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1、掌握卤代烷的命名、异构,熟悉一卤代烷的结构和物理性质。

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1 1、掌握卤代烷的命名、异构,熟悉一卤代烷的结构和物理性质。
  第五章 卤 代 烷 教学要求: 1、掌握卤代烷的命名、异构,熟悉一卤代烷的结构和物理性质。 2、掌握一卤代烷的化学性质及制法。 3、熟悉亲核取代反应的机理。 4、熟悉有机金属化合物 5、了解卤代烷的用途。

2 § 5.1 卤代烷的命名 5.1.1习惯命名法: (只可用于简单卤代烷) 卤代烷:烷烃分子中一个或多个氢原子被卤素取代后所生成的化合物。
§ 5.1 卤代烷的命名 卤代烷:烷烃分子中一个或多个氢原子被卤素取代后所生成的化合物。 通式:R-X X=Cl.、Br、I 、F 卤原子是卤代烃的官能团 5.1.1习惯命名法: (只可用于简单卤代烷) ①一卤代烷:根据分子中的烷基命名。如: (CH3)2CHBr 溴代异丙烷(异丙基溴) C6H5CH2Cl 氯代苄(苄基氯) 一卤代烷分为伯、仲、叔卤代烷 ②多卤代烷:如氯仿等

3 5.1.2 系统命名法: ①以含有卤原子的最长碳链作为主链,将卤原子或其他支链作为取代基。
命名时,取代基按“顺序规则”较优基团在后列出。[烷烃为母体] 例如: 2,3-二甲基-6-乙基-5-氯辛烷 3-甲基-4-溴己烷

4 ②异构:构造异构(包括碳链异构和位置异构)
构型异构(对映和非对映异构) 练习:P91 问题5.1

5 § 5.2 一卤代烷的结构和物理性质 5.2.1 一卤代烷的结构 5.2.2 偶极矩 5.2.3 沸点 5.2.4 密度、溶解度
§ 5.2 一卤代烷的结构和物理性质 一卤代烷的结构 ①通式:CnH2n+1X ②结构:键长、键角、C以sp3杂化,X以p轨道成键 偶极矩 主要由C – X键的极性引起 5.2.3 沸点 ①在室温,CH3F、 CH3Cl、 CH3Br 、C2H5F、C2H5Cl 为气体,其余一卤代烷均为液体。 ②含同数C的一卤代烷:RI>RBr> RCl> RF>RH 5.2.4 密度、溶解度

6 § 5.3 一卤代烷的化学反应 官能团:- X 反应发生在C+ – X  - 极性单键上
§ 5.3 一卤代烷的化学反应 官能团:- X 反应发生在C+ – X  - 极性单键上 卤代烷分子中的碳卤键是极性共价键,当极性试剂与它作用时,C-X键在试剂电场的诱导下极化,由于C-X键的键能(除C-F键外)都比C-H键小(C-I 218KJ/mol; C-Br 285;C-Cl 339; C-H 414)。因此,C-X键比C-H键容易异裂而发生各种化学反应。

7 5.3.1 取代反应(亲核取代) ①反应:Nu: - + R – L → Nu – R + L- ②底物( RL ): RX
取代反应(亲核取代) 亲核取代反应(SN):由亲核试剂进攻引起的取代反应。 ①反应:Nu: - + R – L → Nu – R + L- ②底物( RL ): RX ③亲核试剂( Nu: - ):多种负离子或带孤对电子的中性分子,如OH - , RO - , HS - , RS - , - CN , RCOO - , NH3等。 ∴有多个取代反应,多种产物 还有溶剂解、交换反应(卤素互换) (对比记各反应试剂、条件、产物)

8 消去反应 ①反应(-消去):产物为烯 ②反应条件: 强碱的醇溶液(常用NaOCH3 / CH3OH,KOH / C2H5OH等) ③活性次序: 3°RX> 2°> 1° ④区域选择性:Zaitsev规律( 2°、3°RX 有) (练习:P96 问题5.2) ⑤竞争反应:取代反应

9 1、负氢离子转移剂(相当于RX的亲核取代) 2、可还原RX(X=Cl、Br、I),不还原RF 3、与水猛烈反应,∴须用无水溶剂,且隔湿气
还原 ①反应: R X ——————→ R H 还原剂 ②还原剂: LiAlH4 NaBH4 1、负氢离子转移剂(相当于RX的亲核取代) 2、可还原RX(X=Cl、Br、I),不还原RF 3、与水猛烈反应,∴须用无水溶剂,且隔湿气 1、负氢离子转移剂 2、还原能力较LiAlH4小 3、可在水或醇中反应

10 ③反应活性次序: 1° RX> 2°> 3° RI>RBr> RCl ( > RF)

