有机化学－卤代烃

有机化学（农）卤代烃章节思维导图

卤代烃

• 分类
  • 按与卤素相连的碳原子类型
    • 伯卤代烃
    • 仲卤代烃
    • 叔卤代烃
  • 按烃基种类
    • 饱和卤代烃
    • 不饱和卤代烃
    • 芳香卤代烃
  • 按卤原子数目
    • 一元卤代烃
    • 二元卤代烃
    • 多元卤代烃
• 命名
  • 普通命名法
    • 根据卤素原子所连的基团称为某基卤
    • 有些常见的卤代烃用习惯名或俗名，eg:氯仿、碘仿
  • 系统命名法
    • 卤素支链作取代基，从靠近取代基的一端开始编号，优先基团后列
    • 同等情况下，使较小取代基编号小
• 结构
  • 碳—卤键结构特点
    • 电子云偏向卤原子，使得碳原子带部分正电荷
    • C—X键受到试剂和溶剂的作用会发生变形
  • 反应活性顺序
    • R—I＞R—Br＞R—Cl＞R—F
• 性质
  • 物理性质
    • 毒性
    • 溶解性
    • 密度：大于相应烷烃
    • 沸点：高于相应烷烃
  • 化学性质
    • 亲核取代反应
      • 被羟基取代
      • 被氰基取代
        • 用于增强碳链 腈水解得到羧酸
      • 被烷氧基取代
        • 合成混合醚
      • 被氨基取代
      • 被硝酰氧基取代
        • 生成卤化银沉淀，用于鉴定卤代烃
        • 不同卤代烃与之反应的快慢顺序： 正丁基溴＜异丁基溴＜叔丁基溴
      • 亲核取代反应历程
        • SN1
          • 生成碳正离子，反应可能发生重排
          • 反应分两步进行，经历碳正离子中间体
          • 第一步反应为决速步骤，反应速率只与卤代烃浓度有关
          • 不同类型卤代烃SN1反应活性顺序：(取决于碳正离子稳定性) PhCH2—X＞R3C—X＞R2CH—X＞RCH2—X＞CH3—X
        • SN2
          • 会发生瓦尔登反转(其3个取代基的指向发生转变)
          • 反应一步完成，经历过渡态
          • 反应涉及到两个分子
          • 构型完全翻转是反应的标志（瓦尔登转化）
          • 不同卤代烃SN2反应活性顺序：(取决于空间位阻) PhCH2—X,R3C—X＜R2CH—X＜RCH2—X＜CH3—X
        • SN1与SN2判断方法
          • 一般甲基型卤代烃、伯卤代烃主要经历SN2
          • 一般仲卤代烃、叔卤代烃、烯丙基型卤代烃主要经历SN1
    • 消除反应
      • 如果存在两种β-H，则主要生成烯烃遵循扎依采夫规则
        • 扎依采夫规则补充：如果能形成共轭体系，则优先形成共轭体系
      • 消除反应反应机理
        • E1
        • E2
        • 与取代反应相比较：一个进攻α-C原子，一个进攻β -H原子
      • 影响消除反应的因素
        • 结构因素
        • 温度
        • 溶剂极性
        • 进攻试剂碱性
        • 碱的浓度
        • 升温、弱极性溶剂、强的浓碱利于卤代烃的消除
    • 和金属反应
      • 与活泼金属Li、Na、K、Mg等反应
      • 格氏试剂的作用
        • 广泛用于合成、增长碳链
        • 活泼性
          • 与活泼H作用，eg:水、醇、酸、酮、醛、氨、炔氢等，被分解为烃
          • 具有碳负离子特性，与带正电物质发生反应，eg:CO2、环氧乙烷等
• 卤代烯烃和卤代芳烃
  • 不饱和卤代烃分类
    • 乙烯型（含苯型）
    • 烯丙基型（含苄型）
    • 隔离型
  • 三种卤代烃中卤原子活性
    • 与硝酸银反应
  • 卤素对烯烃反应性的影响
    • 乙烯型加成显著变慢
    • 烯丙基型有所变慢
    • 隔离型大致相同