有机化学——卤代烃

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的化合物称为卤代烃。 本思维导图详细讲述了大学有机化学卤代烃的相关知识，简洁明了。

卤代烃

• 卤代烃的分类
  • 按分子中烃基结构不同
    • 饱和卤代烃（卤代烷烃）
    • 不饱和卤代烃
      • 卤代烯烃
      • 卤代炔烃
  • 按分子中所含卤原子的数目不同
    • 一卤代烃
    • 多卤代烃
  • 按与卤原子直接相连的碳原子的不同类型
    • 伯卤代烃
    • 仲卤代烃
    • 叔卤代烃
• 卤代烃的命名
  • 普通命名法
    • 根据与卤原子所连的基团来命名
  • 系统命名法
    • 卤素原子总是作为取代基，相应的烃基总是作为母体
• 卤代烃的物理性质
  • 状态
    • 室温下一般为无色液体（除氯甲烷，氯乙烷，溴甲烷是气体）
  • 沸点
    • 沸点高于对应烷烃；碳原子数增加，沸点增高
  • 溶解度
    • 不溶于水，易溶于有机溶剂（有些可以直接作为溶剂使用）
  • 密度
    • 比对应烷烃大；随碳原子数增加而降低
• 卤代烯烃和卤代芳烃
  • 分类
    • 乙烯型
    • 烯丙基型
    • 隔离型
  • 化学性质
• 卤代烃的化学性质
  • 卤代烃的反应活性
    • R-I>R-Br>R-Cl
  • 亲核取代反应
    • 被羟基取代
      • 与水反应生成醇（可逆）
      • 与强碱水溶液反应（转化率高）
    • 被氰基取代
      • 在醇溶液中进行，试剂用氰化钠，氰化钾
      • 在有机化学合成中作为增长碳链的一种方法
    • 被烷氧基取代
      • 卤原子被烷氧基（RO—）取代生成醚（威廉姆孙反应）
    • 被氨基取代
      • 卤代烃与氨基反应生成胺
    • 被硝酰氧基取代
      • 与硝酸银乙醇溶液共热，产生卤化银沉淀（鉴定卤代烃）
    • 反应机理
      • SN1
        • 首先C-X键异裂，生成碳正离子中间体，然后亲核试剂进攻中心碳原子
        • 速率：PhCH2X>CH3X>RCH2X>R2CHX>R3CX
      • SN2
        • 氢氧键进攻碳原子形成过渡态，然后C-X键断裂
        • 速率：PhCH2X,R3CX>R2CHX>RCH2X>CH3X
  • 消除反应
    • 卤代烷在碱的醇溶液中加热，可脱去一分子卤化氢，形成烯烃
    • 反应机理
      • E1
        • 先碳正离子中间体，然后失去 β氢原子并生成π键。
      • E2
        • 反应一步完成，离去基团的断裂、β氢原子与碱中和、π 键的生成三者协同进行
  • 与金属的反应
    • 注释
      • 卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一
    • 格林试剂的制备
      • R-X+Mg（无水乙醚）—＞RMgX（格林试剂）
    • 与钠的作用
      • 制备高级烷烃