基礎(chǔ)課程有機(jī)化學(xué)第七章 鹵代烴_第1頁
基礎(chǔ)課程有機(jī)化學(xué)第七章 鹵代烴_第2頁
基礎(chǔ)課程有機(jī)化學(xué)第七章 鹵代烴_第3頁
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文檔簡介

基礎(chǔ)課程有機(jī)化學(xué)課件第七章鹵代烴第一頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.3.6氯甲基化7.3.7由重氮鹽制備7.4鹵代烴的物理性質(zhì)7.5鹵代烷的化學(xué)性質(zhì)7.5.1親核取代反應(yīng)(1)水解反應(yīng)(2)與醇鈉作用(3)與氰化鈉作用(4)與氨作用(5)鹵離子的交換反應(yīng)(6)與硝酸銀作用7.5.2消除反應(yīng)脫鹵化氫脫鹵素第二頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.5.3與金屬反應(yīng)與鎂反應(yīng)(2)與鋰反應(yīng)7.5.4相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)7.6親核取代反應(yīng)機(jī)理7.6.1雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)機(jī)理7.6.2單分子親核取代反應(yīng)(SN1)機(jī)理7.6.3分子內(nèi)親核取代反應(yīng)機(jī)理鄰基效應(yīng)7.7影響親核取代反應(yīng)的因素7.7.1烷基結(jié)構(gòu)的影響

烷基結(jié)構(gòu)對SN2反應(yīng)的影響

烷基結(jié)構(gòu)對SN1反應(yīng)的影響7.7.2鹵原子(離去基團(tuán))的影響7.7.3親核試劑的影響第三頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.7.4溶劑的影響7.8消除反應(yīng)的機(jī)理7.8.1雙分子消除反應(yīng)(E2)機(jī)理7.8.2單分子消除反應(yīng)(E1)機(jī)理7.9消除反應(yīng)的取向7.10影響消除反應(yīng)的因素7.10.1烷基結(jié)構(gòu)的影響7.10.2鹵原子的影響7.10.3進(jìn)攻試劑的影響7.10.4溶劑極性的影響7.11取代和消除反應(yīng)的競爭7.11.1烷基結(jié)構(gòu)的影響7.11.2進(jìn)攻試劑的影響7.11.3溶劑的影響第四頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.11.4反應(yīng)溫度的影響7.12鹵代烯烴和鹵代芳烴的化學(xué)性質(zhì)7.12.1雙鍵和苯環(huán)位置對鹵原子活性的影響7.12.2乙烯型和苯基型鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)(1)親核取代反應(yīng)(2)親核取代反應(yīng)機(jī)理(3)消除反應(yīng)(4)與金屬反應(yīng)(5)烴基的反應(yīng)7.12.3烯丙型和芐基型鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)親核取代反應(yīng)(2)消除反應(yīng)(3)與金屬鎂反應(yīng)第五頁,共八十六頁,2022年,8月28日(4)與二烷基銅鋰反應(yīng)7.13氟代烴7.13.1氟代烴的制法7.13.2氟代烴的性質(zhì)7.13.3氟代烴的用途第六頁,共八十六頁,2022年,8月28日鹵代烴(alkylhalides):烴分子中的氫原子被鹵原子取代后的化合物。7.1鹵代烴的分類鹵代烴飽和鹵代烴不飽和鹵代烴鹵代芳烴烴基結(jié)構(gòu)鹵原子的數(shù)目鹵代烴一元鹵代烴三元鹵代烴二元鹵代烴……飽和鹵代烴:碘甲烷溴(代)環(huán)己烷1,2–二溴乙烷三氯甲烷(氯仿)第七頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.11,2–二溴乙烷的分子模型第八頁,共八十六頁,2022年,8月28日不飽和鹵代烴:氯乙烯3–氯環(huán)己烯4–溴–1–丁炔鹵代芳烴:氯苯芐基溴7.1.1鹵代烷的分類鹵代烷:一鹵代烷的通式:CnH2n+1X伯鹵代烷(1°)仲鹵代烷(2°)叔鹵代烷(3°)(primary(secondary(tertiaryalkylhalides)

alkylhalides)

alkylhalides)

