学习情境1卤化技术

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1、学习情境1卤化反应教学内容：1、氯化的基本原理、取代氯化反应、加成氯化、置换已有取代基的氯化、氯甲基化的反应历程、条件等特点。2、影响卤化反应的各种因素，应用实例。3、溴化技术，主要介绍溴化方法、应用实例4、碘化技术，氟化技术。1重点：1、氯化的基本原理、取代氯化反应、加成氯化、置换已有取代基的氯化、氯甲基化的反应历程、条件等特点。2、影响卤化反应的各种因素，应用实例。3、溴化技术，主要介绍溴化方法、应用实例难点：各反应历程、影响卤化反应的各种因素2概述1、定义向有机化合物分子中的碳原子上引入卤素原子的反应叫做“卤化”

2、。氟化氯化溴化碘化根据引入卤素原子的不同，卤化32、卤化剂主要有：卤素、盐酸和氧化剂、金属和非金属的卤化物等。（1）氯化剂最常用的氯化剂是分子态氯（Cl2）。主要来自食盐水的电解，价格低廉，供应量大。（3）碘化剂碘是黑色带金属光泽的固体，在海带为原料提取碘（I2）。（2）溴化剂最常用的溴化剂是分子态溴，也称溴素（Br2），主要用于制备含溴阻燃剂等精细化学品。（4）氟化剂氟（F2）的自然资源较广。氟代烃是近年来新开发的新型表面活性剂，多氟多氯烷烃（商品名称氟里昂）则是最常用的致冷剂。43、卤化方法和基本原理取代卤化:发生

3、在卤原子与有机物氢原子之间。加成卤化：发生在卤原子与不饱和烃之间。置换原有取代基：发生在卤原子与氢以外的其他原子或基团之间。羟基磺酸基重氮基如芳烃、芳烃的侧链、脂肪烃的取代卤化反应不同卤化剂（如卤素、卤化氢和其他卤化物）与不饱和烃的加成卤化5二、取代卤化取代卤化芳烃上的取代卤化芳烃侧链的取代卤化脂肪烃的取代卤化注意以取代氯化和取代溴化最为常见。62.1芳环上的取代卤化1反应特点芳环上的卤化反应属于连串反应，例如苯的氯化：7苯在间歇氯化时的产物组成变化82反应历程苯环的结构决定了苯环的卤代为亲电取代反应。9（1）当苯环上

4、有吸电子基团存在时，由于形成的络合物能量较高，不稳定，反应要求的活化能高，反应较难进行，常需加人催化剂。（2）当苯环上连有供电子基因时，这些基团的存在，使生成的络合物进一步稳定下来，降低反应的活化能，反应容易进行，甚至可以不用催化剂，室温下即可反应。10催化剂FeX3的作用机理113反应实例:氯苯的生产氯苯的生产路线有两条，一条是氧化氯化法：12另一条生产路线是现在普遍采用的沸腾氯化法13苯的沸腾氯化流程图1－转子流量计2－氯化器3－液封槽4，5－列管式石墨冷却器6－酸苯分离器7－氯化液冷却器144影响因素（1）氯化深

5、度（2）操作方式（3）原料纯度的影响（4）反应温度的影响（5）反应介质的影响（6）催化剂的选择15（1）氯化深度氯化深度按实际需要进行调节，可由测定出口处氯化液的比重来控制16（3）原料纯度的影响a.硫化物。噻吩会包住三氯化铁的表面，使催化剂失效，此外，噻吩在反应中生成的氯化氢，对设备造成腐蚀。b.水分。因为水与反应生成的氯化氢作用生成盐酸，它对催化剂三氯化铁的溶解度，大大超过有机物对三氯化铁的溶解度，导致催化剂离开反应区，使氯化反应速度变慢。17（4）反应温度的影响一般反应温度越高，反应速度越快。但由于氯化反应是强烈

6、放热反应，因此，要维持在低温下反应。现在普遍采用在氯化液的沸腾温度下（70～80℃）反应18（5）反应介质的影响若原料和产物在反应温度下都是液态（如苯、甲苯），则可以直接进行氯化。多数氯化反应要求在溶剂存在下完成。较常用的介质有水、硫酸和有机溶剂。而苯和氯气的氯化反应是以气态的形式进行的。19（6）催化剂的选择a.芳环上如果连有—OH、—NH2这样强的供电子基团时，在卤化时一般可不用催化剂。b.对活性较低的芳烃（如甲苯、苯、氯苯）的卤化，一般要加人金属卤化物作催化剂。另外，还有溴化取代反应（略）202.2芳烃侧链的取代

7、卤化1、反应历程芳烃侧链的取代卤化－主要为侧链氯化。即，芳环侧链上的α－氢的取代氯化其反应历程包括链引发、链增长和链终止三个阶段。21链引发链增长链终止反应的决定步骤如，甲苯的侧链氯化是典型的自由基反应历程：222、反应特点：①为一连串反应－氯化深度（氯与甲苯的物质的量比）问题（see表4-2可知，）措施：控制氯化深度即可控制甲苯侧链氯化的产品组成。②副反应－芳环上的取代氯化（Fe、Al存在）芳环上的加成氯化措施：工业上采用衬玻璃、衬搪瓷或衬铅的反应设备，严格控制反应物料中的金属杂质和水分等232.3脂肪烃的取代卤化饱

8、和烃的取代卤化也是自由基链反应，与芳环侧链卤化的反应历程相似。反应中最重要的生产实例是甲烷和一氯甲烷的氯化制各种氯甲烷以及石蜡的氯化制氯化石蜡。24可见，卤素的活泼性次序：F2＞Cl2＞Br2＞I2通式：25实例：甲烷的氯化制各种氯甲烷甲烷的氯化是连串反应，可依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，它们都有广泛的用途。反应