專題五

藥物合成的重要原料——鹵代烴、胺、酰胺第一單元

鹵代烴5.1.2鹵代烴的應(yīng)用

核心素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從鹵代烴的官能團(tuán)角度認(rèn)識(shí)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)，理解鹵代烴的性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題

。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)對(duì)鹵代烴獲取方法和有機(jī)合成應(yīng)用的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用證據(jù)進(jìn)行推理，建立鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用模型，能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律?？茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：了解鹵代烴的用途與危害，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)和可能帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)鹵代烴的水解反應(yīng)和消去反應(yīng)原理及應(yīng)用。鹵代烴在有機(jī)合成中引入羥基、不飽和鍵、改變官能團(tuán)位置和數(shù)目、增長(zhǎng)碳鏈或構(gòu)成碳環(huán)的方法。鹵代烴的獲取方法，如不飽和烴的加成反應(yīng)和取代反應(yīng)。難點(diǎn)理解鹵代烴水解反應(yīng)和消去反應(yīng)的反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的影響及反應(yīng)機(jī)理。運(yùn)用鹵代烴的性質(zhì)和反應(yīng)進(jìn)行有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)，特別是官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和引入順序。課前導(dǎo)入同學(xué)們，在我們的日常生活中，鹵代烴其實(shí)并不陌生。比如，以前常用的氟利昂，它作為制冷劑廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)等制冷設(shè)備中。但是，后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)氟利昂會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生破壞作用，形成臭氧空洞，這對(duì)地球上的生物造成了極大的威脅。那么，除了氟利昂，鹵代烴還有哪些用途？它們又是如何制備的？在有機(jī)合成中又扮演著怎樣的角色呢？今天，就讓我們一起走進(jìn)鹵代烴的世界，探索鹵代烴的用途、獲取方法以及在有機(jī)合成中的應(yīng)用。氟利昂是怎么導(dǎo)致臭氧層空洞的？鹵代烴的合理應(yīng)用PART01聚氯乙烯絕緣電線外殼能緩解肌肉疼痛的氯乙烷噴霧劑表面涂有聚四氟乙烯的不粘鍋七氟丙烷滅火器含有鹵素原子的有機(jī)物大多是由人工合成得到的，它們的用途十分廣泛，對(duì)人類生產(chǎn)、生活有著重要的影響。鹵代烴的用途1、鹵代烴廣泛應(yīng)用于藥物合成、化工生產(chǎn)中，許多有機(jī)化合物都需要通過(guò)鹵代烴去合成。例如，溴乙烷是合成藥物、農(nóng)藥、染料、香料的重要基礎(chǔ)原料，是向有機(jī)化合物分子中引入乙基的重要試劑。選取鄰二氯苯為原料，經(jīng)硝化、氟代、還原、縮合、水解等一系列反應(yīng)，可合成治療敏感菌引起的各類感染的“諾氟沙星”。鹵代烴的用途2、氯乙烷常用作局部麻醉劑。因其沸點(diǎn)低，從加壓容器中噴在皮膚表面時(shí)會(huì)迅速汽化，同時(shí)吸收大量的熱量，使皮膚迅速冷卻導(dǎo)致該部位的神經(jīng)末梢處于麻醉狀態(tài)。由氯乙烷制成的噴霧劑被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所緊急處理運(yùn)動(dòng)員的傷痛。例如，氯乙烯是聚氯乙烯（PVC）的單體，PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，常用于建筑材料、工業(yè)制品、地板革、地板磚、人造革、管材、包裝膜等。由氟乙烯合成得到的聚氟乙烯、聚三氟乙烯、聚四氟乙烯等高聚物，以優(yōu)良的耐熱、耐磨、耐腐蝕等性能，開(kāi)辟了材料應(yīng)用的新領(lǐng)域。3、鹵代烴除了用于合成藥物，還是制備高聚物的原料。鹵代烴的用途特殊的材料——聚四氟乙烯在已投入生產(chǎn)的300多種塑料中，聚四氟乙烯（簡(jiǎn)稱PTFE）被人們譽(yù)為塑料王。它不但堅(jiān)牢、耐磨、電絕緣、無(wú)毒性，而且特別穩(wěn)定，既耐熱又耐冷，從250℃高溫至-195℃低溫范圍內(nèi)都可使用。它的防腐能力勝于玻璃、陶瓷、不銹鋼，甚至黃金。