第九頁,共八十六頁,2022年,8月28日2,2–二甲基–1–溴丙烷2–溴丁烷2–甲基–2–溴戊烷7.1.2鹵代烯烴和鹵代芳烴的分類(1)乙烯型和苯基型鹵代烴氯乙烯溴苯X原子直接與sp2雜化的C原子相連p,π–共軛第十頁,共八十六頁,2022年,8月28日(2)烯丙型和芐基型鹵代烴烯丙基溴芐基氯(allylbromide)(benzylchloride)鹵原子與碳碳雙鍵或苯環(huán)相隔一個飽和碳原子。(3)隔離型鹵代烴4–溴–1–丁烯1–苯基–2–溴乙烷鹵原子與碳碳雙鍵或苯環(huán)相隔兩個或多個飽和碳原子。第十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.2鹵代烴的命名異丙基溴isopropylbromide烯丙基溴allylbromide芐基氯(benzylchloride)環(huán)己基碘(cyclohexyliodide)7.2.1鹵代烷的系統(tǒng)命名法烴基作為母體,鹵原子作為取代基。復(fù)雜的鹵代烴普通命名法:烴基的名稱+鹵原子名稱簡單的烴基第十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日鹵代烷的命名:(1)選擇連有鹵原子的碳原子在內(nèi)的最長的碳鏈作為主鏈,根據(jù)其碳數(shù)稱“某烷”,鹵原子作為取代基。(2)編號時,要使鹵原子和取代基的位次較小。(3)命名時,取代基的排列順序遵循“最低系列規(guī)則”,較優(yōu)先的基團(tuán)后列出。英文命名注意事項:

從距取代基最近的一端開始編號當(dāng)兩端都有可能開始編號時,按取代基名稱的第一個字母在字母表中的順序編號第十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日4–異丙基–2–氟–4–氯–3–溴庚烷2–甲基–3–氯丁烷(2-chloro-3-methylbutane)

3–溴-4–氯己烷(3-bromo-4-chlorohexane)3–甲基–2,2–二氯戊烷(2,2-dichloro-3-methylpentane)(3-bromo-4-chloro-

2-fluro-4-isopropylheptane)第十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日2–甲基–4–乙基–1–溴環(huán)己烷三氯甲基環(huán)己烷7.2.2鹵代烯烴和鹵代芳烴的系統(tǒng)命名法4–溴–2–戊烯(4-bromo-2-pentene)3–溴環(huán)己烯4–(或?qū)?氯甲苯(4-chlorotoluene)氯苯(chlorobenzene)第十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日當(dāng)鹵原子連在芳烴側(cè)鏈上時的芳鹵化合物:母體:脂肪烴;取代基:芳基、鹵原子。對甲苯二氯甲烷

3–苯基–1–氯丁烷(1-chloro-3-phenylbutane)3–苯基–1–溴–2–丁烯第十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.3鹵代烴的制法7.3.1烴的鹵化烷烴的鹵化、烯烴的α–鹵代、芳烴的α–鹵代:7.3.2由不飽和烴制備烯烴與Br2或HX的加成:第十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.3.3由醇制備常用的鹵化試劑:HX,PX3,PX5,SOCl2(亞硫酰氯)7.3.4鹵原子交換第十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.3.5偕(連)二鹵代烷部分脫鹵化氫7.3.6氯甲基化7.4鹵代烴的物理性質(zhì)氣體:狀態(tài)鹵代烷不溶于水,而溶于弱極性或非極性的有機(jī)溶劑中。例如:乙醚、苯和烴等溶解性7.3.7由重氮鹽制備第十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日可燃性隨X原子數(shù)目增多,可燃性降低例如:CH3Cl可燃,CH2Cl2

不燃,

CCl4為滅火劑沸點(diǎn):隨C原子數(shù)目增加而升高RI>RBr>RCl支鏈越多,沸點(diǎn)越低相對密度隨C原子數(shù)增加而下降多數(shù)RX分子具有一定的偶極矩(μ)μ/10-30C·m6.475.975.47μ/10-30C·m6.844.845.64第二十頁,共八十六頁,2022年,8月28日δ+δ-7.5鹵代烷的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)部位:親核取代反應(yīng)

Nu:-B:消除反應(yīng)極性共價鍵斷裂鹵代烴分子主要是通過偶極–偶極相互作用聚集在一起:第二十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.5.1親核取代反應(yīng)

(nucleophilicsubstitutionreactions)親核試劑進(jìn)攻中心碳原子,離去基團(tuán)帶著一對電子離去的反應(yīng)——親核取代反應(yīng)

