第二章鹵化反應(yīng)4/8/2023第一節(jié)概述一、鹵化反應(yīng)定義

有機(jī)化合物分子中引入鹵素原子(X)的反應(yīng)稱鹵化反應(yīng)。二、鹵化反應(yīng)用途

①增加有機(jī)物分子極性，提高有機(jī)物的反應(yīng)活性。

②制備不同生理活性的含鹵素藥物。

③為了提高反應(yīng)的選擇性，鹵原子可作為保護(hù)基、阻斷基等。

4/8/20235-氟尿嘧啶諾氟沙星4/8/2023三、反應(yīng)類型親電加成親電取代親核取代自由基反應(yīng)不飽和烴的鹵加成反應(yīng)鹵取代反應(yīng)鹵置換反應(yīng)鹵化反應(yīng)中的重排4/8/2023第二節(jié)不飽和烴的鹵加成反應(yīng)和鹵素的加成反應(yīng)和次鹵酸(酯)的加成反應(yīng)和N-鹵代酰胺的加成反應(yīng)和鹵化氫的加成反應(yīng)和硼烷的加成反應(yīng)及鹵解4/8/20231.與鹵素的加成XCl65%35%Br88%12%動(dòng)畫演示4/8/2023主要影響因素

(1)烯烴烯烴的反應(yīng)能力，主要取決于中間體碳正離子的穩(wěn)定性。當(dāng)雙鍵碳原子上含有給電子基時(shí)，能增加中間體碳正離子的穩(wěn)定性，反應(yīng)容易進(jìn)行；反之，當(dāng)雙鍵碳原子上含有吸電子基時(shí)，由于削弱了中間體碳正離子的穩(wěn)定性，使得反應(yīng)不易進(jìn)行?；钚源涡颍喝粝╂I碳原子上連有叔烷基或三芳甲基，則鹵加成反應(yīng)中常會(huì)有重排、消除等副反應(yīng)。4/8/2023(2)鹵素由于C1-的親電性比Br-強(qiáng)，所以，氯與烯烴的加成反應(yīng)速度比溴快，但反應(yīng)選擇性比溴差。(3)溶劑常用四氯化碳、氯仿、二氯化碳、二硫化碳、乙醚等惰性溶劑，溴素或氯氣可以與烯烴迅速反應(yīng)，生成鄰二鹵化物。當(dāng)在親核性溶劑(如H20、RCO2H、ROH等)中進(jìn)行時(shí)，由于溶劑中的親核性基團(tuán)可以進(jìn)攻中間體碳正離子，這樣，將得到l，2—二鹵化物和其他加成物(如鹵醇或其醚、酯)的混合物。4/8/2023(4)催化劑當(dāng)雙鍵碳原子上連有吸電子基時(shí)，由于雙鍵電子云密度降低，鹵素加成的活性下降，這種情況下，可加入少量Lewis酸或叔胺等進(jìn)行催化，提高鹵素的活性，促使反應(yīng)順利進(jìn)行。

(5)溫度鹵素加成反應(yīng)的溫度不宜太高，?？刂圃谳^低的溫度下進(jìn)行。原因:一是為了防止鹵素取代副反應(yīng)的發(fā)生；二是為了防止生成的鄰二鹵化物脫去鹵化氫的副反應(yīng)。

4/8/202370~73%4/8/202370%4/8/20233.與N-鹵代酰胺的加成4/8/20234/8/20234.與鹵化氫的加成動(dòng)畫演示4/8/20235.與硼烷的加成及鹵解℃℃4/8/20236.不飽和羧酸的鹵內(nèi)酯化反應(yīng)4/8/202369%少量4/8/2023第三節(jié)烴類的鹵取代反應(yīng)飽和烴鹵取代芐位、烯丙位的鹵取代芳烴鹵代反應(yīng)羰基化合物的鹵取代反應(yīng)4/8/20232.芐位、烯丙位的鹵取代4/8/20234/8/20234/8/20233.芳環(huán)鹵取代4/8/2023(Lewis酸催化：AlCl3,FeCl3,ZnCl2等)4/8/20234/8/202393%89%4/8/202397%4/8/202323%56%4/8/2023

4.羰基化合物的鹵取代反應(yīng)醛、酮的-鹵取代反應(yīng)烯醇酯、烯胺醚的鹵取代反應(yīng)羧酸衍生物的-鹵取代4/8/2023（1）醛、酮的-鹵取代反應(yīng)酸催化機(jī)理4/8/2023

