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第1页/共50页六章节卤化反应第2页/共50页第六章 卤化反应卤化是向有机物质分子中引入卤素的化学过程。根据引入卤素的不同，卤化可分为氟化、氯化、溴化和碘化。第3页/共50页其中，氯衍生物的制备最为经济，所以氯化在工业上大量应用，是本章讨论的重点；溴化、碘化的应用较少；由于氟具有太高的活泼性，一般要用间接的方法来获得氟衍生物。卤化按其方法分，可分为加成卤化、取代卤化和置换卤化。 第4页/共50页不饱和烃的加成反应烃类的取代反应卤化反应醇、酚、醚的置换反应按反应类型分类加成反应取代反应羰基化合物的取代反应置换反应羧酸的置换反应其它官能团的置换反应第5页/共50页卤化物中的卤原子性质相当活泼，通过卤化物的转化，可制备含有其他取代基的衍生物，在染料、农药、医药、香料等有机合成中占有重要的地位。有些卤化物可直接作为精细化学品应用。卤化反应广泛使用的卤化剂是卤素（氯、溴、碘）、盐酸和氧化剂（如次氯酸钠、氯酸钠等）、金属和非金属的卤化物（FeCl3、PCl5）。其中二氯硫酰（SO2Cl2）是芳烃中引入氯原子的高活性反应试剂，二氢硫酰、氯化硫、三氯化铝相混合为高氯化剂，也有采用光气、卤胺（RNHX）、卤酰胺（RSO2NHX）等为卤化剂的。第6页/共50页如：卤化反应在药物合成中的应用 ◆ 制备药物中间体 有机化合物分子中引入卤素后，其理化性质发生一定的变化。常使有机分子具有极性或极性增加，反应活性增强，容易被其它原子或基团所置换，生成多种衍生物。卤化反应在药物合成中起着承上启下的“桥梁”作用，是合成药物及其中间体的重要反应之一。二乙基丙二酸二乙酯第7页/共50页抗菌药氯霉素抗炎镇痛药双氯芬酸抗菌药诺氟沙星抗肿瘤药氟尿嘧啶 ◆ 合成含卤素药物第8页/共50页第一节 加成卤化 加成卤化是卤素、卤化氢及其他卤化物与不饱和烃进行的加成反应。含有双键、叁键和某些芳烃等有机物常采用卤加成的方法进行卤化。 第9页/共50页一、卤素与不饱和烃的加成 在加成卤化反应中，由于氟的活泼性太高，反应剧烈且易发生副反应，因而极少应用。碘与烯烃的加成是一个可逆反应，生成的二碘化物不仅收率低，而且性质也不稳定，故很少应用。因此，在卤素与烯烃的加成反应中，只有氯和溴的加成，应用比较普遍。卤素与烯烃的加成，按反应历程的不同可分为亲电加成和自由基加成。 第10页/共50页 1. 亲电加成 在双键结构中，π键较弱，容易和亲电试剂作用发生亲电加成反应。烯烃在氯或溴的作用下，π键断裂，生成两个较强的σ键，转变为两个卤原子连接在相邻碳上的饱和化合物。第11页/共50页 卤素对双键的加成反应，一般经过两步。首先卤素向双键作亲电进攻，形成过渡态π络合物，然后在催化剂（如FeCl3）作用下，生成卤代烃。催化剂的作用是加速π络合物转化成σ络合物，并且促使Cl2与FeCl3形成Cl- Cl:FeCl3 络合物，有利于亲电进攻。第12页/共50页烯烃的反应能力取决于中间体正离子的稳定性。双键邻位具有吸电子基的烯烃，由于双键电子云密度下降使卤加成反应活泼性降低，而当邻位具有给电子基时，则反应的活泼性增加。烯烃卤加成反应活泼次序如下：第13页/共50页卤素与烯烃的亲电加成反应，一般采用的溶剂有四氯化碳、氯仿、二硫化碳、醋酸和醋酸乙酯等。 醇和水不宜作溶剂，因为它们同时可作为亲核试剂，向过渡态π络合物作亲核进攻可能会发生卤化醇或卤代醚的副反应，例如：第14页/共50页2. 自由基加成 卤素在光、热或引发剂存在下，首先产生卤自由基，然后与不饱和烃发生加成反应，其反应历程按自由基机理进行：包括引发、增长、终止。第15页/共50页二、卤化氢与不饱和烃的加成 卤化氢与不饱和烃的加成反应，可得到饱和卤代烃：卤化氢对双键的加成可分为离子型亲电加成和自由基加成两类。亲电加成的反应历程分两步进行。卤化氢与烯烃加成反应的活泼性次序是：第16页/共50页反应速度不仅取决于卤化氢的活泼性，而且还与烯烃的性质有关。烯烃上带有给电子取代基时，有利于反应的进行；当烯烃上带有强吸电子基如—COOH、—CN、—CF3、—N(CH3)3+时，烯烃的π电子云向取代基方向转移，卤代氢的加成方向正好与马尔科夫尼柯夫规则相反。第17页/共50页卤化烃与不饱和烃亲电加成反应的实例有氯化氢和乙炔加成生产氯乙烯，乙烯和氯化氢和溴化氢加成生成氯乙烷或溴乙烷。在光和引发剂的催化下，溴化氢和烯烃的加成属于自由基加成反应。在该反应中卤化氢的定位规则属于反马尔科夫尼柯夫规则。第18页/共50页三、其它卤化物与不饱和烃的加成 除卤素、卤化氢外，次卤酸、N—卤代酰胺和卤代烷等也是不饱和烃加成反应常用的卤化剂。不饱和烃与这三种卤化物的加成反应均属于离子型亲电加成反应，质子酸和路易斯酸均能加快反应速度。第19页/共50页1. 次氯酸加成 典型的例