导图社区 卤代烃
根据科学出版社《有机化学第2版》中卤代烃的章节进行编写，内容包含有分类，命名，物理性质，化学性质，主要对化学性质中亲核取代反应与消除反应做出详细描述。
对细菌生理的简要概括总结，对第五节和某些不太热门的知识点进行了有针对的省略，给同专业发朋友一个参考。
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民法分论
卤代烃
分类
根据卤原子的种类分
根据卤原子的数目分
根据烃基的类型分
饱和卤代烃
根据卤素所连碳原子类型的不同
伯仲叔
不饱和卤代烃和芳香卤代烃
根据卤原子与π键的相对位置
乙烯型卤代烃或卤苯型卤代烃（直接相连），烯丙型卤代烃或苄基型卤代烃（相隔一个饱和碳原子），孤立型卤代烃和卤代芳烃（相隔两个或多个饱和碳原子）
命名
普通命名法
在相应烃的名称前面加上卤素名称或在相应烃基的名称后加上卤素名称
系统命名法
以烃为母体，卤素为取代基，按照：取代基的位置+取代基的名称+母体名称
取代基按照次序规则进行排列，较优基团后出现
化合物分子有构型异构时，一般将构型标出
英文命名中，卤原子用fluoro-（氟），chloro-（氯），bromo-（溴），iodo-（碘）表示，并且其位置按照英文字母的顺序进行排列
当卤代烃分子中含两个或两个以上官能团时，应首先确定主官能团
官能团优先递降次序
羧基＞磺酸基＞酯基＞-COCl＞-CONH2＞-CN(腈)＞-CHO＞醚键＞-OH＞-SH(巯基)＞-NH2＞碳碳三键＞-C=C＞-OR＞-X＞-R＞-NO2＞－NO
烷基R，卤素X的优先次序各书有出入
俗名
如卤仿
物理性质
从F,Cl,Br,I，键长↑键能↓极性↓
常温下，四个碳以下的一氟代烷，两个碳以下的一氯代烷及一溴甲烷等均为气体，卤代烃的碳原子数＞15时，为固体
不溶于水，易溶于烃，醚等有机溶剂
原因
分子不能与水分子之间形成氢键
沸点比相应的烷烃高，且其沸点按氟，氯，溴，碘的顺序依次增大
除一氟代烷和一氯代脂肪烃以外，其他卤代烃的密度都比水重，且随卤原子数目的增多而增大
一卤代烃可燃，分子中卤原子增多，可燃性降低，且其蒸气比空气重常用作灭火器，如四氯化碳是常用的灭火器
许多卤代烃都有特殊的气味，且有毒，尤其是其蒸气
化学性质
除C-F键外，其他C-X键的键能都比C-H键的键能小，较易断裂，而产生化学反应
亲核取代反应
极性
Cl＞Br＞I
反应活性
I＞Br＞Cl
若一个化学键极性越强，其越易断裂
可极化度
周期数越大，其原子半径越大，原子核对外层电子吸引力越小，则可极化度越大
可极化度大的共价键，电子云易于变形，较易发生化学反应
只在分子进行反应时表现出来，是分子的一种动态特性，而衡量分子极性大小的偶极矩是分子的一种静态特性
共价键的可极化度在化学反应中对分子的反应性能起着决定作用
亲核试剂
用Nu或Nu-表示
OH,TO,NO3等带负电的离子，或NH3，H2O等不带电的但具有孤电子对的中性分子
与含氧的亲核试剂（OH,RO）反应
卤代烃与氢氧化钠的水溶液共热，卤原子被羟基取代，生成醇，称卤代烃的水解
工业制醇
卤代烃与醇钠的醇溶液共热，卤原子被烷氧基取代，可生成醚，称卤代烃的醇解（Williamson合成法）
制备混合醚
常用伯卤代烷，醇液是强碱，仲卤代烷或叔卤代烷在强碱溶液中，易发生消除反应
与含硫的亲核试剂（SH-,RS-）
生成硫醇，硫醚
与含碳的亲核试剂（CN-）
与氰化钠或氰化钾的醇溶液共热，生成腈
增长碳链
制备腈
容易水解，形成羧酸及酰胺类化合物
与含氮的亲核试剂（氨或胺）
生成相应的铵盐
用氢氧化钠等强碱处理后，可生成相应的胺
一般最终伯仲叔胺及季铵盐的混合物，可通过调整原料比例，得到以某种胺类较多的产物
与硝酸银的醇溶液
生成硝酸酯和卤化银
叔卤代烃室温立即反应，仲卤代烃室温几分钟后反应，伯卤代烃需加热才能反应