11 § 5.4 亲核取代反应的机理 5.4.1 亲核取代反应的双分子反应机理( SN2) ①反应动力学:
§ 5.4 亲核取代反应的机理 亲核取代反应的双分子反应机理( SN2) ①反应动力学: A、二级反应  = k [RL][Nu: - ] B、一步反应(协同进行) ②立体化学:构型翻转 ③能线图: ④位阻效应: 活性次序: 1° RX> 2°> 3°  – C上烷基数↑,活性↓

12 ⑤试剂的亲核性: A、亲核性↑, SN2反应活性↑ B、亲核性与碱性次序不完全一致,因: 进攻对象不同(C或H); 溶剂对亲核性有影响(对负离子的亲核性有抑制)。 ⑥离去基团的离去倾向: A、 L- 碱性↑, 离去性↓ B、活性次序: RI>RBr> RCl > RF ∴ I - 既是强的亲核试剂,又是好的离去基团

13 5.4.2 亲核取代反应的单分子反应机理( SN1) ①反应动力学: 一级反应  = k [RL] 二步反应
定速步骤只涉及一个分子——单分子历程 ②能线图:活性中间体为碳正离子 ③离去基团的影响: A、 L- 离去倾向↑, SN1 速度↑ 活性次序: RI>RBr> RCl > > RF B、加入 Ag+ 或 Hg+ 有助于SN1 (试剂亲核性不影响SN1的速度)

14 ④溶剂的影响: A、对SN1 影响大:溶剂极性↑, 溶剂化反应速度↑ B、对SN2影响不大 ⑤碳正离子: A、 稳定性次序: 3°> 2°> 1° ∴ 3°RX常为SN1 ; 1°常为SN2。 亲核性小,介电常数大的含水甲醇,则 2°RX按SN1 。 B、碳正离子的中心C为sp2杂化,平面 ∴由于几何原因,碳正离子难达到平面结构时, SN1难。

15 ⑥立体化学: A、理论上讲,应得外消旋化产物。但实际上 构型翻转产物 >构型保持产物 ∴得部分外消旋化产物 B、解释: (练习:P107 问题5.4)

16 § 5.5 一卤代烷的制法 5.5.1 烷烃的卤代 5.5.2 烯烃加卤化氢 5.5.3 由醇制备 5.5.4 卤代物互换
§ 5.5 一卤代烷的制法 烷烃的卤代 一般得混合物,少用 烯烃加卤化氢 由醇制备 常用试剂:HX、PX3、PX5、SOCl2等 5.5.4 卤代物互换

17 § 5.6 卤代烷的用途 5.6.1 一卤代烷 5.6.2 多氯代烷 5.6.3 多氟化物 主要用作烷基化试剂,特殊情况下可用作溶剂。
§ 5.6 卤代烷的用途 一卤代烷 主要用作烷基化试剂,特殊情况下可用作溶剂。 多氯代烷 二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等 多氟化物 全氟化物(沸点特别低,作致冷剂)

18 § 5.7 有机金属化合物 5.7.1 有机锂化合物 定义:含C—M键的化合物 ①制备:
§ 5.7 有机金属化合物 定义:含C—M键的化合物 5.7.1 有机锂化合物 ①制备: R X + 2 Li —————————→ R Li + Li X 低温 无水乙醚 溶剂须干燥,反应最好在N2、Ne等保护下进行 ②活性次序: RI> RBr > RCl > RF (常用) ③机理: 在金属表面进行

19 ④应用: A、提供碳负离子(碳负离子的潜在来源) 合成中形成C — C键 (C — M键是极化的) B、遇活泼H成烃

20 5.7.2 有机镁化合物 ①制备: R X + Mg —————————→ R Mg X 格利雅试剂 平衡混合物;乙醚有络和作用
无水乙醚 平衡混合物;乙醚有络和作用 ②活性次序: RI> RBr > RCl > RF (常用) ③应用:似 RLi A、提供碳负离子 B、遇H2O、ROH、NH3等含活泼H的化合物成烃

21 5.7.3 二烷基铜锂 ①制备: R Li + Cu I —————————→ R2 Cu Li ②应用:合成烷烃 A、反应:
无水乙醚 ②应用:合成烷烃 A、反应: R2 Cu Li + R’ X ———————→ R — R’ B、 活性次序: (似SN2) 1° R X> 2°> 3° R I> R Br > R Cl > R F C、常用于合成R CH2 — CH2 R’ 型烷烃 (因 3°、2°R X与R2 Cu Li 发生消去; 3°、2°R2 Cu Li 活性小,不稳定)

22 5.7.4 有机锌化合物 ①早已用于合成,后被 R Mg X 取代 ②目前采用的合成反应(中间体可能为有机锌) A、还原 B、生成三元环
C、成烯


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