C–X的極化:

親核試劑(nucleophile),

NuRO-,OH-,CN-,ROH,H2O,NH3。

離去基團(tuán)(leavinggroup),L第二十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日(1)水解反應(yīng)(hydrolysis)鹵代烷強(qiáng)堿的水溶液共熱RXROH(2)與醇鈉作用鹵代烷醇鈉相應(yīng)的醇生成醚(70%)制備醚的常用方法——Williamson合成法RX:伯鹵代烷反應(yīng)活性:RI>RBr>RCl>RF第二十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日(3)與氰化鈉作用NaCN,KCNXCN腈(4)與氨作用NH3

XNH2胺(5)鹵離子的交換反應(yīng)丙酮RClRBrNaIRI(63%)第二十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日伯鹵代烷需加熱該反應(yīng)用于鑒定鹵代烷反應(yīng)活性:RI>RBr>RCl3>2>1°RX:(6)與硝酸銀作用AgNO3的醇溶液AgX沉淀硝酸酯7.5.2消除反應(yīng)第二十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日α,β–消除β–消除:從α–C原子上脫去鹵原子,從β–C原子上脫去氫原子,生成的反應(yīng)。消除反應(yīng)(eliminationreaction):在一個分子中脫去兩個原子或基團(tuán),生成的反應(yīng)。(1)脫鹵化氫(dehydrohalogenation)鹵代烷強(qiáng)堿的醇溶液共熱β–消除烯烴強(qiáng)堿:RONaRCH2X:只有一種產(chǎn)物第二十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日對于含多種β–H的RX,消除方向遵循Saytzeff規(guī)則:H原子主要是從含氫較少C原子上脫去,生成雙鍵上C原子取代較多的烯烴。(81%)(19%)(80%)(20%)制備烯烴的一種方法Saytzeff烯烴第二十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日部分脫HCl,生成乙烯型鹵代烴偕二鹵代烴:連二鹵代烴:1,1–二氯降冰片烷1–氯降冰片烯降樟腦的異構(gòu)體樟腦(camphor)偕和連二鹵代烷脫去兩分子HX,生成炔烴。第二十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日(2)脫鹵素

鄰二鹵代烷Zn,CH3COOH或EtOHNaI,CH3COCH3烯烴保護(hù)C=C,或分離提純烯烴7.5.3與金屬反應(yīng)鍵有機(jī)金屬化合物(organometalliccompounds)第二十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日VictorGrignard和PaulSabatier共享1912年諾貝爾化學(xué)獎反應(yīng)活性::RI>RBr>RCl>RF1°>2°>3°溶劑:乙醚、四氫呋喃(THF)絡(luò)合物(1)與鎂反應(yīng)烴基鹵化鎂—Grignard試劑(1)與鎂反應(yīng)第三十頁,共八十六頁,2022年,8月28日Grignard試劑的特點(diǎn):與空氣中的O2作用與含活潑氫的化合物作用,被分解為RHHX、H2O、ROH、NH3、即可是強(qiáng)堿,又是親核試劑作為強(qiáng)堿:炔基Grignard試劑的制備第三十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日作為親核試劑,易與活潑的鹵代烴及RCH2X發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)?;顫姷柠u代烴:烯丙基鹵、芐基鹵叔、仲鹵代烷易發(fā)生消除反應(yīng)。原料RX的β–C上不能連有-X或,

否則易發(fā)生消除反應(yīng)。原料RX分子不能帶有等取代基第三十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日無水無氧條件下制備原料RX使用伯鹵代烷為佳常被用于制備其它有機(jī)金屬鋰化合物的

RLi(丁基鋰、PhLi等)(2)與鋰反應(yīng)丁基鋰(80%~90%)Corey–House合成:可使用含多種官能團(tuán)的RX。烴基銅鋰試劑的合成:第三十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.5.4相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)

