第七章 卤代烃（课件）-《有机化学》同步教学（武汉大学出版社）

第七章 卤代烃 学习目标 1 了解卤代烃的分类和构造异构；掌握卤代烃的命名方法； 2 了解卤代烃的物理性质及其变化规律； 3 掌握卤代烃的取代、消除反应、与金属镁的反应以及这些反应的实际应用，掌握卤代烃的鉴别方法； 4 了解重要卤代烃的工业制法及其在生产、生活中的实际应用； 7.1卤代烃的分类、构造异构和命名 7.1.1卤代烃的分类 1 按卤代烃分子中所含卤原子的种类不同，分为：氟卤代烃、氯卤代烃、溴卤代烃、碘卤代烃 2 按卤代烃分子中所含卤原子的数目，分为一卤代烃、二卤代烃和三卤代烃等，二元以上的卤代烃称为多卤代烃。 例如： 一卤代烃： CH3Cl 一氯甲烷 二卤代烃： CH2Cl2 二氯甲烷 三卤代烃： CHCl3 三氯甲烷 四卤代烃： CCl4 四氯化碳 3 按卤代烃分子中的烃基结构不同，分为：饱和卤代烃（即卤代烷）、不饱和卤代烃（主要指卤代烯烃）和芳香族卤代烃（即卤代芳烃）。 例如： 饱和卤代烃： CH3CH2Br 溴乙烷 不饱和卤代烃： CH2＝CHCl 氯乙烯 芳香族卤代烃： 4 按与卤原子直接相连的碳原子类型不同，分为：伯卤代烃、仲卤代烃和叔卤代烃。 7.1.2卤代烃的构造异构 烷烃分子中的氢原子被卤原子取代后生成的产物叫做卤代烷。 氯丁烷有四种异构体： 其中：（1）和（2）、（3）和（4）为位置异构；（1）和（3）、（2）和（4）为碳链异构。 7.1.3卤代烃的命名 1 习惯命名法 习惯命名法是在烃基名称的后面加上卤原子的名称，叫做“某基卤”。 习惯命名法只适合用于烃基结构较为简单的卤代烃。 2 系统命名法 卤代烷的系统命名原则和步骤如下： （1）选主链：选择连有卤原子的最长碳链为主链，卤原子作为取代基； （2）编号：从靠近支链或取代基的一端开始编号，若烷基和卤原子左右位次相同，给烷基较小的编号。 （3）写名称：根据主链所含碳原子的数目称为“某烷”，将取代基的位次、名称写在母体名称“某烷”之前。取代基的顺序是先烷基后卤素，不同卤原子按氟、氯、溴、碘的顺序排列。 如： 7.2卤代烷的性质 7.2.1卤代烷的物理性质 1 物态 在常温常压下，除氟代烷外，其他卤代烷只有氯甲烷、氯乙烷和溴甲烷是气体，其他常见的卤代烷都是液体。 2 沸点 卤原子相同的卤代烷中，沸点随相对分子质量的增加而升高。卤代烷的沸点随着分子中碳原子数的增加而升高。 烷基相同的卤代烷，其沸点由高到低依次为 RI ＞ RBr ＞ RCI ＞ RF。 3 溶解性 卤代烷不溶于水，可溶于醇、醚和烃等有机溶剂。氯仿和四氯化碳是常用的有机溶剂。它们都比水重。 4 相对密度 一氯代烷的相对密度小于1，比水轻。 7.2.2卤代烷的化学性质 1. 取代反应 在一定条件下，卤代烷分子中的卤原子可以被其他原子或基团取代，生成其他有机化合物，这种反应叫取代反应。 (1) 水解 例如： (2) 醇解 式中，R-X一般为伯卤代烷。 卤代烷与醇钠在相应的醇溶液中发生醇解反应，卤原子被烃氧基取代生成醚。此反应称为威廉姆逊（Williamson）合成法，是制备混醚的最好方法。 例如： (3) 氰解 例如： (4) 氨解 (5) 与硝酸银-乙醇溶液反应 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成硝酸酯，同时析出卤化银沉淀。 *(6) 亲核取代反应历程 卤代烷的取代反应之所以能够发生，是由于卤代烷子中卤原子的电负性比碳原子大，碳原子与卤原子之间成键的共有电子对靠近卤原子一端，使卤原子带有部分负电荷，而与卤原子直接相连的碳原子则带有部分正电荷。而水解、醇解和氨解等所有试剂，是负离子或带有未共用电子对的分子，它们与卤代烷反应时，将进攻带有部分正电荷的碳原子，最后取代了卤原子生成产物，如下所示： 另一种可能：在卤代烷分子中，由于卤原子吸引电子的结果，首先发生碳卤键断裂，生成碳正离子和卤负离子，然后水解、醇解和氨解等所用试剂进攻碳正离子生成产物，如下所示： 在水解、醇解和氨解等这类反应中，是负离子或带有未共用电子对的分子，如H2O、HO-、CN-、RO-和NH3等，进攻带有正电荷或部分正电荷的碳原子完成的取代反应，因此这些试剂叫亲核试剂。 由于亲核试剂的进攻而发生的取代反应，叫做亲核取代反应。 常用SN表示，其中S表示取代，N表示亲核的。 这种亲核取代反应，是有亲核试剂进攻饱和碳原子（sp3杂化碳原子）而发生的，所以，这类反应又叫饱和碳原子上的亲核取代反应。 (1) 双分子亲核取代反应机理(SN2机理) 实验证明溴甲烷