[理学]第一章1烃化反应.ppt

芳环上取代基的电子效应和卤代定位规律与一般芳烃亲电取代反应相同。选择不同的卤化试剂、用量及条件，可影响单或多卤代以及位置异构体的比例。 返回目录 3、碘取代 碘取代反应常使用一些特殊的方法。如在反应介质中加入氧化剂，还可用碱性缓冲溶液，或某些能和HI形成难溶于水的碘化物的金属氧化物（如氧化汞、氧化镁等）来除去生成的HI，或者采用强的碘化试剂来提高反应中碘正离子的浓度，均能有效地进行碘取代。 返回目录 在芳环上引入碘，也较多地采用重氮化合物的 置换反应 。 三、羰基化合物的α-位卤取代 1．酮的α-卤取代 常用的卤化试剂有卤素、硫酰氯、N-卤代酰胺、次卤酸等。 常用的溶剂有四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸等。 （1）反应机理 （2）催化剂 酸催化常用的催化剂是质子酸或Lewis酸，碱催化常用NaOH、Ca（OH）2等无机碱，也可用有机碱. （3）羰基化合物α-碳上取代基的影响 在酸催化下，不对称酮的α-卤代主要发生在与给电子基相连的α-碳原子上。羰基α-碳原子上连有卤素等吸电子取代基时，反应受阻，制备单卤代产物。 碱催化则相反，α-卤代易发生在与吸电子取代基相连的α-碳上。若在过量卤素存在下，所有的α-H原子都被取代。常常利用甲基酮在氢氧化钠水溶液中溴化，制备少一个碳原子的、结构特殊的羧酸。 返回目录 返回目录 2．醛的α-卤取代 在酸或碱催化下，醛的α-H都可以被卤原子所取代，但容易发生缩合副反应。最经典的方法是将醛转化成烯醇酯，然后再与卤素反应。 第三节 卤置换反应 一、醇羟基的卤置换 1．醇和卤化氢或氢卤酸反应 2．醇和卤化亚砜反应 3．醇和含磷卤化物反应 二、羧羟基的卤置换 1.五氯化磷为卤化试剂 2.三氯（溴）化磷为卤化剂 3.氯化亚砜为卤化试剂 三、醚的卤置换 四、其他官能团的卤置换 1．卤代烃的卤置换反应 2．芳香重氮化合物的卤置换反应 卤原子能够置换有机物分子中与碳原子相连的羟基、烷氧基、羧羟基及其他卤原子等多种官能团，得到卤代烃，这些卤置换反应是合成卤代烃的重要方法。本节主要学习应用较多的醇、羧酸、醚的卤置换以及卤素交换和重氮化反应。 第三节 卤置换反应 返回目录 通过卤原子置换醇羟基，是制备卤代烃的常用方法。 常用的卤化试剂有卤化氢、含硫卤化物以及含磷卤化物。 反应机理多数为卤素负离子对醇羟基的亲核取代机理。 一、醇羟基的卤置换 返回目录 醇和HX的反应如下: 醇和HX的反应是可逆的平衡反应，常采用增加反应物醇或HX的浓度，并不断将产物或生成的水从平衡混合物中移走的方法，以加速反应并提高收率。 此反应为亲核取代反应，各种醇的反应活性为：苄醇、烯丙醇叔醇仲醇伯醇；卤化氢的活性为HIHBrHCl。 1．醇和卤化氢或氢卤酸 （1）碘置换 醇的碘置换反应很快，但生成的碘代烃易被HI还原，因此在反应中需及时将生成的碘代烃蒸馏移出反应体系，碘化剂采用碘化钾和95%的磷酸或多聚磷酸。如: （2）溴置换 醇的溴置换反应可加入浓硫酸作催化剂。在实际操作中，可将SO2通入溴水中制成氢溴酸的硫酸溶液，再与醇反应；也可将浓硫慢慢滴入溴化钠和醇的水溶液中进行反应；也可加入添加剂（如LiBr）。 （3）氯置换 活性大的叔醇、苄醇等可直接用浓盐酸或氯化氢气体，而伯醇常用Lucas试剂（浓盐酸-氯化锌）进行氯置换反应。如: 反应时若温度过高，某些仲醇、叔醇和β-位具有叔碳取代基的伯醇，会产生脱卤化氢、异构化、重排等副反应，所以更多采用氯化亚砜或三氯化磷作氯化试剂。 返回目录 氯化亚砜（又名亚硫酰氯）是一种良好的氯化试剂，广泛用于醇羟基、羧羟基的氯置换反应。反应式如下: 优点：①反应活性较高；②产物容易分离纯化，且异构化等副反应少，收率较高；③选用不同溶剂，可得到指定构型的产物；④可以与其他试剂合用增强其选择性等。在药物合成中广泛用于高沸点卤代烃及特殊结构氯代烃的制备。 缺点：①反应中大量的HCl和SO2气体逸出会污染环境，需进行吸收利用或无害化处理；②氯化亚砜易水解，需在无水条件下反应 2．醇和氯化亚砜反应 醇和氯化亚砜置换反应机理：（如图） 反应中若加入有机碱（如吡啶等）作为催化剂，或醇本身分子内存在氨基等碱性基团，有利于提高反应速率。 如镇痛药盐酸哌替啶中间体（31）、抗精神病药氯丙嗪中间体（32）等的制备。 返回目录 （1）醇和无机磷卤化物反应 三卤化磷和五氯化磷对醇羟基作亲核取代可得卤代烃，反应如下： 该类卤化试剂活性比卤化氢大，且活性PX5PX3。与卤化氢相比，该类试剂具有重排副反应少、收率高等优点，尤其在吡啶等有机碱存在下，效果更好。