内容正文:
第一单元|卤代烃
(一)卤代烃的概念、分类与性质
概念
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。可用通式RX表示
[微拓展]
一卤代烃中含有较多的氢原子,可以燃烧,而四氯化碳性质稳定,液态四氯化碳比空气重,覆盖在燃烧物表面,以隔绝氧气,因此可以灭火。
[微点拨]
卤代烃的消去反应实验中,盛水试管的作用是除去挥发出的乙醇蒸气,防止乙醇蒸气干扰气体产物丙烯的检验。
[微方法]
卤代烃中卤素原子的检验方法
RX
ROHNaX
加AgNO3溶液
若生成白色沉淀,则为Cl,若生成浅黄色沉淀,则为Br,若生成黄色沉淀,则为I。
分类
①按照烃基结构的不同:分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等
②按照取代卤原子的不同:分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等
③按照取代卤原子的多少:分为一卤代烃、多卤代烃等
物理性质
①气味:大多数卤代烃都具有特殊气味
②状态:常温下除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外,其余多为液体或固体
③沸点:通常情况下,互为同系物的一卤代直链烷烃,它们的沸点随碳原子数及卤素的相对原子质量的增加而升高
④密度:除脂肪烃中的一氟代烃等部分卤代烃外,液态卤代烃的密度一般比水大
⑤溶解性:卤代烃不溶于水,易溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂,某些卤代烷烃是很好的有机溶剂,如二氯甲烷(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)和四氯化碳等
化学性质
消去反应
①概念:在一定条件下,一个有机化合物分子内脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应
②反应条件:与强碱的醇溶液共热
③化学方程式CH3CH2CH2Br+KOHCH3CHCH2↑+KBr+H2O
水解反应
①反应条件:与强碱的水溶液共热
②化学方程式为CH3CH2CH2Br+KOHCH3CH2CH2OH+KBr
③反应类型:取代反应
(二)卤代烃的合理使用
用于药物合成、化工生产
(1)溴乙烷是合成药物、农药、染料、香料的重要基础原料,是向有机化合物分子中引入乙基的重要试剂
(2)邻二氯苯经过硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应,可以合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”
(3)氯乙烷常用作局部麻醉剂
制备高聚物
如氯乙烯是制备聚氯乙烯的单体;四氟乙烯是聚四氟乙烯的单体
可用作有机溶剂、干洗剂
此类卤代烃,具有挥发性,会对大气臭氧层产生一定的破坏作用
用于农药、杀虫剂生产
氯代烃在外界环境或有机体内不易被分解,容易导致严重的全球性环境污染,而氟代烃对环境友好
[新知探究(一)]
卤代烃在有机合成中的应用
[分析与推测能力]
[情境质疑]
1901年法国化学家格利雅首次使用卤代烃RX与镁在乙醚溶液中反应制得有机金属镁化合物又称格氏试剂。格氏试剂广泛用于有机合成中,是一类有机合成的中间体,由RMgX可以制得RH、R—COOH、R—CHO、R—CH2OH、R—OH。鉴于格林雅发明的格氏试剂对当时有机化学发展产生的重要影响,1912年授予他诺贝尔化学奖。
1.格利雅利用溴乙烷与Mg在乙醚中制得格氏试剂,试写出反应方程式。
提示:CH3CH2Br+Mg乙醚,CH3CH2MgBr。
2.CH3CH2MgBr与甲醛反应后,再加入稀酸溶液,可以生成1丙醇,试写出反应方程式。
提示:
3.如何由1丙醇制得1溴丙烷?如何由1溴丙烷再进一步制得1,2二溴丙烷?
提示:1丙醇和浓硫酸、溴化钠共热,可以制得1溴丙烷;1溴丙烷与NaOH的乙醇溶液反应生成丙烯,丙烯与溴反应制得1,2二溴丙烷。
[生成认知]
1.引入羟基
通过卤代烃的水解反应引入OH。
2.引入不饱和键
通过卤代烃的消去反应引入、。
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:
CH3CH2CH2Br
4.改变官能团的数目
通过卤代烃的消去反应获得烯烃,再通过烯烃与X2的加成反应得到二卤代烃。例如以1溴丙烷为主要原料,选择相应试剂制取少量1,2二溴丙烷,制取过程如下:
CH3CH2CH2Br
5.增长碳链
卤代烃能与多种金属作用生成金属有机化合物,其中格氏试剂是金属有机化合物中重要的一类化合物,是有机合成中非常重要的试剂之一,它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用生成的有机镁化合物,再与活泼的卤代烃反应,生成更长碳链的烃。
[跟踪训练]
1.以溴乙烷为原料制取1,2二溴乙烷,下列转化方案中最合理的是(