钠反应与氰化钠反应 11反应后分子中增加了一个碳原子，是有机合成中增长碳链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。的方法之一。2CN 2CN可进一步转化为可进一步转化为COOHCOOH，-CONH-CONH2 2等基团。等基团。3.3.与氨反应与氨反应第16页，共37页，编辑于2022年，星期日4.4.与醇钠（与醇钠（RONaRONa）反应）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）。5.5.与与AgNOAgNO3 3醇溶液反应醇溶液反应 此反应可用于鉴别卤化物，因卤原子不同、或烃

11、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（反应速度：三级 二级二级 一级；一级；RI RBr RCl RFRI RBr RCl RF）第17页，共37页，编辑于2022年，星期日卤原子之间的交换反应：卤原子之间的交换反应：第18页，共37页，编辑于2022年，星期日卤代烃的反应活性为：卤代烃的反应活性为：R R3 3C-XC-XR R2 2CH-XCH-XRCHRCH2 2-X-X R-I R-IR-BrR-BrR-ClR-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 CX X键中电子云密度较小的碳原子而引起的。

12、这些进攻试剂都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，能提供一对电子给有较大的电子云密度，能提供一对电子给C CX X键中带正电荷的键中带正电荷的碳，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为亲核取代反应亲核取代反应。简称为简称为SNSN（S S取代、取代、N N亲核）亲核）。室第19页，共37页，编辑于2022年，星期日反应通式如下：反应通式如下：第20页，共37页，编辑于2022年，星期日

13、Nucleophile substrate 反应通式：反应通式：总结：亲核取代反应总结：亲核取代反应第21页，共37页，编辑于2022年，星期日第22页，共37页，编辑于2022年，星期日（二）消除反应（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，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，用用E E表示。表示。卤代烃与卤代烃与NaOHNaOH（KOHKOH）的醇溶液作用时，脱去卤素与）的醇溶液作用时，脱去卤素与碳原子碳原子上的氢原子而生成烯烃。上的氢原子而生成烯烃。第23页，共37页，编辑于2022年，星期日1 1）消除反应的活性：）消除反应的活性：3R

14、X 2RX 1RX3RX 2RX 1RX2 2）22、3RX3RX脱卤化氢时，遵守脱卤化氢时，遵守扎依采夫（扎依采夫（SayzeffSayzeff）规则）规则即即主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。例如：例如：71%29%马氏规则：烯烃和酸马氏规则：烯烃和酸（HXHX）加成时，）加成时，X X加到加到含氢较少的双键碳原子含氢较少的双键碳原子上。上。第24页，共37页，编辑于2022年，星期日（三）与金属的反应（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

15、化合物。金属原子直接与碳原子相连接的化合物。1.1.与金属镁的反应与金属镁的反应 格氏试剂的结构还不完全清楚，一般认为是由格氏试剂的结构还不完全清楚，一般认为是由R R2 2MgMg、MgXMgX、（RMgXRMgX）n n 多种成分形成的平横体系混合物，一般用多种成分形成的平横体系混合物，一般用 RMgXRMgX表示。表示。第25页，共37页，编辑于2022年，星期日 与含活泼氢的化合物作用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（叫做活泼氢的数量目（叫做活泼氢测定法活泼氢测定法）。）。第2

16、6页，共37页，编辑于2022年，星期日 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用无水溶剂和干燥的容器无水溶剂和干燥的容器。操作要采取操作要采取隔绝空气中湿气隔绝空气中湿气的措施。的措施。在利用在利用RMgXRMgX进行合成过程中还必须注意含活泼氢的化合物。进行合成过程中还必须注意含活泼氢的化合物。第27页，共37页，编辑于2022年，星期日2.2.与金属钠的反应（与金属钠的反应（Wurtz Wurtz 武兹反应）武兹反应）2R2RX +2 Na RX +2 Na RR +2NaXR +2NaX 此反应可用来从卤代烷制备含

17、偶数碳原子，结构对称的烷烃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）。（只适用于同一伯卤代烷，不同烷基无实用价值）。3.3.与金属锂反应与金属锂反应 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：作用生成有机锂化合物：第28页，共37页，编辑于2022年，星期日3.3.1 3.3.1 分类分类 3.3.2 3.3.2 化学性质化学性质 3.3.3 3.3.3 双键或芳环位置对卤原子活性的影响双键或芳环位置对卤原子活性的影响 3.3 3.3 卤代烯烃和卤代芳烃卤代

18、烯烃和卤代芳烃第29页，共37页，编辑于2022年，星期日3.3.1 3.3.1 分类分类1 1、乙、乙烯烯式式卤卤代代烃烃：2 2、烯烯丙式丙式卤卤代代烃烃：3 3、孤立式、孤立式卤卤代代烃烃：（n 2）第30页，共37页，编辑于2022年，星期日3.3.2 3.3.2 化学性质化学性质其化学性质与卤代烷相似，但反应活性差异较大。其化学性质与卤代烷相似，但反应活性差异较大。1 1化学反应活性化学反应活性决定于两个因素：决定于两个因素：1 1）烃基的结构：烃基的结构：烯丙式烯丙式 孤立式孤立式 乙烯式乙烯式2 2）卤素的性质：卤素的性质：R-I R-Br R-ClR-I R-Br R-Cl 可

19、用不同烃基的卤代烃与可用不同烃基的卤代烃与AgNOAgNO3 3-醇溶液反应，根据生成卤醇溶液反应，根据生成卤化银沉淀的快慢来测得其活性次序。化银沉淀的快慢来测得其活性次序。第31页，共37页，编辑于2022年，星期日综合考虑，卤代烃的化学活性为：综合考虑，卤代烃的化学活性为：对烃基结构对烃基结构 CHCH2 2=CHCH=CHCH2 2-X R-X R2 2CH-X CHCH-X CH2 2=CH-X=CH-X 3R-X 2R-X 1R-X 3R-X 2R-X 1R-X 对卤素性质对卤素性质 R-I R-Br R-ClR-I R-Br R-Cl室第32页，共37页，编辑于2022年，星期日反

20、应实例：反应实例：第33页，共37页，编辑于2022年，星期日 烯丙基式卤代烃的活性最大，乙烯式卤代烃最不活泼，孤立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。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）：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：卤代烃与硝酸银乙醇溶液反应速度也与卤素性质有关：R RI RI RBr RBr RCl Cl 小结：小结：第34页，共37页，编辑于2022年，星期日3.3.3 3.3.3 双键或芳环位置对卤原子活性的影响双键或芳环位置对卤原子活性的影响P P共轭的结

21、果，共轭的结果，C CClCl键间电子云密度增大，增加了键间电子云密度增大，增加了C CClCl键的稳定性，因键的稳定性，因此在此在CHCH2 2=CHCl=CHCl中的中的ClCl就不如就不如CHCH3 3CHCH2 2ClCl中的中的ClCl活泼，乙烯式卤代烃在一般条件下不发活泼，乙烯式卤代烃在一般条件下不发生取代反应，例：生取代反应，例：第35页，共37页，编辑于2022年，星期日3.4.1 3.4.1 三氯甲烷三氯甲烷 3.4.2 3.4.2 四氯化碳四氯化碳 3.4.3 3.4.3 氯乙烯氯乙烯 3.4.4 3.4.4 二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷 3.4.5 3.4.5 氯化石蜡氯化石蜡3.4 3.4 重要的卤代烃重要的卤代烃自学！自学！第36页，共37页，编辑于2022年，星期日P124：4、5、6、8、10 第37页，共37页，编辑于2022年，星期日