卤代烃

这个思维导图详细的介绍了大学有机化学卤代烃一章的具体内容，分点进行了细致的描述。主要写了卤代烃的分类和命名，化学性质，亲核取代反应机理，一卤代烃和一卤代芳香烃的相关知识。可以帮助更好的全面系统掌握有关知识。

卤代烃

• 卤代烃的介绍
  • 烃分子中的氢原子被卤素取代而生成的化合物称卤代烃
  • 结构通式：R-X，X表示卤原子
  • 官能团：卤原子
  • 性质一般比较活泼
• 分类和命名
  • 分类
    • 1
      • 氟代烃
      • 氯代烃
      • 溴代烃
      • 碘代烃
    • 2
      • 一卤代烃
      • 二卤代烃
      • 多卤代烃
    • 3
      • 卤代烷烃
      • 卤代烯烃
        • 乙烯型：RCH=CH-X
        • 烯丙型：RCH=CHCH2-X
        • 孤立型：RCH=CH(CH2)nX (n≥2)
      • 卤代芳烃
        • 苯型：Ar-X
        • 苄型：ArCH2-X
        • 孤立型：AR(CH2)nX(n≥2）
    • 4
      • 伯卤代烃：CH3CH2-X
      • 仲卤代烃：(CH3)2CH-X
      • 叔卤代烃：（CH3)3C-X
  • 命名
    • 普通命名法：根据卤素原子所连基团称为“某基卤”，如简单的卤代烃
      • 例如：正丙基氯、异丙基氯、苄基氯
      • 俗名：三氯甲烷CHCl3称氯仿，三碘甲烷CHI3称碘仿
    • 系统命名法
      • 1、确定主链：烃为母体，连有卤原子最长碳链为主链，卤原子及其他支链为取代基
      • 2、编号和命名：最低系列原则和次序规则
• 一卤代烯烃和一卤代芳香烃
  • 按卤原子和Π键的相对位置分类
  • 乙烯型/苯型卤代烃——（H)R-CH=CHX：
    • X原子与双键碳原子直接相连。由于p-π共轭作用，C-X具有部分双键性质，键较牢固，X不易断裂
    • 化学活性差，卤原子不易被取代，与AgNO3/醇溶液不作用
    • (X）p-π共轭，不活泼
  • 烯丙基型/苄基型卤代烃——(H)RCH=CHCH2-X或C6H5-CH2-X
    • 化学性质很活泼，易发生亲核取代反应。反应过程中易形成较为稳定的正碳离子中间体或过渡态
    • (C)p-π共轭，X离去基团---很活泼
    • 正碳离子稳定性：烯丙基型正碳离子>叔>仲>伯>甲基正碳离子
    • 非常活泼，在室温下就能与硝酸银醇溶液发生反应（SN1），生成卤化银沉淀
  • 隔离型卤代烃
    • 卤原子与不饱和体系不能形成p-π共轭，反应中生成的正碳离子也不存在p-π共轭效应，其活性介于乙烯型和烯丙型之间，与一般卤代烃相同
    • 3类不饱和卤代烃进行亲核取代反应的活性次序：烯丙型>隔离型>乙烯型
• 一卤代烷化学性质
  • 亲核取代反应
    • 亲核试剂（-OH、-CN、-NH2、-OR、-ONO2）进攻底物分子中带部分正电荷的中心碳原子而引起的取代反应，SN表示
    • 卤代烃反应活性：R-I>R-Br>R-Cl
    • 卤代烷的水解反应：卤代烷与NaOH或KOH的水溶液共热，X被-OH取代生成醇
      • 与氢氧化钠的乙醇溶液共热时生成烯烃
    • 卤代烃与氰化钠反应：卤代烷与NaCN或·KCN的醇溶液共热，X被-CN取代，生成腈
      • 用于制备脂肪酸；常用于增长碳链
    • 与醇钠反应：X被烷氧基（-OR）取代，生成醚
      • 一般为伯卤代烃被烷氧基取代生成醚，仲、叔卤代烷主要发生消除反应生成烯烃
    • 与氨反应被氨基取代生成胺
      • 伯卤代烷主要被取代生成伯胺；仲、叔卤代烷主要发生消除反应
    • 与硝酸银的反应：被硝酰氧基取代生成硝酸酯和AgX沉淀，用于鉴定卤代烃
      • 碘代烷、叔卤代烷（Br、Cl)——立即产生沉淀
      • 仲卤代烷（Br、Cl)——稍后
      • 伯卤代烷（Br、Cl)——加热后
  • 消除反应
    • 卤代烷与碱（醇液）的反应中除失去X外，还从β碳原子上脱去一个β-H原子，即一分子HX（或H2O）等，形成烯烃的反应，又称β-消除反应
    • 消除反应难易顺序：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷
    • 取向（两种β-C/H时）
      • 扎伊切夫规则：卤代烷（仲或叔）消除反应脱去HX时，氢原子主要从含氢较少的β碳原子上脱去，主要产物为双键碳上连有较多羟基的烯烃
• 亲核取代反应机理
  • 单分子亲核取代反应机理（SN1)
    • 反应速率只与叔卤代烷的浓度成正比，与碱的浓度无关
    • 分两步进行，经历碳正离子中间体
    • 第一步为决速步骤，为单分子反应
    • 如果中心碳是手性的，产物外消旋化
    • 不同类型卤代烃的SN1反应活性顺序：PhCH2X>R3CX>R2CHX>RCH2X>CH3X
  • 双分子的亲核取代反应机理（SN2）
    • 反应一步完成，经历过渡态
    • 涉及到两个分子，称SN2
    • 构型完全翻转是反应的标志，称瓦尔登转化
    • 不同类型卤代烃的SN2反应活性顺序：PhCH2X<R3CX<R2CHX<RCH2X<CH3X
  • 影响亲核取代反应的因素
    • 烷基结构的影响（电子效应和空间效应）
      • 对SN1（正碳离子中间体）:PhCH2X>R3CX>R2CHX>RCH2X>CH3X
      • 对SN2（无中间体，过渡态）：PhCH2X<R3CX<R2CHX<RCH2X<CH3X