导图社区 第六章 卤代烃 饱和碳原子上的亲核取代反应 β-消除反应
这是一篇关于第六章 卤代烃 饱和碳原子上的亲核取代反应 β-消除反应的思维导图，包括：卤代烃的分类、卤代烃的命名、卤代烃的结构、不同碳卤代烃的物理性质、卤代烃的反应。
这是一篇关于陶瓷部分的思维导图，主要内容包括：陶于瓷的区别，陶瓷发展历程，陶瓷材料分类，陶瓷材料的显微组织，陶瓷材料的性能，陶瓷材料的制备工艺，AL2O3陶瓷性能与应用，透明陶瓷，氧化镁（MgO），氧化铍（BeO），二氧化锆(ZrO2），纳米材料的制备。
这是一篇关于第四章 烷烃 自由基取代反应的思维导图，包括：烷烃的分类、烷烃的物理性质、烷烃的反应。
这是一篇关于第三章 立体化学的思维导图，包括：轨道的杂化和碳原子价键的方向性、链烷经的构象、旋光性、手性和分子结构的对称因素、含手性中心的手性分子。
社区模板帮助中心，点此进入>>
英语词性
安全教育的重要性
法理
刑法总则
【华政插班生】文学常识-先秦
【华政插班生】文学常识-秦汉
文学常识：魏晋南北朝
【华政插班生】文学常识-隋唐五代
【华政插班生】文学常识-两宋
民法分论
第六章 卤代烃 饱和碳原子上的亲核取代反应 β-消除反应
卤代烃的分类
卤原子所连烃基结构
饱和卤代烃：CH3CH2X
不饱和卤代烃：卤原子与双键碳直接相连的为乙烯型卤代烃 CH2=CH-X；卤原子与双键邻位碳相连的为烯丙型卤代烃 CH2=CH-CH2-X
芳香卤代烃：卤原子与苯环直接相连的为苯型卤代烃；与苯甲位碳相连的为苯甲型卤代烃
卤原子的数目：一卤代烃，二卤代烃，三卤代烃
二卤代烃：两个卤原子在同一个碳原子上称为偕二卤代烃；两个卤原子连在相邻碳原子上称为邻二卤代烃或连二卤代烃
三卤代烃：三卤甲烷称卤仿
与卤原子相连的碳原子级数：一级卤代烃，二级卤代烃，三级卤代烃
卤代烃的命名：系统命名法参考第二章；普通命名法以相应的烷为母体，称为某卤烷烃；特别名称
卤代烃的结构：不同碳卤键的极性大小次序 C-Cl>C-Br>C-I
卤代烯烃，卤代炔烃，卤代芳烃的结构特征：1.卤原子与烯烃炔烃或芳烃的α碳以外的饱和碳原子相连 碳卤键与饱和卤代烃碳卤键结构特征相似2.卤原子与烯烃，炔烃，芳烃的α碳原子相连 较饱和卤代烃活泼3.卤原子和不饱和碳直接相连 活性最差
卤代烃的构象：气相中对交叉构象稳定性>邻交叉构象 液相中对交叉构象稳定性约等于邻交叉构象
卤代烃的物理性质
1.四个碳以下氟代烷，两个碳以下的氯代烷和溴甲烷是气体，一般卤代烃是液体，高级的为固体 2.极性越大，偶极-偶极作用也越大，沸点升高；极性相同，相对分子质量越大，van der Waals引力越大，沸点越高；烷基相同卤原子不同，原子序数大的沸点高；同分异构体，直链分子沸点高，叉链越多，沸点越低 3.卤代烃不溶于水，能溶于大多数有机试剂 4.一氟代烃，一氯代烃比水轻，溴代烃，碘代烃比水重，卤原子越多，密度越大5.可极化顺序：RI>RBr>RCl>RF
卤代烃的反应
预备知识
有机化学中的电子效应
诱导效应：因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着电子链向某一方向移动的效应称为诱导效应，用I表示。
诱导效应的特点：1.电子云是沿着电子链传递的2.其作用随着距离的增长迅速下降
一般以乙酸的α氢为比较标准，取代基吸电子能力比α氢强，则称其具有吸电子诱导效应，用-I表示；反之称其具有给电子诱导效应，用+I表示
