内容正文:
第一节|卤代烃
(一)卤代烃的概念、分类和物理性质
续表
(二)溴乙烷的结构与性质
(三)卤代烯烃
[探究活动]
1.实验探究卤代烃的取代反应
(1)实验探究①的实验目的是什么?
提示:检验1-溴丁烷取代反应生成物中的丁醇。丁醇还原酸性高锰酸钾溶液,而使之褪色。
(2)实验探究②中检验Br-时,在加AgNO3溶液之前为什么要先加入稀硝酸酸化?
提示:加入稀硝酸的目的是中和NaOH,提供酸性环境便于检验Br-的存在。
2.探究1-溴丁烷的消去反应实验(装置如图)
(1)1-溴丁烷水解反应和消去反应相比,其反应条件有何差异?由此你得到什么启示?
提示:1-溴丁烷的水解反应是以水为溶剂,而消去反应则是以乙醇为溶剂,溶剂的共同作用是溶解NaOH,使反应易进行。由此可以看出同种反应物,反应条件不同,发生的反应不同,产物不同。
(2)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前先通入盛有水的试管?
提示:除去乙醇蒸气和HBr,因为乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色,干扰1-丁烯的检验。
(3)若用溴水检验1-丁烯,还有必要先将气体通入水中吗?
提示:不必要。因为乙醇和HBr不能使溴水褪色,不会干扰1-丁烯的检验。
[生成认知]
1.卤代烃的消去反应和水解反应比较
反应类型 消去反应 水解反应(取代反应)
卤代烃的要求 ①含两个以上碳原子,如CH3Br不能发生消去反应;
②与卤素原子相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子,如 (CH3)3CCH2Br不能发生消去反应,而CH3—CH2—Cl可以 含有—X的卤代烃绝大多数都可以水解
化学反应特点 消去HX,引入碳碳双键或碳碳三键 在碳上引入—OH,生成含—OH的有机化合物(醇)
2.卤代烃中卤素原子的检验方法
特殊的材料——聚四氟乙烯
在已投入生产的300多种塑料中,聚四氟乙烯(简称PTFE)被人们誉为塑料王。它不但坚牢、耐磨、电绝缘、无毒性,而且特别稳定,既耐热又耐冷,从250 ℃高温至 -195 ℃低温范围内都可使用。它的防腐能力胜于玻璃、陶瓷、不锈钢。PTFE在王水中煮沸几十个小时不发生任何变化。因此,PTFE在原子能、半导体、超低温研究和航天火箭等尖端科学技术中都有广泛应用。PTFE具有固体材料中最小的表面张力而不黏附任何物质,生活中常用的不粘锅的内壁涂层就是PTFE。
PTFE的优点也导致其加工工艺上的困难。一般的热塑性塑料,加热后用灌注、挤压吹塑等方法便可使塑料成型。而PTFE加热到415 ℃也不呈现流动状态,必须先预压成毛坯,再烧结,成本较高。
[跟踪训练]
1.为证明溴乙烷中溴元素的存在,进行实验,试指出下列实验操作步骤的排列顺序中合理的是 ( )
①加入AgNO3溶液 ②加入NaOH溶液 ③加热
④加蒸馏水 ⑤加入硝酸至溶液呈酸性 ⑥加入NaOH乙醇溶液
A.②③⑤① B.①②③④
C.④②⑤③ D.⑥③①⑤
解析:证明溴乙烷中溴元素的存在,先加入②氢氧化钠溶液或⑥加入NaOH乙醇溶液并③加热,发生水解反应或消去反应生成NaBr,再加入⑤稀硝酸至溶液呈酸性,最后加入①硝酸银溶液,生成浅黄色沉淀,则证明含溴元素,即操作顺序为②③⑤①或⑥③⑤①。
答案:A
2.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是 ( )
A.分别加入AgNO3溶液,丙有沉淀生成
B.均能在一定条件下与NaOH的水溶液反应
C.均能在一定条件下与NaOH的醇溶液反应
D.乙发生消去反应得到两种烯烃
解析:这四种有机物均属于非电解质,不能电离出氯离子或溴离子,均不与AgNO3溶液反应,故A错误;这四种有机物均属于卤代烃,均能在一定条件下与NaOH的水溶液发生水解反应转化为醇,故 B正确;仅乙能在一定条件下与NaOH的醇溶液反应生成烯烃,故 C错误;乙发生消去反应生成一种烯烃,为丙烯,故D错误。
答案:B
[生成认知]
卤代烃在有机合成中的应用
3.改变官能团的位置
通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与HX在一定条件下的加成反应,又得到卤代烃,但卤素原子的位置可能发生了变化。
例如,以1-溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量2-溴丙烷,制取过程如下:
卤代烃在有机合成中的应用
卤代烃还可以与金属反应,形成金属有机化合物。其中最负盛名的是有机镁化合物。通过卤代烃与镁(用醚作溶剂)作用得到烃基卤化镁(RMgX,也称为格氏试剂),烃基卤化镁与其他物质(如卤代烃、醛、二氧化碳等)反应可以实现碳链增长,得到烃、醇、羧酸、酮等多种有机化合物。
[跟踪训练]
1.由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需经过下列哪几步反应 ( )
A.加成→消去→取代 B.消去→加成→水解
C.取代→消去→加成 D.消去→加成→消去
2.从环己烷可制备1,4-环己二醇,下列有关7步反应(其中无机产物都已略去),其中