醫(yī)用有機(jī)化學(xué)：第7章 鹵代烴

1、第7章 鹵代烴 Halogenated Hydricarbon 目的要求：掌握鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)、親核取代和 消除反應(yīng)。 具體掌握內(nèi)容：雙分子親核取代反應(yīng)SN2和單分子親核取代反應(yīng)SN1 雙分子消除反應(yīng)E2和單分子消除反應(yīng)E1正碳離子的穩(wěn)定性、格氏試劑的生成、扎依切夫規(guī)則鹵代烯烴中鹵原子活潑性和結(jié)構(gòu)的關(guān)系 學(xué)時(shí) 5h 一、分類與命名 分類：分類： CH2RCH2XCHXXRCH2XCHXCXRRRRR123CHRCHXCH2XCHRCHXCH2XCHRCH(CH2)nX(n 2)乙烯型乙烯型烯丙型烯丙型孤立型孤立型命名命名 ：CH2CH3CCH3CHCH3ClBrCH3CH3CH3BrCH3CH

2、IUPAC:CHCH3CH3CHCHBrCH3ClBrCH2ClCH2CHI3CHCl3CH2CH3CHCH2CH3CH2CHBrCH2CH3CH3ClBrClCHI3CH2 CH2BrBrCH2=CHBrCH2=C-CH=CH2ClF2C=CF2氯甲烷溴代環(huán)己烷1,2-二溴乙烷三碘甲烷一元鹵代烴二元鹵代烴三元鹵代烴多元鹵代烴一元鹵代烴溴乙烯3-氯環(huán)己烯2-氯1,3-丁二烯四氟乙烯飽和鹵代烴不飽和鹵代烴CH3CH2CH2CH2BrCH3CHCH2CH3ClCH3CCH2CH2CH3CH3Br1-溴丁烷2-氯丁烷2-甲基-2-溴戊烷伯仲 叔注意：鹵素原子和伯碳原子相連的叫伯鹵代烷。鹵素原子和仲碳

3、原子相連的叫仲鹵代烷。鹵素原子和叔碳原子相連的叫叔鹵代烷。二、化學(xué)性質(zhì) 1取代反應(yīng) （1） 水解： （2） 被 CN、NH2、OR、NO2取代 +CXRX+ROHHR OHHXNO2R+RRNH2XXKCN/CNNHOAgXEtOHRREtOHNH3(RNH2)RRNaORAgNO3williamsonROR+CX +XNu:+CNu: +底物親核試劑產(chǎn)物離去基團(tuán)S SN N ：Nuleophilic SubstitutionNuleophilic Substitution ClBrH3CFH3CH3CIH3C451.9351.9292.9221.8KJ/molClBrRRRI發(fā)生發(fā)生S SN

4、 N反應(yīng)速度反應(yīng)速度: :ClBrRRRI2. 2. 消除反應(yīng)：消除反應(yīng)：Elimination reactionElimination reaction CH2+XCHRR+CH2CHHKOHEtOHKX + H2OCXCHHOH取代消除HH注意：-C上H無時(shí)，消除反應(yīng)不能發(fā)生CH2BrCCH3CH3CH3CHKOH EtOHCH2CCH3CH3CH3CH2CCH3CH371%29%SaytzeffSaytzeff規(guī)則：規(guī)則： 鹵代烷在消除鹵氫時(shí)，氫原子總是從含氫較少的碳原子上脫去，即“生成的主要產(chǎn)物是雙鍵碳原子上連有最多烴基的烯烴”。 3親核取代反應(yīng)歷程 （1）雙分子親核取代反應(yīng) SN2

5、CBrCBrHHHHOHHOHH慢CH+HHBrHO快CHHHBrHOsp2HOCHHHsp2Br過渡態(tài)CH+ HHBrHOHOCHHHBrHOsp2CHHHsp3sp3CH+HHBrOHBrHOCHHHBrHOCHHHHE活 化 能放 出 能 量反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程S SN N2 2反應(yīng)的特點(diǎn)：反應(yīng)的特點(diǎn)： 反應(yīng)速度既與RX濃度有關(guān)，又與親核試劑濃度有關(guān)。 反應(yīng)是一步完成的，舊鍵斷裂和新鍵形成同時(shí)進(jìn)行。 反應(yīng)過程中伴隨有構(gòu)型的轉(zhuǎn)化。 CHBrCH2BrCH3CH3CH3CH3CH3CCH3CH3BrBr123甲（2）單分子親核取代反應(yīng)SN1 +OHBrCH3CCH3CH3BrCH3CCH3CH3

6、HOCBrBr(CH3)3慢(CH3)3C Br+C(CH3)3COH(CH3)3C OH+C(CH3)3快(CH3)3OH第一步：第二步：過渡態(tài)A過渡態(tài)BS SN N1 1反應(yīng)的特點(diǎn)：反應(yīng)的特點(diǎn)： 反應(yīng)速度只與RX濃度有關(guān)。 反應(yīng)是分步進(jìn)行的，有活性中間體正碳離子生成。 若鹵代烷的中心碳是手性碳時(shí)，在反應(yīng)過程中發(fā)生構(gòu)型的消旋化。 （3）親核取代反應(yīng)的構(gòu)型變化 CH3HOBr+HC6H13HOCH3HOBrHC6H13CH3HC6H13CH3CHOBr+HC6H13HOHOBrHC6H13HCH3C6H13sp3sp2sp3S SN N2:2:R-(-)-2-溴辛烷S-(+)-2-辛醇Hsp3

