《卤代烃双语》PPT课件.ppt

第四章 卤代烃 (Alkyl halide) R-X 官能团 functional group：-X 一、分类、命名 1、分类 substitution addition 2、命名 （1）简单卤烃：普通命名法 溴乙烷(ethyl bromide)氯乙烯(ethenyl chloromide) (R)-溴代仲丁烷 (R)-sec-butyl bromide （2）复杂卤烃：系统命名法 4-甲基-3-乙基-2-氯庚烷 4-Methyl-3-ethyl-2-chloroheptane 3-甲基-2-氯-1-碘戊烷 3-Methyl-2-chloro-1-iodopentane 注意:不饱和键与卤素并存,使不饱和键位次最小 4-溴-2-戊烯 4-Bromopentene （3）俗名 氯仿(chloroform)碘仿(iodoform) 二、物理性质 physical property （1）状态 气体:氯/溴甲烷等低级卤烃 无色液体 固体 （2）沸点boiling point 烃基同 , RIRBrRCl 卤素同 , 随烃基R碳链增加而升高 碳链异构体 , 直链卤烃支链卤烃 （3）溶解性solubility: insoluble in water,soluble in most organic solvents 不溶于水,能溶于大多数有机溶剂 state （4）密度 density 烃基同 , RIRBrRCl 卤素同 , 随烃基R碳链增加而减少 大多数卤代烷1 三、化学性质 chemical property 1、亲核取代反应(Nucleophilic substitution,SN) -+ 底物(substrate)亲核试剂 (nucleophilic agent) 离去基团 (leaving group) （1）被羟基（巯基）取代 制备醇 alchohol （2）被烷氧（硫）基取代 制备醚 ether （3）被氰基取代 Willianmson 合成法 And acidnitrile制备腈与酸 （5）与硝酸银的作用 卤素不同，RIRBrRCl 烃基不同 烯丙型 孤立型 乙烯型 （4）被氨基取代 Allylic halide vinylic halide 鉴别 identification 烯丙型 卤代烷型 乙烯型 室温下，产生沉淀 加热后，产生沉淀 加热也不产生沉淀 现象 phenominon （6）亲核取代反应历程 单分子历程(SN1 mechanism) A、历程 mechanism B、特点 a.单分子反应 ： 一级反应 primary order reaction b.反应分两步进行 c.有活性中间体碳正离子生成 C、能量曲线图 D、重排产物的生成 例： F、离子对学说 theory of ion pair E、 SN1的立体化学 sterochemistry 外消旋体 底物 紧密离子对 溶剂分割 自由离子对 Substrate close ion pair 离子对 free ion pair 双分子历程（SN2) A、历程mechanism B、特点 a、双分子反应：二级反应 secondary order reaction b、反应一步完成，旧键断裂与新键形成同时进行 c、反应过程伴随构型转化 瓦尔登转化 inversion of configuration 注意：瓦尔登转化并非构型转变 C、能量变化曲线图 影响亲核取代反应的因素 A、烷基结构的影响 a、对SN1反应的影响 stability of carbo cation reactivity：叔卤烷仲卤烷伯卤烷CH3X tertiary secondary primary b、对SN2反应的影响 reactivity ： CH3X 伯卤烷仲卤烷叔卤烷 空间阻碍： Steric hindrance effect -C上支链越多，反应越慢 注意：桥头碳原子连接卤素的桥环化合物的反应 电子效应 空间效应 Effect of alkyl Structure B、离去基团影响 Effect of leaving group a 、卤素的离去能力：-Br-Cl- Bond energy C-Cl C-Br C-I 键能(KJ/mol) 339 284 218 b、离去基团的离去能力与其碱性或共轭酸酸性有关 离去基团碱性弱或共轭酸酸性强，有利于离去 c、相对速度：RIRBrRCl d、有强离去基团的卤烷SN 弱离去基团的卤烷SN2 C、亲核试剂的影响 Effect of nucleophilic agent a、对SN反应的影响不明显 b、对SN2反应的影响 I、亲核能力强，有利于SN2 II、影响亲核试剂亲核能力的因素 （I）同一元素组成的亲核试剂，亲核性 与碱性的强弱一致 （II）不同元素组成的亲核试剂，亲核性与电负性 反相关 （III）基团体积大，亲核性下降 D、溶剂的影响 Effect of solvent a、溶剂的分类 质子性溶剂 非质子性溶剂 极性 非极性 b、溶剂对亲核试剂亲核性的影响 质子性溶剂： 非质子性溶剂： c、极性溶剂，有利于SN，不利于SN2 2、消除反应（elimination，E） （1）制备烯烃preparation alkene （2）反应活性： 叔卤烷仲卤烷伯卤烷 tertiary secondary primary RIRBrRCl （3）消除反应的择向selectivity 主产物 Main product -遵守扎衣采夫规则 扎衣采夫规则:卤烃脱卤化氢时,卤化氢中的氢来 自含氢较少的碳上，生成结构比 较对称的烯烃 （4）消除反应的历程 mechanism 单分子历程（E1） B、 E1与SN1比较 A、历程 历历程 相同点 不同点 SN1分两步进进行 生成碳正离子中间间体 产产物可能重排 OH-进进攻-C E1OH-进进攻-H 双分子历程(E2) A、历程 B、 E2与SN2比较 历历程 相同点 不同点 SN2为为一步反应应 新键键生成和旧键键的 断裂同时进时进 行 OH-进进攻-C E2OH-进进攻-H 消除反应的立体化学 事实： A、反式消除 B、消除方式的解释 a、共平面的解释 b、反式的解释 注意：卤代环烷烃的消除 （5）影响消除反应的因素 反应物结构的影响 伯、仲卤烃： -C支链多，有利于E2，不利于SN2 叔卤烃： -C支链多，有利于E1，不利于SN1 试剂的影响 A、亲核性强，有利于SN2 B、浓度大，有利于双分子历程 C、体积大，有利于E2 溶剂的影响 极性强，有利于SN2，不利于E2 3、还原 常用还原剂： H2/催化剂,Zn/CH3COOH,LiAlH4,(n-C4H9)3SnH 4、有机金属化合物的生成 （1）格氏(Grignard)试剂的生成 反应活性：RIR