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第3章 卤化反应(Halogenation) 概述 芳环上的取代氯化反应 芳环上的取代溴化、碘化和氟化反应 脂烃和芳环侧链的取代氯化 加成卤化 置换卤化 3.1 概述 卤化反应的定义 卤化反应的目的 卤化试剂 卤化反应的分类 3.1.1 卤化反应定义 氟化（fluoration） 氯化（chloration） 溴化（bromation,bromination） 碘化（iodation） 3.1.2 卤化反应的目的 赋予最终产品某些性能 (1)色光 制备其它基团化合物 －X(－Cl) －NH2,－OH,－F,－OR,－OAr 3.1.3 卤化试剂 卤素单质：Cl2,Br2,I2 卤化氢＋氧化剂： HCl+NaClO3(NaClO) HBr+NaBrO3(NaClO) 卤化氢或盐：HF,NaF,SbF5,HCl,HBr,NaBr 其它：SO2Cl2,COCl2,ICl，PCl3,PCl5，NBS 3.1.4 卤化反应类型 置换卤化：亲核反应－置换氟化 3.2 芳环上的取代氯化反应 反应历程 反应动力学及氯化深度 芳环取代氯化反应的影响因素 芳环取代氯化反应实例 3.2.1 反应历程 以硫酸为催化剂 以碘为催化剂 以次卤酸为催化剂 3.2.2 反应动力学及氯化深度 C6H6 ＋ Cl2 C6H5Cl ＋ HCl C6H5Cl ＋ Cl2 C6H4Cl2 ＋ HCl C6H4Cl2 ＋ Cl2 C6H4Cl3 ＋ HCl 3.2.3 芳环取代氯化反应的影响因素 原料纯度 （1）水份：＜0.04％ （2）氢气含量：＜4％ （3）噻吩：使催化剂中毒；腐蚀设备 （4）循环使用的苯（苯氯比4:1）中氯苯的影响 氯化深度 混合作用 氯化温度 反应介质 液态：无需溶剂 固态：水 浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等 有机溶剂 3.2.4 芳环取代氯化反应实例 氯苯的生产 （1）直接氯化法 （2）氧化氯化法 苯酚的氯化 甲苯的环上取代氯化 带有硝基芳环的氯化 萘的氯化 蒽醌的氯化 3.3 芳环上的取代溴化、碘化和氟化反应 溴化 溴化剂： 溴酸盐、次溴酸盐、有机溴化物等 催化剂：MgBr2,ZnBr2,I2等。 影响因素 溶剂： 催化剂 温度 溴化实例： 碘化 （1）直接碘化 （2）重氮基转化法 氟化 3.4 脂烃及芳环侧链的取代氯化 反应历程 影响反应的因素 反应实例 3.4.1 反应历程 游离基的生成——链的引发 （1）热裂解法 C-C,C-H,H-H：330~418.6KJ/mol(500~650℃) Cl-Cl,Br-Br,I-I,O-O,N-N,C-N=N-C:250KJ/mol(50~100 ℃) （2）光离解法 E=hν=h 链的传递 RH + X· → R · + R · + X2 → RX + X · 或 RH + X · → RX + H · H · + X2 → HX + X · 链的终止 3.4.2 影响反应的因素 原料 （1）无铁 （2）无氧 （3）无水 引发条件及温度 （1）热引发：E热=238.6KJ/mol,100～150℃ （2）光引发：E光=250KJ/mol,λ＜478nm 氯化深度 3.4.3 反应实例 氯甲基化反应 反应机理 3.5 加成卤化 由烯烃、炔烃、芳环加成卤化生成卤代烷、卤代烯烃、卤代环烷烃 卤化试剂：卤素、卤化氢、卤化物 3.5.1 反应历程 亲电加成 （1）卤素对双键的亲电加成 3.5.2 重要实例 氯乙烯和氯乙烷 3.6 置换卤化 卤素置换羟基 （1）卤化剂：HX 含P卤化物：PCl3,PBr3,PI3 含S卤化物：SOCl2 （2）卤化氢置换羟基的反应历程 卤素置换磺酸基 氟利昂-abc c：百位数（C数-1） a：十位数（H数＋1） b：个位数（F数） 置换硝基 氯化剂：Cl2 反应历程：自由基反应 置换重氮基 芳环上有吸电子取代基对反应有利。 CuX也可改用金属铜粉和盐酸或次溴酸。 催化剂用量为重氮盐的10～20％。 反应温度通常为40～80℃. 第三章练习题 1.写出以下反应的主要产物和反应类型 2.写出以下四种丁醇中羟基被氯置换的活性次序。 3.指出以下试剂，哪些是亲电试剂？哪些是亲核试剂？哪些是自由基试剂