判断诱导效应大小：测量偶极矩；测量酸或碱的解离常数 1.与碳原子直接相连的原子，若为同一族的，随原子序数增加吸电子诱导效应降低；若为同一周期的，自左向右吸电子诱导效应增加 2.与碳原子直接相连的基团，不饱和程度越大，吸电子诱导效应越强 3.带正电荷的基团具有吸电子诱导效应，带负电荷的基团具有给电子诱导效应，与碳直接相连的原子具有配位键，也有强的吸电子诱导效应（P223吸电子基团吸电子效应强弱排序）
共轭效应：单双键交替出现的体系或双键碳的相邻原子上有P轨道的体系均为共轭体系
共轭体系中Π电子或P原子的运动范围扩展到整个共轭体系，这种现象称为电子离域。Π电子的离域会降低体系的能量，降低的能量称为离域能，共轭体系越大，离域能越大
由于原子间的相互影响而使体系内的Π电子或P电子分布发生变化的一种电子效应称为共轭效应；共轭体系中能降低体系Π电子云密度的基团有吸电子的共轭效应，用-C表示（与C=C相连的-NO2，-CN，-COOH，CHO，-COR等均具有吸电子共轭效应）；共轭体系中能增高共轭体系Π电子云密度的基团有给电子的共轭效应（与C=C相连的基团-NH2（R),-NHCOR,-OH,-OR,-OCOR等均具有给电子共轭效应)
共轭效应特点：1，只能在共轭体系中传递2.共轭效应贯彻于整个共轭体系中
超共轭效应：C-H的σ轨道与C=C的Π轨道（或其旁边碳的P轨道）接近平行时的体系称为超共轭体系
C-Hσ轨道与C=C的Π轨道或其旁边碳的P轨道接近平行时的体系称为超共轭体系；也会产生电子离域现象，这种离域现象叫做超共轭效应；电子转移的趋向可用弧形箭头表示
超共轭效应的特点：1.C-Hσ键是给电子的2.超共轭效应比共轭效应小得多 大小次序 CH3->RCH2->R2CH-
场效应：取代基在空间可以产生一个电场，对另一头的反应中心有影响。场效应与距离的平方成反比，距离越远，作用越小；诱导效应，场效应可能方向相同，也可能相反
烷基的电子效应
与其所处状态环境有关:气相下醇的酸性：（CH3)3CCH2OH>(CH3)3COH>(CH3)2CHOH>CH3CH2OH>CH3OH>H2O 液相 CH3OH>RCH2OH>R2CHOH>R3COH
与其相连的原子基团有关:当烷基与电负性比碳小的原子如Na,Li,Mg,Zn,Al等相连时，它具有吸电子诱导效应；当烷基与电负性比碳大的原子如F，Cl等相连时，它具有给电子诱导效应
与所连原子的杂化状态有关：双键碳和三键碳电负性比饱和碳电负性更大；烷基和双碳键和三碳键相连，具有给电子超共轭效应，与双键碳，三键碳相连的烷基的电子效应是给电子的。
碳正离子：含有一个只带六个电子的带正电荷的碳氢基团称为碳正离子
根据带正电荷的碳原子与其他碳原子连接的数目，可分为一级碳正离子，二级碳正离子和三级碳正离子
碳正离子的稳定性 从烷烃形成自由基所需的能量称为键的解离能，从自由基形成碳正离子所需能量为电离能 碳正离子稳定性次序为3°C+>2°C+>1°C+>+CH3
碳正离子重排：分子中原子之间的成键次序发生变化的一大类反应称为重排反应 碳正离子通过负氢迁移或烷基迁移来实现亲核重排，使一个相对不稳定的碳正离子转变为一个相对稳定的碳正离子，这类重排称为碳正离子重排
手性碳原子的构型保持和构型翻转：一个反应涉及一个不对称碳原子上的一根键的变化，则将新键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持，而在新键在旧键断裂的相反方向形成的情况称为构型翻转
一级反应和二级反应：将反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应；将反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应称为二级反应
