《合成化学》第三章.ppt

第三章卤化反应 5学时 定义 在有机化合物分子中引入卤原子 形成碳 卤键 得到含卤化合物的反应被称为卤化反应 Halogenation 根据引入卤素的类别 卤化反应可分为氯化 溴化 碘化和氟化 许多有机卤化物其本身就十分有用 它广泛用于溶剂 杀虫剂 医药 植物生长激素等 有许多则是有机药物 染料 香料与炸药等的合成中间体 由于碳 卤键与碳 碳键 碳 氢键相比 其键能较低 容易断裂 化学性质比较活泼 能 第三章卤化反应 5学时 进行多种化学反应 因此 可用它作为中间体来制备一系列有机化合物 因而卤化物在有机合成中起着重要的桥梁作用 从这个意义上说 卤化也就成为有机合成化学中基本的单元反应之一 卤化反应主要包括三种类型 卤原子与不饱和烃的卤加成反应 卤原子与有机物氢原子之间的卤取代反应 卤原子与氢以外的其它原子或基团之间的卤置换反应 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第一节不饱和烃的卤加成反应一 卤素与烯烃的加成氟是卤素中最活泼的元素 它与烯烃的加成反应非常剧烈 并有取代 聚合等副反应伴随发生 易发生爆炸 所以应用较少 碘的化学性质不活泼 与烯烃直接加成相当困难 且生成的碘化物热稳定性 光稳定性都比较差 反应是可逆的 所以应用亦少 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 氯 溴与烯烃的加成在有机合成上应用很广 本节仅对它们加以介绍 1 卤素与烯烃的离子型亲电加成 1 反应历程 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 烯烃的 键具有供电性 卤素分子受 键影响发生极化 其正电部分作为亲电试剂对烯烃的双键进行亲电进攻 生成三员环卤翁离子 然后 卤负离子从环的背面向缺电子的碳正离子作亲核进攻 结果生成反式加成产物 这与观察到的该反应可为烯中的给电子取代基和使用极性溶剂所加速的报道相一致 在特殊情况下 可以获得氯翁离子和溴翁离子的稳定溶液 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 究竟从三员环背面进攻哪一个碳原子 这取决于形成的正离子的稳定性 其稳定性顺序是叔 仲 伯 如果烯键碳原子上连有烷基 烷氧机 苯基等具有分散碳正离子正电荷作用的基团 则该碳原子形成的碳正离子更趋于稳定 此处正是优先进攻的位置 如下例 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 2 影响反应的主要因素a 烯键邻近基团的影响与烯键碳原子相连的取代基性质不仅影响着烯键极化方向 而且直接影响着亲电加成反应的难易程度 烯键碳原子上接有推电子基团 如HO RO C6H5 CH3CONH R 等 则有利于烯烃卤加成反应的进行 反之 若烯键碳原子上接有拉电子基团 如 NO2 CN CO2H CO2R SO3H 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 X等 则不利于该反应的进行 因此 烯烃的反应活性顺序是 R2C CR2 R2C CHR R2C CH2 RCH CH2 CH2 CH2 CH2 CHCl 若烯键碳原子上连接有叔烷基或三芳甲基 则卤加成反应中常会有重排 消除等副反应伴随发生 23 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 b 卤素活泼性的影响由于的亲电性比强 所以氯与烯烃的加成反应速度比溴快 但反应选择性比溴差 c 溶剂的影响卤加成反应常用的溶剂有四氯化碳 三氯甲烷 氯仿 二氯甲烷 二硫化碳 乙醚 乙酸乙酯等惰性溶剂 若反应在亲核性溶剂 如水 醇 羧酸 中进行 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 则溶剂分子的亲核基团也会参与反应 但加入某些添加剂以增加卤负离子的浓度 可以减少这类副反应的发生 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 d 温度的影响反应温度一般不宜太高 如烯烃与氯的加成 需控制在较低的反应温度下进行 以避免取代等副反应的发生 2 卤素与烯烃的自由基加成反应由于反应条件的不同 卤素与烯烃的加成可分为离子型和自由基型两种 后者通常为光或自由基引发剂所催化 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 例如 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 烯烃与卤素的自由基加成反应历程如下 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 常用的自由基引发剂除光照以外 还有过氧化苯甲酰 BPO 偶氮二异丁腈 AIBN 等 卤素与烯烃的自由基加成反应常有顺反异构现象伴随发生 如在光催化下 顺丁烯二酸与溴加成 产品以反式加成物为主 且有反丁烯二酸生成 原因是为了满足碳自由基内能降低的要求 极性较强的两个 COOH必须远离 结果碳自由基围绕碳 碳单键发生旋转所致 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 二 卤素与炔烃的加成反应分两步进行 第一步主要生成二卤代烯烃 第二步生成四卤代烷 