酮的鹵取代反應(yīng)88~96%4/8/202370~75%4/8/202353%32%4/8/202383~85%4/8/202355~58%4/8/2023（2）烯醇酯、烯醚及烯胺的－鹵取代反應(yīng)~70%4/8/2023~100%4/8/202362%4/8/202383~85%90%*9%*4/8/2023堿催化機(jī)理4/8/2023鹵仿反應(yīng)

乙醛或甲基酮(CH3CO-)在堿性條件下與過量鹵素作用，

-H全被X取代生成少一個(gè)碳原子的酸和鹵仿。4/8/2023溴仿-甲基酮4/8/2023（3）羧酸衍生物的-鹵取代親電取代機(jī)理

RCOX,RCN,(RCO)2O,

4/8/2023第四節(jié)醇、酚和醚的鹵置換反應(yīng)醇的鹵置換酚的鹵置換醚的鹵置換羧酸的鹵置換其他官能團(tuán)化合物的鹵置換4/8/20231.醇的鹵置換：親核取代鹵化劑：HX,PX3,PX5,SOCl2等醇羥基活性：烯丙基醇>芐醇>叔醇>仲醇>伯醇HX活性：HI>HBr>HCl>HF4/8/20231.雙分子親核取代反應(yīng)(SN2——SubstitutionNucleo-philic)：A.反應(yīng)機(jī)理：以CH3Br的堿性水解為例：4/8/2023由此可見，這是一個(gè)動(dòng)力學(xué)二級(jí)反應(yīng)。其反應(yīng)速率與溴甲烷和堿的濃度成正比。

4/8/2023SN2：伯醇過渡態(tài)高活性叔醇、芐醇可用濃鹽酸或HCl反應(yīng)4/8/2023伯醇常用Lucas試劑(濃HCl+ZnCl2反應(yīng))4/8/2023親核取代機(jī)理

SN1：形成R+離子，叔醇、芐醇、烯丙醇為SN14/8/20232.酚的鹵置換

酚羥基活性小，必須用PCl5,POCl3,而不用HX,SOCl24/8/20233.醚的鹵置換HX：HI,HBr,KI/H3PO4常用的鹵化試劑有：濃的氫鹵酸、Lewis酸(如無水三鹵化鹵、三鹵化硼等)、碘化鉀和磷酸、吡啶鹽酸鹽、三鹵化磷等。芳基芐基醚的斷裂，三氟乙酸是非常有效的試劑。另外，微波能使芳基甲基醚迅速裂解。4/8/2023(1)濃的氫鹵酸1,4-二碘丁烷4/8/2023(2)Lewis酸Lewis酸(如A1Cl3、BF3、BBr3)等能切斷醚鍵，生成相應(yīng)的鹵代烷。尤其BBr3可在二氯甲烷的回流溫度或室溫下進(jìn)行，選擇性好，能在其他官能團(tuán)存在下裂解甲醚。

4/8/2023(3)吡啶鹽酸鹽吡啶鹽酸鹽可以斷裂芳基烷基醚，如2—三氟甲基的裂解，用吡啶鹽酸鹽效果很好，裂解時(shí)三氟甲基不受影響，若用其他試劑常生成硝基水楊酸。在微波作用下，苯甲醚用吡啶鹽酸鹽裂解，快速生成苯酚。

4/8/2023(4)三鹵化磷芳基烷基醚在PBr3和DMF作用下可斷裂醚鍵，直接生成溴代芳烴。采用該法，可方便地制備某些難以直接鹵化而得的2—溴喹啉或4—溴喹啉。4/8/2023鹵化劑：PX3,PX5,POX3,SOX2活性：脂肪羧酸>芳香羧酸芳香羧酸：推電子取代基>無取代>吸電子取代基4.羧酸的鹵置換反應(yīng)4/8/2023PCl5活性大，適用于吸電子基芳酸PBr3/PCl3活性較小，一般用于脂肪羧酸4/8/2023SOCl2是由羧酸制備酰氯常用試劑

對(duì)雙鍵、羰基、烷氧基、酯基影響很少4/8/2023草酰氯(COCl)2用于結(jié)構(gòu)中有對(duì)酸敏感的官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)的羰酸。4/8/20234/8/2023Hunsdriecker(漢斯狄克)反應(yīng)

羧酸銀鹽和溴或碘反應(yīng)，脫去CO2，生成比原反應(yīng)物少一個(gè)C的鹵代烴。4/8/2023必須嚴(yán)格無水4/8/2023鹵化物的鹵置換芳香重氮鹽的鹵置換5.其他官能團(tuán)化合物的鹵置換反應(yīng)4/8/2023（1）鹵化物的鹵置換X=Cl,Br,X’=I,Feg:4/8/2023