第七章卤代烃;烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后生成的一类化合物称为卤代烃(Halohydrocarbon),常用RX或ArX表示。其中,卤素原子为官能团。;4、根据分子中与X直接相连的烃基碳原子不同可分为一级卤代烃(伯卤代烃)、二级卤代烃(仲卤代烃)和三级卤代烃(叔卤代烃)等。;比相应烷烃多,除了碳架异构外,还有卤原子的位置异构,如1-氯丙烷和2-氯丙烷。卤代烃分子中若存在不对称因素,则还存在旋光异构体。
例如:C4H7X有(14种)
;三、卤代烃的命名;(Z)-3,5-二甲基-4-乙基-1-氯-3-己烯;;3.俗名或商品名;光照;;;状??态:两个碳以下的一氯代烷以及溴甲烷是气体,
一般卤代烃均为液体,高级的卤代烃为固体。
纯净的卤代烷都是无色的,但长期放置的碘代烷因为能析出碘而呈棕红色。;五、卤代烃的物理性质;碳带部分正电荷,易受带负电荷或孤电子对试剂的进攻。;㈠亲核取代反应;在碱性条件下,卤代烷中的X可以被-OH取代生成醇,利用这个反应,可以实现官能团的转化。;3.氰解(卤原子被氰基取代)—增长碳链的方法之一;生成的腈可以发生水解,但在不同的条件下生成不同的产物。;4.氨(胺)解(卤原子被氨基取代)--胺;6.与硝酸银反应(被硝酸根取代);A、双分子亲核取代反应(SN2反应);●实验证明:伯卤代烷的水解反应为SN2历程。;一步完成(新键的形成和旧键的断裂同步进行),无中间体生成,经过一个不稳定的“过渡态”。;SN2反应机理的能量变化可用反应进程—位能曲线图表示如下:;(1)这是一个一步反应,旧键断裂与新键形成是协同进行的,只有一个过渡态,整个反应的速率取决于过渡态形成的快慢。过渡态的结构特点是:中心碳是sp2杂化,它与五个基团相连,与中心碳相连又未参与反应的三个基团与中心碳原子处于同一平面上,进入基团(亲核试剂)和离去基团处在与该平面垂直,通过中心碳原子的一条直线上,分别与中心碳的p轨道的二瓣结合。;1)异面进攻反应(Nu-从离去基团L的背面进攻反应中心)。;(R)-(-)-2-辛烷
[α]25D=-34.25°
对映体的纯度=100%;实验证明:3°RXCH2=CHCH2X苄卤的水解是按SN1历程进行的。;●两??反应(SN1反应是分两步完成的)。
第一步:
;2.SN1反应的能量变化;(1)这是一个两步反应,有两个过渡态,一个中间体,中间体为碳正离子。;1)特点一:外消旋化(构型翻转+构型保持)
●SN1反应第一步生成的碳正离子为平面构型(正电荷的碳
原子为sp2杂化)。
●第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。因此若与卤素相连的碳是不对称碳,则可以得到构型保持和构型翻转等量的两种产物,即外消旋体混合物(可以此鉴别历程SN1或SN2):;重排产物;SN1反应在有些情况下,往往不能完全外消旋化,而是其构型翻转构型保持,因而其反应产物具有旋光性。
例如:;;主要因素:电子效应和空间效应;β位支链增多,不利于SN2,利于SN1;2.离去基团——卤原子的影响;无论对于SN2还是SN1机理,离去性能好的基团总是有利于反应的顺利进行的。;3.亲核试剂的影响;溶剂的分类:质子溶剂、偶极、非极性溶剂;Moleculesoftheprotic
solvent,water,solvate
ahalideionbyforming
Hydrogenbandstoit;一般情况下,在极性不太弱的溶剂(如含水的乙醇溶液中),叔卤代烷主要按SN1机理反应,伯卤代烷主要按SN2机理反应,仲卤代烷两种机理都有。;(1)溴代新戊烷的亲核取代;相对V140120;如果某化合物中的一个位置有离去基团,另一个位置有亲核试剂,这时,亲核取代反应就可以在分子内发生。分子内的亲核取代反应一般都按SN2机制进行,产物是一个环形化合物,所以这类反应称为成环的SN2反应。;(7)邻基参与的SN2反应;总结:影响SN2和SN1机理的因素;例题;例题;例题;问题:卤代烷与氢氧化钠在乙醇水溶液中进行反应,从下列现象判断哪些属于SN1历程,哪些属于SN2历程?
(1)增加氢氧化钠浓度,反应速率明显加快;
(2)叔卤代烷反应速度明显大于仲卤代烷;
(3)产物的构型完全转变;
(4)产物外消旋化;
(5)有重排产物
(6)增加溶剂的含水量,反应速度明显加快
(7)试剂亲核性愈强,反应速度愈快;与X直接相连的碳称为?碳,与?碳相连的碳称为?碳,连在