反应的难易仍然取决于卤素性质 炔键邻近基团性质的影响 溶剂及反应温度的选择等 氯与炔烃的加成 多半为光催化的自由基反应 刚开始时反应缓慢 但经过一段时间后 反应变得十分剧烈 若加入催化剂三氯化铁或铁粉等 可使反应平稳地进行 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 溴与炔烃的加成一般属离子型亲电加成反应 该反应容易控制 产物主要为反式二溴代烯烃 反应中添加溴化锂是为了提高溴负离子的浓度 减少因亲核溶剂的存在而引起的副反应 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 三 卤化氢与烯烃的加成氟化氢 氯化氢 碘化氢与烯烃的加成 以及在隔绝氧气和避光的条件下 溴化氢与烯烃的加成 均属于离子型亲电加成反应 反应结果生成相应的卤代饱和烃 加成定位方向遵守马氏法则 卤化氢的反应活性顺序为 HI HBr HCl HF Markovnikovrule 1870年 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 在光照或过氧化物存在下 溴化氢与烯烃进行自由基加成反应 加成产物与马氏法则相反 1 两种类型的反应历程 1 离子型亲电加成反应历程 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 反应首先是卤化氢与烯烃借氢键形成 络合物 继而转变成碳正离子 然后碳正离子再与卤负离子结合 生成卤代烃 由于酸能促进卤化氢分子的离解 因而有加速这类反应的作用 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 2 自由基加成反应历程 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 2 影响反应定位方向的主要因素 1 烯键上取代基的电子效应卤化氢与烯烃的离子型亲电加成反应的第一步 即烯键质子化是发生在电子云密度较大的烯键碳原子上 当烯键碳原子接有推电子取代基时 加成方向符合马氏法则 若接有拉电子取代基 则反之 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 溴化氢与烯烃的自由基加成 因溴自由基属于亲电试剂 所以它进攻的部位主要也是电子云密度较大的烯键碳原子 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 2 活性中间体碳正离子或碳自由基的稳定性碳正离子或碳自由基的稳定性顺序为 叔 仲 伯 该活性中间体若与苯环 烯键 烃基等相接 由于共轭或超共轭效应的存在 而使其更加稳定 卤加成更易在此碳原子上进行 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 上例表明 反映倾向于生成更稳定的碳正离子 因而发生了碳正离子的重排反应 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 多卤乙烯进行自由基加成时 加成方向也取决于取代基稳定自由基的能力 其次序位 Cl F H 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 3 取代基的空间效应 由于CH3 CH2 6 基团空间效应的影响 溴自由基与端位烯键碳原子的碰撞机会远远多于第二位碳原子 因此产物以1 溴代壬烷为主 这类反应已成为1 溴代烷的重要合成方法 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 四 次卤酸及其酯与烯烃的加成该反应历程属离子型亲电加成 次卤酸分子的极化方向为 反应起始于对烯键的亲电进攻 经历三员环卤翁离子过渡态 最终生成 卤代醇 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 次卤酸很不稳定 极易分解 需现用现制 次氯酸 次溴酸可用氯气或溴与中性或含汞盐的碱性水溶液反应而制得 也可直接用次氯酸盐或次氯酸叔丁酯在中性或弱酸性条件下与烯烃反应 合成 氯代醇 在氧化汞或碘酸盐的存在下 碘与烯烃反应 可制得 碘代醇 氧化汞 碘酸盐的作用是去除还原性较强的碘负离子 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 五 N 卤代酰胺与烯烃的加成在酸催化下 N 卤代酰胺 包括 N 溴 氯 代丁二酰亚胺NBS NCS N 溴 氯 代乙酰胺NBA NCA 氯代脲素等 与烯烃加成 是制备 卤代醇的又一重要方法 该法具有高度的立体选择性 产率高 纯度好 且反应温和 操作方便 反应历程与卤素和烯烃的离子型亲电加成相类似 不同的只是卤正离子是由质子化N 卤代酰胺提供 羟基等负离子来自反应溶剂 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 六 实例 1 六氯乙烷 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 三氯乙烯与氯气在光催化下进行卤加成 生成五氯乙烷 再与液碱作用 生成四氯乙烯 进一步光催化氯化 得六氯乙烷 2 1 2 二溴环己烷 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 3 1 氯代二氢茚 