相轉(zhuǎn)移催化劑的作用:在非均相反應(yīng)中,將一種反應(yīng)物從原來所在的一相,經(jīng)兩相間的界面,帶入另一反應(yīng)物所在的一相中。將非均相反應(yīng)轉(zhuǎn)化為均相反應(yīng)。1–氯辛烷壬睛溴化三丁基十六烷基銨相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)(phasetransfercatalyticreaction),PTC反應(yīng)第三十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.6親核取代反應(yīng)機(jī)理親核取代反應(yīng)機(jī)理SN2SN17.6.1雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)機(jī)理(substitutionnucleophilicbimolecular)反應(yīng)速率:υ=k[CH3Br][–OH]二級反應(yīng)過渡態(tài)(transitionstate)第三十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日ΔE反應(yīng)進(jìn)程能量圖7.2溴甲烷水解反應(yīng)的能量曲線第三十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.3雙分子親核取代反應(yīng)機(jī)理第三十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日親核試劑的進(jìn)攻與離去基團(tuán)的離去同時發(fā)生

Nu:是從L的背后沿著鍵中心線進(jìn)攻中心C原子中心C原子為手性中心時,發(fā)生Walden轉(zhuǎn)化,即構(gòu)型反轉(zhuǎn)(S)–2–碘辛烷(R)–2–碘(128I)辛烷

SN2反應(yīng)的立體化學(xué)特征為中心C原子的構(gòu)型反轉(zhuǎn)。第三十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日構(gòu)型反轉(zhuǎn)大風(fēng)中的雨傘反應(yīng)速率:υ=k[CH3)3C-Br]一級反應(yīng)7.6.2單分子親核取代反應(yīng)(SN1)機(jī)理(substitutionnucleophilicunimolecular)叔丁烷的在堿性水溶液中的水解反應(yīng):第三十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日反應(yīng)機(jī)理:第一步叔丁基溴解離成叔丁基正離子和溴負(fù)離子:過渡態(tài)T1第二步叔丁基正離子與親核試劑OH-作用:第一步是決定反應(yīng)速率的一步。過渡態(tài)T2第四十頁,共八十六頁,2022年,8月28日T1T2ΔE2ΔE1(CH3)3CBr+H2O(CH3)3COH+HBr反應(yīng)進(jìn)程能量圖7.4叔丁基溴水解反應(yīng)的能量曲線ΔE1>ΔE2碳正離子為反應(yīng)中間體第四十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.5單分子親核取代反應(yīng)機(jī)理第四十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.6親核試劑從背后進(jìn)攻碳正離子+第四十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日NuNu(inversionofconjugation)構(gòu)型翻轉(zhuǎn)(retentionofconjugation)構(gòu)型保留NuNuCH3PhCl+SN1反應(yīng)的立體化學(xué)對于含手性C原子RX:(S)–α–氯代乙苯平面構(gòu)型(S)–α–苯乙醇(R)–α–苯乙醇

(49%)(51%)多于50%少于50%外消旋產(chǎn)物第四十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日反應(yīng)按SN1機(jī)理進(jìn)行時,常伴有重排反應(yīng)發(fā)生:SN2反應(yīng)不發(fā)生重排7.7影響親核取代反應(yīng)的因素7.7.1烷基結(jié)構(gòu)的影響(1)烷基結(jié)構(gòu)對SN2反應(yīng)的影響7.6.3分子內(nèi)親核取代反應(yīng)機(jī)理鄰基效應(yīng)第四十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日R:CH3,CH3CH2,(CH3)2CH,(CH3)3CSN2反應(yīng)的活性:CH3X>伯鹵代烷>仲鹵代烷>叔鹵代烷反應(yīng)的過渡態(tài):CH3CH3CH3Nu:Nu:隨著中心C原子上的CH3個數(shù)的增多,過渡態(tài)的擁擠程度增大,反應(yīng)的活化能增高,反應(yīng)速率降低。第四十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.7溴代烷的比例模型展示了取代基對中心C原子的遮敝第四十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日β–C原子上的氫被取代時,同樣由于取代基的空間位阻效應(yīng),SN2反應(yīng)活性降低。新戊基溴SN2反應(yīng)相對速率為4.2×10-6。(2)烷基結(jié)構(gòu)對SN1反應(yīng)的影響

CH3Br,CH3CH2Br,(CH3)2CHBr,(CH3)3CBr

在強(qiáng)極性溶劑中水解:SN1反應(yīng)的活性順序:叔鹵代烷>仲鹵代烷

>

伯鹵代烷

>CH3X第四十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日碳正離子的穩(wěn)定性:電子效應(yīng)空間效應(yīng):中心C原子:sp3sp2降低了取代基間的擁擠程度。第四十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.7.2鹵原子(離去基團(tuán))的影響

