卤代烃亲核取代反应

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1、版权所有：新乡医学院化学教研室Copyright©2010XinxiangMedicalUniversity.Allrightsreserved.ORGANICCHEMISTRY有机化学第四章卤代烷第一节卤代烷的分类和命名第二节卤代烷的结构第三节卤代烷的物理性质第四节卤代烷的化学反应第五节卤代烃的还原Outline按烃基的结构分类不饱和卤代烃饱和卤代烃卤代芳香烃卤代烷的分类按卤素数目分类一卤代烷三卤代烷二卤代烷CH3CH2BrClCH2CH2Cl连二卤代烷CH2Br2偕二卤代烷CHCl3氯仿CH

2、I3碘仿按卤素连接的碳原子分类(CH3)2CHCH2ClCH3CH2CHCH3Br(CH3)3C-I伯卤代烷仲卤代烷叔卤代烷卤代烷：通式：R—X（X为F、Cl、Br、I）卤代烷的命名1.普通命名法烷基名＋卤素名或卤(化/代)某烃CH3I碘甲烷苄基溴(溴化苄)CCH3CH3H3CBr正丁基氯(氯代正丁烷)叔丁基溴(溴代叔丁烷)CH3CH2CH2CH2Cl例：2.系统命名法按照烷烃命名法编号，把卤素和支链作为取代基。卤代烷的命名俗名：CHCl3氯仿CHI3碘仿(1R,3S)-1,3-二溴环己烷BrH

3、BrH(4S)-4-甲基-5-乙基-1-溴庚烷卤代烷的命名4.可极化性一个极性化合物，在外电场的影响下，分子中的电荷分布可产生相应的变化，这种变化能力称为可极化性。影响可极化性的因素：*原子核对电子控制弱，可极化性大。所以同一族由上至下可极化性增大。同一周期由左至右可极化性减小。*孤电子对比成键电子对可极化性大。*弱键比强键可极化性大。*处于离域状态时比处于定域状态时可极化性增大。卤代烷可极化性次序为：RI>RBr>RCl>RF可极化性大的分子易发生化学反应。卤代烷的物理性质(X=Cl,Br)R

4、-XNaOH/H2OR-OH水解R’ONa/R’OHR-OR’醇解NaCN/醇R-CN氰解NH3R-NH2氨解NaI/丙酮R-I卤素交换AgONO2/乙醇R-ONO2+AgX常见亲核取代反应C-X：官能团。卤原子活泼易被取代。消除反应取代反应亲核与金属的反应卤代烷的化学性质-+亲核取代反应举例：CH3O-+CH3CH2-BrCH3CH2OCH3+Br-溴乙烷甲基乙基醚NH3+CH3CH2-BrCH3CH2NH3·Br-+CH3CH2NH2+H2O●●底物：在反应中受试剂进攻的卤代烷。离去基团

5、L：带着一对电子离去的分子或负离子。(L：Leavinggroup)亲核试剂(Nu)：带负电荷的离子或带未共用电子对的中性分子.如：OH-、CH3O-、CN-、NO3-、NH3●●亲核取代反应(X=Cl,Br)R-XNaOH/H2OR-OH水解R’ONa/R’OHR-OR’醇解NaCN/醇R-CN氰解NH3R-NH2氨解NaI/丙酮R-I卤素交换AgONO2/乙醇R-ONO2+AgX亲核取代反应卤离子交换反应：NaBr与NaCl不溶于丙酮，而NaI却溶于丙酮，从而有利于反应的进行。(Cl)NaC

6、l亲核取代反应反应活性：叔卤烷＞仲卤烷＞伯卤烷。（参见SN1）与硝酸银作用：此反应可用于区别伯、仲、叔卤代烷。例如：亲核取代反应亲核取代反应历程一级反应:反应速度只取决于一种化合物浓度的反应，在动力学上称为一级反应。V=k[A]反应速度取决于两种化合物浓度的反应，在动力学上称为二级反应。V=k[A][B]二级反应:A+BC已知反应亲核取代反应历程A.反应机理：No[CH3Br][OH-]Rate(molL-1s-1)10.00101.04.9×10-720.00201.09.8×10-730.0

7、0102.09.8×10-740.00202.019.6×10-7双分子亲核取代反应(SN2)机理SN2双分子亲核取代反应(SN2)机理d+d-双分子亲核取代反应(SN2)机理过渡态为势能最高点,控制反应速率双分子参与反应一步完成双分子亲核取代(SN2)SN2（双分子亲核取代）:B.SN2反应的立体化学特征：构型反转(亦称Walden转化)。Walden(瓦尔登)转化:反应物构型与生成物构型完全相反的过程。SN2反应的立体化学基团的排斥；过渡态能量；亲核试剂与离去基团的距离。①一步完成，OH－与

8、CH3Br都参与，∴SN2；②C－O键的生成与C－Br键的断裂同时进行，有过渡态；③有Walden转化，手性分子发生SN2反应时，构型翻转。SN2反应的特点：例1：例2：SN2反应的立体化学单分子亲核取代反应(SN1)机理第一步，C－Br键解离：A.反应机理：以(CH3)3CBr的碱性水解为例：第二步,生成C－O键：SN1反应的能量变化过程：单分子亲核取代反应(SN1)机理如：2,2-二甲基-3-溴丁烷的醇解：SN1反应的特点——重排现象B.SN1反应的特点——重排：由于反应中包含有碳正离子中间