4 环氧氯丙烷 第三章卤化反应 5学时 第一节不饱和烃的卤加成反应 1学时 丙烯高温氯化得 氯丙烯 再经次氯酸加成 然后加碱环化 精馏 制得环氧氯丙烷 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第二节卤取代反应一 烷烃的卤取代反应烷烃氢原子的卤取代反应 大多属于自由基取代历程 就烷烃氢原子的活泼性而言 若无立体因素的影响 叔C H 仲C H 伯C H 这与反应过程中形成的碳自由基的稳定性是一致的 卤化试剂有氯 溴 硫酰氯 次卤酸叔丁酯 N 卤代仲胺 N 溴代丁二酰亚胺 NBS 等 它们在高温 光照或自由基引发剂存在下产生卤自由基 就卤素的反应选择性而言 Br Cl 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 次卤酸叔丁酯 N 卤代仲胺 N 溴代丁二酰亚胺等的反应选择性均好于卤素 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 碘的活性差 不能与烷烃反应 可用次碘酸叔丁酯进行碘化反应 二 烯丙位或苄位氢的卤取代反应烯丙位或苄位氢原子的化学性质比较活泼 在高温 光照或自由基引发剂的存在下 容易发生卤取代反应 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 1 反应历程烯丙位或苄位氢的卤取代 大多经历自由基取代历程 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 影响反应的主要因素 1 取代基的影响苄位及其邻 对位 或烯丙位碳原子上若接有推电子基团 活性中间体碳自由基的稳定性加强 反应速度增快 反之 若接有拉电子基团 则反应受阻 如苄位二卤代物的制备要比一卤代物困难得多 原因正是如此 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 反应物分子中若存在多种烯丙位碳 氢键 同样 因碳自由基的稳定性关系 它们的反应活性顺序为 若反应物分子中除具有苄位碳 氢键以外 还有其它可被卤代的活性部位 则反应以苄位卤代为主 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 卤化试剂的影响这类反应常用的卤化试剂有卤素 硫酰氯 次氯酸叔丁酯 N 溴代丁二酰亚胺等 后者反应条件温和 操作方便 反应选择性高 副反应少 3 温度的影响烯丙位卤代一般在高温下进行 低温有利于烯键与卤素的加成 苄位氢原子的卤代亦是如此 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 4 溶剂的影响反应大多采用四氯化碳 苯 石油醚等无水非极性惰性溶剂 以避免终止自由基反应及其它副反应的发生 反应物若是液体 也可不用溶剂 三 羰基 氢的卤取代反应羰基 氢比较活泼 在酸 包括Lewis酸 或碱 无机或有机碱 催化下 可被卤原子取代 生成 卤代羰基化合物 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 1 反应历程羰基 氢的卤取代反应历程与催化剂性质有关 酸催化反应 碱催化反应 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 影响反应的主要因素 1 碳上取代基的影响在酸催化下 不对称酮的 卤代主要发生在与推电子基团相连的 碳原子上 因为推电子取代基有利于酸催化下烯醇的稳定化 碱催化则相反 卤代容易在与拉电子取代基相连接的 碳原子上进行 因为拉电子取代基有利于碱催化下 碳负离子的形成 反应进行到 位彻底卤代为止 这是甲基酮降解成少一个碳原子的羧酸的有效方法 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 卤化试剂的影响醛不可直接用卤素进行 卤代反应 因为在酸或碱催化下 醛基碳原子上和 碳原子上的氢都可以被卤素取代 结果使醛氧化成羧酸 而且还可能有聚合等其它副反应发生 解决这一问题的办法除了可先将醛转化成烯醇酯 然后进行卤代和水解反应以外 还可在少量的1 4 二氧六环存在下 于 12 5oC 使醛与溴和1 4 二氧六环的络合物反应 生成 溴代醛 或用卤代铜与醛反应 亦可得到产率良好的 卤代醛 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 四溴环己二烯酮是一种选择性卤化试剂 主要用于 溴代 不饱和酮的制备 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 5 5 二溴代 2 2 二甲基 4 6 二羰基 1 3 二氧六环是新型的选择性卤化试剂 它的亲电活性大 反应条件温和 适用于对酸 碱敏感的酮 溴代主要发生在烷基取代较多的 碳原子上 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 3 催化剂 添加剂的影响酸催化反应初期 因烯醇化速度较慢 所以 往往加入微量的氢卤酸 以缩短诱导期 可是 在用溴或碘进行的羰基 卤代反应中 生成的溴化氢或碘化氢虽具有加快烯醇化速度的作用 但又有还原作用 且还可能引起异构化及缩合等副反应的发生 从而影响 卤代反应的产率 因此 常在反应液中添加过量的醋酸钠或吡啶 氧化钙 氢氧化钠等碱性物质 或加入适量的氧化剂 如氮酸钾 