主要對SN1反應(yīng)的影響。

鹵代烷的反應(yīng)活性順序:

RI>RBr>RCl>RF易離去基團(tuán)通常是強(qiáng)酸(pKa<5)的共軛堿——弱堿。HOTs–OTs

是很好的離去基團(tuán)鹵原子的可極化度;強(qiáng)酸的共軛堿是較好的離去基團(tuán)。常見的離去基團(tuán):離去能力依次遞減第五十頁,共八十六頁,2022年,8月28日常見親核試劑的親核能力:親核能力遞減7.7.3親核試劑的影響試劑的親核性愈強(qiáng),濃度愈大,愈利于SN2反應(yīng)進(jìn)行。堿性:奪取質(zhì)子的能力;親核性:與中心C原子的結(jié)合能力。堿性:親核性:(a)具有相同原子的Nu:,在極性質(zhì)子溶劑中,其堿性愈強(qiáng),親核性也愈強(qiáng)。;第五十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日(b)當(dāng)親核試劑的親核原子是同族原子時,可極化度愈大,親核性愈強(qiáng)。;;(c)當(dāng)親核試劑的親核原子是同周期原子時,原子序數(shù)愈大,親核性愈弱。第五十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.7.4溶劑的影響極性溶劑利于SN1反應(yīng)進(jìn)行,利于底物的解離:質(zhì)子溶劑由于易與Nu:形成氫鍵,降低了試劑的親核性,而不利于SN2反應(yīng)的進(jìn)行。

極性非質(zhì)子溶劑利于SN2反應(yīng)進(jìn)行。第五十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日極性非質(zhì)子溶劑:N,N–二甲基甲酰胺DMF(dimethylformamide)二甲亞砜DMSO

(dimethyl-sulfoxide)六甲基磷酰胺HMPT

(hexamethylphosphorictriamide)第五十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日通過SN2反應(yīng)達(dá)到的官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換

醇醚硫醇硫醚腈酯季銨鹽疊氮化合物第五十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.8消除反應(yīng)的機(jī)理消除反應(yīng)的機(jī)理E1E2(eliminationbimolecular)7.8.1

雙分子消除反應(yīng)(E2)的機(jī)理過渡態(tài)υ=k[R-X][C2H5O-]二級反應(yīng)第五十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.8雙分子消除反應(yīng)的機(jī)理第五十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日E2反應(yīng)的立體化學(xué)E2反應(yīng)的過渡態(tài)處于同一平面2–烯E2反應(yīng)的立體化學(xué)特征:反式消除(I)基氯(II)第五十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.8.2單分子消除反應(yīng)(E1)機(jī)理

(unimolecularelimination)第一步鹵代烷解離成碳正離子:這是決定反應(yīng)速率的一步過渡態(tài)I第二步堿奪取β–H,生成烯烴:過渡態(tài)II第二步是快步驟υ=k[R-X]一級反應(yīng)第五十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日圖7.9單分子消除反應(yīng)的機(jī)理第六十頁,共八十六頁,2022年,8月28日E1反應(yīng)的活性取決于C+的穩(wěn)定性:3°>2°>1°>CH3+E2反應(yīng)的活性順序:鹵代烷:3°>2°>1°>CH3+過渡態(tài)類似烯烴。雙鍵上C原子取代愈多的烯烴愈穩(wěn)定,由叔鹵代烷形成的過渡態(tài)最穩(wěn)定

α–C原子上連接的烷基愈多,β–H愈多,被堿進(jìn)攻的機(jī)會愈多,反應(yīng)速率愈大。β–H的數(shù)目:96307.10影響消除反應(yīng)的因素7.10.1烷基結(jié)構(gòu)的影響7.9消除反應(yīng)的取向第六十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.10.2鹵原子的影響消除反應(yīng)的活性:RI>RBr>RCl>RF的解離的難易程度7.10.3進(jìn)攻試劑的影響濃的強(qiáng)堿利于E2反應(yīng)的進(jìn)行。奪取β–H的能力強(qiáng)7.10.4溶劑極性的影響極性大的溶劑利于E1反應(yīng)的進(jìn)行,利于C+的生成。7.11取代和消除反應(yīng)的競爭第六十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.11.1烷基結(jié)構(gòu)的影響

(91%)(9%)