反应的分子数：只有一种分子参与了决速步的反应称为单分子反应，有两种分子参与决速步的反应称为双分子反应 参与反应决速步的反应物种类即为反应的分子数
饱和碳原子上的亲核取代反应
定义，一般表达式和反应机理分类
有机化合物分子中的原子或基团被亲核试剂取代的反应称为亲核取代反应，用SN表示。若受试剂进攻的原子是饱和碳原子，取代反应是在饱和碳原子上发生的，这类取代反应称为饱和碳原子上的亲核取代反应
SN1，SN2中的S表示取代，N表示亲核，1和2表示单分子和双分子
SN2反应的定义，机理，反应趋势图和特点
SN2：有两种分子参与了决速步的亲核取代反应称为双分子亲核取代反应
反应趋势图
若中心碳原子为手性碳，在生成产物时，中心碳原子的构型完全翻转
SN1反应的定义，机理，反应势能图和特点
SN1：只有一种分子参与了决速步的亲核取代反应称为单分子亲核取代反应
特点:1.可以得到构型保持和构型翻转两种产物,若中心碳原子是手性碳，则构型翻转和构型保持的产物是相等的2.生成重排产物，可能重排产物是主要产物
Winstein离子对机理
影响卤代烃亲核取代反应的因素：烃基的结构，离去基团的离去能力，试剂的亲核性及溶剂在反应中的作用
烃基结构的影响：主要是空间效应。在卤代烷的SN2反应中，甲基上的氢逐步被甲基取代，反应速率明显下降；当一级卤代烷的β位上有侧链时，反应速率也明显下降；烃基的电子效应和空间效应都将对SN1反应速率产生影响
离去基团的影响 离去基团的离去能力强对SN1和SN2都是有利的 判断离去基团的离去能力：断裂键的键能越小，键就越容易断裂，离去基团的碱性越弱，形成的负离子越稳定，越容易被进入基团排挤而离去 卤素负离子的离去能力I->Br->Cl->F-
试剂亲核性的影响：1.在SN1反应中，试剂亲核性不重要，不管试剂的亲核能力是大是小，均能能发生反应 电子云密度高的试剂，SN1产物产率高 SN2反应中，试剂的亲核性越强，成键越快 2. 试剂亲核性的分析：比较亲核性大小时，如果碱性大小和可极化性大小顺序一致时，亲核性大小顺序与它们一致 同一周期元素，由左到右碱性和可极化性减弱，亲核性也减弱 如果碱性大小和可极性大小顺序相反 亲核性大小需要分析，同一主族元素，由上至下碱性减弱，可极化性增强，试剂的亲核性在偶极溶剂中与碱性一致，逐渐减弱，在质子溶剂中，与可极化性一致，逐渐增强 3.碘离子:碘代烷既易于形成，又易被其他亲核试剂取代，在未形成碘代烷时，碘离子作为好的亲核试剂进攻底物，形成碘代烷后，碘离子作为好的离去基团被其他亲核试剂进攻离去 4.两位负离子 一个负离子有两个位置可以发生反应，称其具有双位反应性能 既可以作为碱进行反应，又可作为亲核试剂进行反应
溶剂的影响：
卤代烃亲核取代反应的应用：1.合成：卤代烃的水解，卤代烃的醇解，制备腈 2.卤代烃的鉴别 与硝酸银的乙醇溶液反应，生成硝酸酯和卤化银沉淀 根据卤化银沉淀生成的快慢推测卤代烷可能的结构，具有相同烃基结构的卤代烃，反应活性次序是RI>RBr>RCl 卤原子相同，烃基结构不同反应活性次序是3°C>2°C>1°C 苯甲型及烯丙型卤化物的卤原子非常活泼，卤原子直接连接与双键及苯环上的卤化物不易发生此反应，两个或多个卤原子连在同一个碳原子上的多卤代烷也不起反应
β-消除反应
定义，一般表达式，反应机理分类
在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应；若两个消去基团连在同一个碳原子上，称为1，1-消除或α消除；若两个消去基团连在两个相邻的碳原子上，则称为1，2-消除或β-消除；若两个消去基团连在1，3位碳原子上，则称为1，3-消除或γ-消除