以除去反应中生成的溴化氢或碘化氢 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 四 羧酸及其衍生物 氢的卤取代反应由于羧酸的 氢原子不够活泼 因此 一般是先将羧酸转化成 氢原子活性较大的酰氯或酸酐 然后 再用卤素或N 溴代丁二酰亚胺等卤化试剂进行 卤代 常用的方法是羧酸在催化量的三卤化磷或红磷的存在下与卤素反应 腈 丙二酸及其酯例外 它们直接用卤化试剂进行 卤代即可 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 磷催化羧酸 卤代的反应历程如下 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 五 芳烃的卤取代反应芳烃直接卤代是合成卤代芳烃的重要方法 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 这类反应常用三氯化铝 三氯化铁 四氯化锡 氯化锌等Lewis酸作为催化剂 其作用是促使卤素分子的极化离解 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 1 反应历程芳烃卤代一般属于离子型亲电取代反应 首先 由极化了的卤素分子或卤正离子向芳环作亲电进攻 形成 络合物 然后很快失去一个质子而得卤代芳烃 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 影响反应的主要因素 1 芳烃取代基的影响芳环上取代基的电子效应对芳烃卤代的难易及卤代的位置均有很大的影响 芳环上连有推电子基团 卤代反应则容易进行 且常发生多卤代现象 需适当地选择和控制反应条件 或采用保护 清除的手段 使反应停留在单 双卤代阶段 芳环上若存在拉电子基团 反应则较困难 一般需要用Lewis酸催化剂 并在较高的温度下进行卤代 或采用活性较大的卤化试剂 使反应在较温和的条件下完成 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 就推电子取代基而言 卤代反应主要生成邻 对位异构体 两种异构体的比例与取代基的空间效应 电子效应有关 在一般情况下 优先生成对位异构体 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 芳核的影响由于多 芳杂环 如吡咯 呋喃 噻吩 分子中碳原子的电子云密度比苯大 所以 卤代反应比苯容易进行 反之 缺 芳杂环如吡啶 其卤代反应比苯难 但若环上接有推电子基团 卤代亦可在较温和的条件下进行 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 3 卤化试剂的影响直接用氟与芳烃作用制取氟代芳烃 因反应十分激烈 需在氩气或氮气稀释下于 78oC进行 故无实用意义 合成其它卤代芳烃用的卤化试剂有卤素 N 溴 氯 代丁二酰亚胺 次氯酸 三聚氯氰 四溴环己二烯酮 二溴异氰脲酸等 其中最常见的是卤素 它们的反应活性顺序为 Cl2 BrCl Br2 ICl I2 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 若用碘进行碘代反应 因生成的碘化氢具有还原性 可使碘代芳烃还原成原料芳烃 所以需同时加氧化剂 如硝酸 过碘酸 过氧化氢等 或加碱 如氨水 氢氧化钠 碳酸氢钠等 或加入能与碘化氢形成难溶于水的碘化合物的金属氧化物 如氧化汞 氧化镁等 将它除去 方能使碘代反应顺利进行 若采用强碘化剂ICl进行芳烃的碘代 则可获得良好的效果 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 在芳烃的卤代反应中 必须注意选择合适的卤化试剂 因这往往会影响反应的速度 卤原子取代的位置 数目及异构体的比例等 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 4 介质的影响对于卤代反应容易进行的芳烃 可用稀盐酸或稀硫酸作介质 不需加其它催化剂 对于卤代反应较难进行的芳烃 可用浓硫酸作介质 并加入适量的催化剂 反应若需用有机溶剂 则该溶剂必须在反应条件下显示惰性 例如水杨酸的氯代可用醋酸作溶剂 萘的氯代可用四氯化碳或氯苯为溶剂 溶剂的更换常常影响到卤代反应的速度 甚至影响到产物的结构及异构体的比例 一般来说 采用极性溶剂的反应速度要比用非极性溶剂快 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 5 反应温度的影响温度高 容易发生多卤代及其它副反应 选择适宜的反应温度亦是成功的重要关键 六 实例1 对氯苯甲醛 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 2 溴化吡啶乙酰噻吩 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 3 2 溴丙酸 4 2 氯 4 硝基苯胺 第三章卤化反应 5学时 第二节卤取代反应 2学时 5 双碘喹啉 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三节卤置换反应卤原子能够置换有机物分子中与碳原子相连的羟基 羧基 磺酸基及其它卤原子等多种官能团 这些卤置换反应已成为卤代烃的重要合成方法 一 醇羟基的卤置换反应1 