(20%)(80%)(3%)(97%)第六十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日E2SN2CH3CH2O仲鹵代烷和叔鹵代烷利于消除反應(yīng)的進(jìn)行。中心C原子上的取代基的空間位阻效應(yīng),降低了親核取代的反應(yīng)速率。β–C上支鏈愈多,愈利于消除反應(yīng)的進(jìn)行。圖7.10中心碳原子上取代基空間效應(yīng)的影響第六十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.11.2進(jìn)攻試劑的影響試劑的堿性愈強(qiáng),對消除反應(yīng)愈有利。增強(qiáng)試劑的堿性,提高了奪取β–H的能力。SN2反應(yīng)的過渡態(tài):E2反應(yīng)的過渡態(tài):溶劑的極性利于電荷的集中。7.11.3溶劑的影響極性強(qiáng)的溶劑利于取代反應(yīng),極性弱的溶劑利于消除反應(yīng)第六十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日EtOH:H2O100080206040:::烯烴/%715954增加溶劑的極性更不利于E1反應(yīng)的進(jìn)行7.11.4反應(yīng)溫度的影響溫度升高,更有利于消除反應(yīng)的進(jìn)行(53%)(47%)(64%)(36%)第六十六頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.12鹵代烯烴和鹵代芳烴的化學(xué)性質(zhì)7.12.1雙鍵和苯環(huán)位置對鹵原子活性的影響鹵原子的活性次序:p,π–共軛氯乙烯的結(jié)構(gòu):氯苯的結(jié)構(gòu):第六十七頁,共八十六頁,2022年,8月28日在乙烯型和苯基型鹵代烴分子中,C-X鍵不易斷裂。烯丙基鹵與芐基鹵:由于解離后生成穩(wěn)定的碳正離子,C-X鍵容易斷裂。烯丙基型正離子:++芐基型正離子:第六十八頁,共八十六頁,2022年,8月28日烯丙基氯在SN2反應(yīng)中的過渡態(tài):雙鍵與正在斷裂的C-X鍵和正在形成的C-Nu鍵交蓋,負(fù)電荷分散,降低了過渡態(tài)的能量,從而使其穩(wěn)定。NuCl-烯丙基鹵與芐基鹵容易進(jìn)行親核取代和消除反應(yīng)。第六十九頁,共八十六頁,2022年,8月28日7.12.2乙烯型和苯基型鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)(1)親核取代反應(yīng)在強(qiáng)烈的條件下,芳鹵能夠發(fā)生親核取代反應(yīng):工業(yè)上生產(chǎn)苯酚的方法之一“Dow”法工業(yè)上生產(chǎn)二苯醚的方法當(dāng)苯環(huán)上在鹵原子的鄰、對位上連有強(qiáng)吸電基團(tuán)時,親核取代反應(yīng)變得容易。第七十頁,共八十六頁,2022年,8月28日鹵原子作為離去基團(tuán)的活性順序:

F>>Cl~Br>I隨著吸電基團(tuán)的增多,反應(yīng)活性提高。除硝基外,-SO3H,-CN,-+NR3,-COR,-COOH,-CHO等具有同樣的作用。第七十一頁,共八十六頁,2022年,8月28日(2)親核取代反應(yīng)機(jī)理(a)加成–消除機(jī)理υ=k[p–NO2C6H4X][CH3O–]鹵原子的反應(yīng)活性次序:F>>Cl≈Br>I反應(yīng)機(jī)理:第一步試劑與芳環(huán)發(fā)生親核加成反應(yīng),形成碳負(fù)離子:第七十二頁,共八十六頁,2022年,8月28日最穩(wěn)定的中間體這是決定反應(yīng)速率的一步第二步X原子帶著一對電子離去,恢復(fù)芳香體系:第七十三頁,共八十六頁,2022年,8月28日能量反應(yīng)進(jìn)程Ar:圖7.11對硝基鹵苯與甲氧負(fù)離子反應(yīng)的能量曲線第七十四頁,共八十六頁,2022年,8月28日(b)消除–加成機(jī)理(苯炔機(jī)理)標(biāo)記的14C氯苯KNH2/液NH3消除–加成機(jī)理:第一步消除步驟,生成苯炔中間體:苯基負(fù)離子苯炔第七十五頁,共八十六頁,2022年,8月28日反應(yīng)活性中間體:

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