PTFE在王水中煮沸幾十個(gè)小時(shí)不發(fā)生任何變化。因此，PTFE在原子能、半導(dǎo)體、超低溫研究和航天火箭等尖端科學(xué)技術(shù)中都有廣泛應(yīng)用。PTFE具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì)，生活中常用的不粘鍋的內(nèi)壁涂層就是PTFE。PTFE的優(yōu)點(diǎn)也導(dǎo)致其加工工藝上的困難。一般的熱塑性塑料，加熱后用注塑、擠壓吹塑等方法便可使塑料成型。而PTFE加熱到415℃也不呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)，必須先預(yù)壓成毛坯，再燒結(jié)，成本較高。特殊的材料——聚四氟乙烯鹵代烴的用途4、鹵代烴常用于合成藥物，在農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑生產(chǎn)中的使用更為普遍。含有氟原子的藥物可增加分子在細(xì)胞膜上的脂溶性，提高藥物的吸收和傳遞速率，具有用量少、低成本、低毒性、低殘留、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)新藥研制有重要的指導(dǎo)意義。據(jù)報(bào)道，近年來(lái)研制的農(nóng)藥新藥中，含氟的新藥就高達(dá)50%。鹵代烴的危害(1)鹵代烴比較穩(wěn)定，在環(huán)境中不易被降解。(2)部分鹵代烴對(duì)大氣臭氧層有破壞作用。(3)機(jī)動(dòng)車尾氣中的鹵代烴主要是氯代烷烴、氯代烯烴，人吸入這些氣體后會(huì)引起神經(jīng)中樞甚至內(nèi)臟器官不同程度的中毒反應(yīng)。(4)揮發(fā)性鹵代烴有可能造成大氣二次污染。鹵代烴破壞臭氧層原理氟利昂可在強(qiáng)烈的紫外線作用下分解，產(chǎn)生的氯原子自由基會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生長(zhǎng)久的破壞作用。以CCl3F為例，它破壞臭氧層的反應(yīng)過(guò)程可表示為：CCl3FCCl2F·＋Cl·紫外線鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用PART02鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用不同鹵代烴在堿性條件下發(fā)生的取代反應(yīng)比較相似，都可以看成是帶負(fù)電荷的基團(tuán)取代了鹵素原子。例如：CH3CH2Br+CN-→CH3CH2CN+Br-CH3I+CH3CH2O-→CH3OCH2CH3+I-鹵代烴在有機(jī)合成中橋梁作用格式試劑的應(yīng)用鹵代烴還可以與金屬反應(yīng)，形成金屬有機(jī)化合物。其中最負(fù)盛名的是有機(jī)鎂化合物，它是由法國(guó)化學(xué)家格利雅于1901年發(fā)現(xiàn)的。通過(guò)鹵代烴與鎂（用醚作溶劑）作用得到烴基鹵化鎂（RMgX，也稱為格氏試劑），烴基鹵化鎂與其他物質(zhì)（如鹵代烴、醛、二氧化碳等）反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)碳鏈增長(zhǎng)，得到烴、醇、羧酸、酮等多種有機(jī)化合物。格氏試劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用（1）引入羥基（2）引入不飽和鍵鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用（3）改變官能團(tuán)的位置通過(guò)鹵代烴的消去反應(yīng)獲得烯烴,再通過(guò)烯烴與HX在一定條件下的加成反應(yīng),又得到鹵代烴,但鹵素原子的位置發(fā)生了變化。例如以1-溴丙烷為主要原料,選擇相應(yīng)試劑制取少量2-溴丙烷,制取過(guò)程示例如下:鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用（4）改變官能團(tuán)的數(shù)目通過(guò)鹵代烴的消去反應(yīng)獲得烯烴,再通過(guò)烯烴與X2的加成反應(yīng),得到二鹵代烴。例如以1-溴丙烷為主要原料,選擇相應(yīng)試劑制取少量1,2-二溴丙烷,制取過(guò)程示例如下:鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用（5）增長(zhǎng)碳鏈或構(gòu)成碳環(huán)鹵代烴能與多種金屬作用,生成金屬有機(jī)化合物,其中格氏試劑是金屬有機(jī)化合物中最重要的一類化合物,是有機(jī)合成中非常重要的試劑之一,它是鹵代烴在乙醚的存在下與金屬鎂作用,生成有機(jī)鎂化合物,再與活潑的鹵代烴反應(yīng),生成更長(zhǎng)碳鏈的烴:課堂小結(jié)PART03鹵代烴的用途1鹵代烴的應(yīng)用鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用橋梁作用：烴→鹵代烴→醇2鹵代烴的危害3課堂練習(xí)PART041.由溴乙烷制取乙二醇，依次發(fā)生的反應(yīng)類型是（

）A.取代、加成、水解B.消去、加成、取代C.水解、消去、加成D.消去、水解、取代B2.鹵代烴能發(fā)生下列反應(yīng)：2CH?CH?Br+2Na→CH?CH?CH?