卤代烃失卤化烃 E2反应：双分子消除反应用E2表示，E代表消除反应，2代表双分子过程
反应机理 卤代烷的E2消除是反式消除，取交叉构象
区域选择性：Zaitsev规则 在β-消除反应中，主要产物是由含氢较少的β碳提供氢原子，生成取代基较多的稳定烷烃，生成的稳定烷烃称为Zaitsev产物，（主要产物是双键上烃基较多的产物）而含氢较多的β碳提供氢原子生成的烯烃称为反Zaitsev产物
立体选则性：主要得到大基团处于反位的E型烯烃
卤代环烷烃的E2消除：被消除的基团必须处在反式共平面的位置，反应遵守Zaitsev原则
卤代烃E2反应和SN2反应的并存与竞争：在E2反应中，试剂进攻的是β-H，并把β-H夺走，在SN2反应中，试剂进攻的是α-C，然后和α-C结合
卤代烃失卤化氢 E1反应：三级卤代烷在无碱存在时的消除反应按单分子消除反应机理进行，单分子消除反应用E1表示；当卤代烃有两种不同的β-H时，产物遵循Zaitsev规则，主要生成稳定的烯烃，当生成顺反异构体时，以E型烯烃为主要产物，在E1反应中，常伴随重排产物生成
卤代烃E1反应和SN1反应的并存与竞争：消除产物是通过E1机理生成的，取代产物是通过SN1机理生成的
亲核取代反应和消除反应的并存与竞争：一级卤代烃与亲核试剂发生SN2反应速率很快，因此β-消除反应很少，存在强碱或反应条件比较强烈时才会以β-消除产物为主（β位上的活泼氢的一级卤代烃会提高E2反应的速率）；二级卤代烃及β位上有侧链的一级卤代烃，SN2反应速率变慢而E2反应竞争力增大，低极性溶剂，强亲核试剂有利于SN2反应，低极性溶剂，强碱性溶剂有利于E2反应；三级卤代烃在无强碱存在时，进行单分子反应，SN1和E1产物取决于烷基的结构 取代基空间结构大，有助于进行消除反应，有强碱弱碱存在时，主要发生E2反应
邻二卤代烷失卤原子 E1cb反应：单分子共轭碱消除反应用E1cb表示 碘化物和邻二卤代烷反应，可以使邻二卤代烷失去卤原子，生成烯；邻二卤代烷消除是反式消除，也是立体选择的
卤代烃的还原
将使碳原子氧化数增大的反应称为氧化反应，碳原子氧化数降低的反应称为还原反应
卤代烃被还原剂还原成烃的反应称为卤代烃的还原；氢化铝锂只能在无水介质等溶剂中使用，硼氢化钠通常在碱性水溶液或醇溶液中进行
卤仿的分解反应：氯仿遇空气或日光分解成剧毒光气的反应
卤代烃与金属的反应
有机金属化合物的定义和命名：金属和碳原子直接相连的一类有机化合物称为有机金属化合物用 RM表示，M表示金属 1.在金属名称前加相应的有机基团 2.看做硼烷，硅烷，锡烷等的衍生物 3.金属除与有机基团相连外，还有无机原子，可看作含有机基团的无机盐
有机金属化合物的结构：有机金属化合物的分子中存在着碳金属键，碳带有负电荷，金属带有负电荷 1.碳与碱金属形成具有离子性的键 2.碳与ⅡA，ⅢA族原子Mg,B,Al等形成具有极性的共价键--三中心两电子键 3.碳与ⅣA，ⅤA族原子Si,Sn,Pb,Sb,Bi等形成正常的共价键
格式试剂和有机锂试剂的制备与性质
有机卤化物的制备
由醇制备：醇与氢卤酸反应生成卤代烃和水
由烯烃和炔烃制备：烯烃和炔烃与HX经加成反应可制一卤代烷，与X2加成可制备邻二卤代烃和多卤代烃
由醛，酮制备：在酸的催化作用下，醛，酮与卤素反应可制备α-卤代醛，α卤代酮；在碱的催化作用下，醛，酮与卤素反应可制的卤代醛，酮和卤仿
用卤代烷与卤原子置换：卤代烷中的卤原子可以被另一种卤原子置换
氟代烷的制备
卤代烷与无机氟代物反应制备