7、CH3BrHC6H13CH3BrC6H13CH3HC6H13過渡態(tài)AS SN N1:1:第一步：CHH13C6H3COHCH3HOHC6H13第二步：CH3HC6H13HOHOCH3HC6H13OHCH3HC6H13OHCH3HC6H13SR（4）影響親核取代反應(yīng)的因素 烷基結(jié)構(gòu)對(duì)SN1、SN2的影響:SN1：因?yàn)椋?3C+ 2C+1C+ H3C + 所以，3鹵代烷2鹵代烷1鹵代烷CH3XSN2：CH3X1鹵代烷2鹵代烷3鹵代烷 鹵素的影響: RI RBr RCl 親核試劑的影響:a親核試劑的電負(fù)性對(duì)反應(yīng)的影響b親核試劑立體結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)的影響 溶劑效應(yīng)的影響: 4. 消除反應(yīng)的歷程（機(jī)理） （1

8、）單分子消除E1反應(yīng)歷程（Elimination 1） 第一步：第二步：+CH3CCH3CH3X慢CH3CCH3CH3XCH3CCH3CH3X+HCH3CHOCCH3CH3CH3CCH3CH3OH+快CH3CH2CH2過渡態(tài)過渡態(tài)對(duì)E1反應(yīng)的難易順序：叔鹵代烷仲鹵代烷伯鹵代烷 （2）E2反應(yīng)歷程 HCCH3CH3CH3CH2CH3CCH3CH3CH3+HH+XCH3XCH2CH3CHCH2CRO NaHHXCH3CH2CROROH小結(jié)：小結(jié)： 取代反應(yīng)CCH2CH3CH3CH3CH3CHCH2BrKOH EtOHE1CH3CH消除反應(yīng)SN1:叔鹵代烷、仲鹵代烷SN2:鹵代甲烷、伯鹵代烷、仲鹵代

9、烷E1:叔鹵代烷、仲鹵代烷 E2:叔鹵代烷、仲鹵代烷、伯鹵代烷 5正碳離子重排 HCH3HOCH3CXCH3CH2CH3CH3CHCH3CH3CHCH2C12E1HCH3CHCHCH2CH3CH3CH1,2-H遷移CCH3CH3CH3CH2HCH31,2-H遷 移CCH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH3CH2CCH31,2-甲基遷移+BrCCH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH2KOHCH3H2OSN1CH3CHCHCH3CH3OHOH例：6.與金屬鎂的作用Gngnard 試劑的生成 RMgCO2HOC2H5XC2H5ORCOOMgX+無水乙醚RMg X+RMgXRMgXH+RMgX

10、HH2ORCOOH格氏試劑在有機(jī)合成上很有用，但它最忌水、忌活潑氫： R-MgX +H-OHH-NH2H-XH-ORH-C CR定量生成RH + MgX(OH)MgX(OR)MgX(NH2)MgX2RC CMgX炔基鹵化鎂，合成上有用合成上無用活潑氫制備格氏試劑時(shí)，一定要用“干醚”，防止格氏試劑分解。如果用CH3MgI與活潑氫反應(yīng)，可定量測(cè)定活潑氫。 三、鹵代烯烴和鹵代芳烴的取代反應(yīng) 乙烯型鹵代烴烯丙基型鹵代烴孤立型鹵代烯烴 CH2CH2CHAgNO3EtOH，CH2Cl白CH2CH2CHClArAgNO3EtOH白CH2Cl白XXCH2CH2CHArXCH2XCH2CHArX(CH2)nAr

11、X(CH2)nCH2CHCH2CHClArAgNO3EtOHCl(-)(-)練習(xí)：練習(xí)：MgCH3CH2CH？HBr干醚CH3CH3CH2CH？Br2KOH EtOH？KOH EtOH？H2OCH3CH2CH2CH？HBrNaCNH+H2OCH3CH3CH2CH？KOH EtOH？BrH2SO4CH3CHOHCH3CH2H2OCH3CH2CH2CHCNH+CH3CH3CH2CHNaOHPBr3H2O(1)(2)(3)(4)(6)(5)一.完成下列反應(yīng)式二、按對(duì)SN1反應(yīng)的活性次序，排出下列化合物 1a 2-溴-2-甲基丁烷 b 1-溴戍烷 c 2-溴戍烷 2a 1-溴-3-甲基丁烷 b 2-溴

12、-2-甲基丁烷 c 3-溴-2-甲基丁烷 3a 1-溴丁烷 b 1-溴-2，2-二甲基丙烷 c 1-溴-3-甲基丁烷 d 1-溴-2-甲基丁烷三、推結(jié)構(gòu) 某化合物（A）與溴作用生成含有三個(gè)鹵原子的化合物（B），（A）能使高錳酸鉀褪色，生成含有一個(gè)溴原子的1，2-二醇。（A）很容易和NaOH作用生成（C）和（D），（C）和（D）氫化后分別產(chǎn)生兩種互為異構(gòu)體的飽和一元醉（E）和（F）。（E）比（F）更容易脫水，（E）脫水后產(chǎn)生兩種異構(gòu)體化合物，（F）脫水后僅產(chǎn)生一個(gè)化合物，這些脫水產(chǎn)物都能被還原成丁烷，寫出A、B、C、D、E和F的結(jié)構(gòu)式。 CHCH3CH2CHABrCHCHCH3CH2BrBBrBrOHCHCH3CH2CHCCH3OHCHCHCH2DOHCHCH3CH3CH2ECH2CH2CH2FCH3OHCH2H2OOHCHCH3CH2CHABrBr2CHCHCH3CH2BrBBrBrKMnO4CHCHCH3CH2BrCH3OHCHCHCH2OHCHCH2