醇与氢卤酸的反应 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 反应是可逆的 若使醇或氢卤酸过量 并不断地将产物或生成的水从平衡混合物中移走 可使反应加速 产率提高 去水剂有硫酸 磷酸 无水氯化锌 氯化钙等 亦可采用恒沸带水剂 如苯 环己烷 甲苯 氯仿等 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 反应历程醇和氢卤酸的反应属于酸催化下的亲核取代反应 其中叔醇 苄醇一般按SN1历程 而其它醇大多按SN2历程进行反应 SN1历程 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 SN2历程 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 醇的反应活性为 苄醇 烯丙醇 叔醇 仲醇 伯醇 氢卤酸的反应活性为 HI HBr HCl 伯醇卤置换制取氯代烃或溴代烃也可采用卤化钠加硫酸作为卤化剂 但是 碘置换不可用此法 因为浓硫酸可使氢碘酸氧化成碘 也不宜直接用氢碘酸作卤化剂 因氢碘酸具有较强的还原性 易将反应生成的碘代烃还原成原料烃 醇的碘置换一般用碘化钾加磷酸作为碘化试剂 用碘加赤磷的办法亦可 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 2 醇与含磷卤化物的反应 上述反应大多属SN2历程 分别表示如下 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 这类卤化试剂的反应活性均比氢卤酸大 其顺序为 PCl5 PCl3 POCl3 它们与醇进行的卤置换产率均较高 尤其是在吡啶等有机碱的存在下 反应效果更好 重排等副反应少 3 醇与酰氯类化合物的反应氯化亚砜 又名亚硫酰氯 是一种很好的卤置换试剂 其优点是反应除生成卤代烃和氯化氢 二氧化硫气体外 没有其它残留物 产物容易分离纯化 且异构化等副反应少 产率较高 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 反应历程反应首先形成氯化亚硫酸酯 然后C O键发生断裂 释放出二氧化硫 氯负离子作亲核进攻 结果生成氯代烃 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 例 乙酰氯 甲基磺酰氯 三聚氯氰等也是很好的醇羟基卤置换试剂 LiCl 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 二 酚羟基的卤置换反应酚羟基的活性较小 用酚制备氯代芳烃 一般需用强卤化试剂 如五氯化磷 或其与三氯氧磷的混合物 在较剧烈的条件下反应 由于五氯化磷受热易离解成三氯化磷和氯 温度越高 离解度越大 置换能力也随之而下降 且因氯的存在可能产生芳核上的卤代或烯键加成等副反应 故用五氯化磷进行卤置换反应时 温度不宜过高 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 除此之外 酚还可用有机磷复合卤化试剂进行卤置换 如二卤代三苯基膦 其反应活性更大反应条件一般比较温和 对于活性较小的酚羟基 也可在较高温度和常压下 进行卤置换 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 三 羧羟基的卤置换反应与醇羟基卤置换一样 羧羟基亦常用三卤化磷 五氯化磷 三氯氧磷 氯化亚砜 三苯基膦卤化物等作为卤化试剂 制备相应的酰卤 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 这类反应仍然属于亲核取代反应 羧酸的反应活性顺序是 脂肪酸 带有推电子取代基的芳香羧酸 无取代基的芳香羧酸 带有拉电子取代基的芳香羧酸 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 四 羧酸脱羧卤置换反应羧酸银在无水条件下 以四氯化碳为溶剂 与溴或碘反应 脱去二氧化碳 生成比羧酸少一个碳原子的卤代烃 被称为Hunsdiecker反应 汉斯狄克反应 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 反应是按自由基历程进行的 为了克服羧酸银热稳定性差及无水操作困难等缺点 可改用羧酸与过量的氧化汞及卤素直接反应 制取相应的卤代烃 克列斯托尔 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 与Hunsdiecker反应类似 用羧酸与碘及四乙酸铅在光引发下反应 生成碘代烃 Barten反应 或将羧酸在金属卤化物 如氯化锂 存在下 与四乙酸铅进行脱羧反应 生成氯化烃 Kochi反应 产率均较高 且没有重排等副反应发生 尤其适用于仲或叔氯代烃的制备 若用N 氯代丁二酰亚胺 NCS 代替氯化锂 以DMF为溶剂 与羧酸 四乙酸铅进行脱羧卤置换 亦可获得较高产率的卤代烃 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 Barten反应 Kochi反应 第三章卤化反应 5学时 第三节卤置换反应 2学时 五 卤代烃的卤置换反应卤代烃分子中的氯或溴原子 与无机卤化物的碘或氟原子进行交换 这是合成用一般方法难以得到的碘代烃和氟代烃的重要方法 第三