生成黄色沉淀且反应速度最快的是碘代烷，生成白色沉淀且反应速度最慢的为氯代烃
双分子亲核取代反应(SN2)
特点
双分子反应
一步反应
Walden（瓦尔登）转化
生成的产物与原来的反应物具有相反的构型
R/S符号未必变换
形成五原子过渡态
v=k[R-X][Nu]
决定反应速率快慢的关键步骤是由两种分子共同参与的亲核取代反应
单分子亲核取代反应(SN1)
单分子反应
两步反应
产物外消旋化，伴随部分产物构型翻转
中间体碳正离子形成
碳正离子发生重排，生成更为稳定的碳正离子
v=k[R-X]
决定反应速率快慢的关键步骤只有一种分子参与的亲核取代反应
过渡态
C-X键拉长至将断未断，能量最高
影响因素
离去基团
离去基团的离去能力越强，越有利于反应进行
烷基结构的影响
SN2随α-碳原子上取代基数目增加，空间位阻，速率降低
SN1随α-碳原子上取代基数目增加，碳正离子越稳定，速率增大
决速步是否涉及亲核试剂
SN2亲核性越强，越易进行
亲核性
一个试剂在形成过渡态时对碳原子的亲和能力
负离子比其共轭酸强
碱性
试剂对质子的亲和能力
同周期，亲核性与碱性大小一致
同周期，左边强
质子化溶液，同主族，亲核性与碱性大小相反
受可极化性的影响
在外界电场的影响下，极性化合物中的电荷分布产生相应变化的能力
烷基数目越多，体积越大，亲核性越低
溶剂极性
极性质子溶剂利于SN1，质子溶剂不利于SN2，极性小或偶极非质子溶剂利于SN2
极性溶剂
分子中有能与负离子形成氢键的氢原子溶剂，如水，醇，羧酸
偶极非质子溶剂
分子中不易给出质子，但其介电常数较大，一般＞15
非极性溶剂
分子中不易给出质子，且介电常数<15
SN1
过渡态正负电荷分离，极性大于反应物
极性大的溶剂有利于过渡态也有利于R-X键异裂
质子化溶剂与离去基团负离子能形成氢键，增强负离子稳定性
SN2
过渡态相对亲核试剂的电荷，比较分散，所以过渡态的极性小于亲核试剂的极性
若增加溶剂的极性，可使极性大的亲核试剂溶剂化，不利于过渡态形成
质子溶剂可包围亲核试剂，减弱其亲核能力
卤乙烯/卤苯型
与硝酸银的醇溶液共热，无AgX生成
孤立型卤代不饱和烃
加热，与硝酸银的醇溶液作用，生成AgX
卤代烯丙型
常温下，立即与硝酸银的醇溶液作用，生成AgX
卤代烃与硝酸银的醇溶液发生的是SN1取代反应
亲核取代反应中卤原子活泼性
烯丙型和苄基型＞叔卤代烃＞仲＞伯＞卤代甲烷＞乙烯型和卤苯型
消除反应
β消除
反应取向
扎伊采夫规则
脱卤化氢时，生成双键碳上连接烃基较多的烯烃
3°RX＞2°RX＞1°RX
反应机理
双分子消除反应(E2)
二级反应，一步完成
X与β-H反式共平面，利于消除
单分子消除反应(E1)
一级反应，两步完成，碳正离子中间体产生
能发生碳正离子的重排
取代反应与消除反应的竞争
试剂
亲核试剂强，碱性弱
主要亲核取代反应
1°，SN2
2°,SN1和SN2
非质子溶剂
利于SN2
3°,SN1
亲核试剂弱，碱性强
主要消除反应
1°,2°,3°,E2
强碱容易进攻β-H原子，碳原子上基团体积影响不大
亲核试剂强，碱性强
主要SN2，E2
伯卤代烷
SN2为主，当α-碳周围基团体积增大时，消除反应比例也增大，可能为等量SN2和E2，当亲核试剂体积也较大时，E2占优
仲卤代烷
E2为主
叔卤代烷
只有E2
亲核试剂弱，碱性弱
主要SN1，E1
反应非常慢，SN2和E2
反应复杂
主要SN1和E1，高温利于E1
亲核性强但碱性弱，Cl-，Br-，I-，HS-，RS-，H2S，RSH 碱性强但亲核性弱，H- 强碱，强亲核性，HO-，RO- 弱碱，弱亲核性，H2O，ROH
格氏试剂的生成
卤代烃与金属镁在无水，无醇的绝对乙醚溶剂中作用产生有机镁化合物
产物能溶于乙醚，不用分离可直接用于各种合成反应
活性
RI＞RBr＞RCl＞RF；3°＞2°＞1°
氟代烃活性差，碘代烃价格高，一般用RBr和RCl
