有机化学卤化反应.ppt

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1、2023-4-18第一章 卤化反应2023-4-18 定义：定义：有机化合物分子中引入卤素原子有机化合物分子中引入卤素原子(X)(X)的反应称卤化的反应称卤化 反应。反应。 用途：用途：制备特定活性化合物制备特定活性化合物 制备制备官能团转化的中间体官能团转化的中间体 引入引入卤素原子作为保护基、阻断基等卤素原子作为保护基、阻断基等 2023-4-18HNNHOOF5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶NEtCOOHONHNF诺氟沙星诺氟沙星2023-4-18NCHCH2CH2NMe2BrOCOC4H9IIOCH2CH2NC2H5C2H5溴苯那敏溴苯那敏胺碘酮胺碘酮2023-4-18OCH3COOHOCH2IC

2、OOHOCH2OCCH3COOHI2/CaOCH3OH/CaCl2OCH3COOKDMF制备药物中间体制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松糖皮质激素醋酸可的松2023-4-18反应类型反应类型:n亲电加成亲电加成n亲电取代亲电取代n亲核取代亲核取代n自由基反应自由基反应n不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应n卤取代反应卤取代反应n卤置换反应卤置换反应n卤化反应中的重排卤化反应中的重排2023-4-18第一节第一节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应n和卤素的加成反应和卤素的加成反应n和次卤酸和次卤酸( (酯酯) )的加成反应的加成反应n和和N-N-卤代酰胺的加成反应卤代酰胺的加成反应

3、n和卤化氢的加成反应和卤化氢的加成反应n和硼烷的加成反应及卤解和硼烷的加成反应及卤解2023-4-18CCX2CCXXX2=Cl2, Br2CH3CH=CH2CH3CHBrCH3CH3CH2CH2Br无 过 氧 化 物过 氧 化 物Markovnikov加 成反Markovnikov加 成CCX2CCOH X+H2OHXX2=Cl2, Br2+2023-4-181. 与卤素的加成与卤素的加成CCCCXXX22023-4-18c c c c c c +R1R2R3R4R1R2R4R3R3R4R2R1反 向+-R1R2R4R3R3R4R2R1正 向+- c c c c-机机 理理 :2023-4-

4、18CH3HCH3H+Br2BrCH3HCH3H+ Br(a)(b)(a)(b)CH3HCH3HBrBrCH3HCH3HBrBrCH3HBrBrHCH3CH3BrHHBrCH3立体化学问题立体化学问题2023-4-18Cl2ClHHClClHHCl+Br2BrHHBrBrHBrH+与Cl2加成产物同向加成,因为Cl不易形成桥环MeHOMeBrBrHOMeClClHOBr2Cl22023-4-18多个亲核基团共存体系：多个亲核基团共存体系：C CH3CHHC2H5H3CHHC2H5H3CHHC2H5C CC CClClClOAc+AcOH/LiClCl2HIHOAcI2/AcOAg2023-4-

5、18LiCl添加+ CH3CH CH C2H5ClOCOCH3CH3CH CH C2H5OCOCH3ClCH3CH CH C2H5ClClCl2/CH3CO2H25。C CH3CHC2H5H+33%*21%*13%*8%*52%*69%*2023-4-18I2/AcOAg/Et2O80%OAcIHH2023-4-18CCArHCH3HBr2CCArHCH3HBrCCArHCH3HBrBrCH2=CH2 (CH3)2C=CH2 HOOCCHCHCOOH比较下面六个化合物的活性(CH3)2C=C(CH3)2 CH3CH=CH2 CH2=CHCN2023-4-18C-CH3CphC-CH3CphCC

6、phC-CH2OHCBrBrClClCH3Br2LiBrCl2CCIHCH2OHII2卤素对炔加成卤素对炔加成- -得反式二卤烯烃得反式二卤烯烃2023-4-182. 和次卤酸和次卤酸(酯酯)的加成的加成H2OXOHR1R2R3R4XOHR1R2R3R4XOHR1R2R3R4OHX2023-4-18Ar-CH CH2COClHClO水 中(有机 溶剂 中)AcOH收 率 较 低Ar-CH-CH2 70%Ar-CH - CH2OH -Cl+ClOHOHCl1520HgCl2/Cl2/NaOH/H2O2023-4-18CHCH2ClHO,15min25。仲仲C-H伯伯C-H(C.稳定性稳定性)hC

7、l2/CH2Cl2Cl降冰片烷降冰片烷外向型外向型(exo)7095%2023-4-182. 苄位、烯丙位的卤取代苄位、烯丙位的卤取代X+NOO或自由基 引发剂hNOOXX或其他引发剂X2h2023-4-18NHOO或HX+C C CNOO或C C CHX+2023-4-18C C CX+ X2NXOO或C C CX或NOO+2023-4-18CH3CH32molBr2/h125。, 2hCH2BrCH2Br2023-4-18CHBr2CHBr2。140160 ,610hCH3CH3hBr2/4mol2023-4-18CH3CH3CHBr2CHBr2CHOCHO4Br2/光水解Ar-CH3Ar

8、-CBr3Ar-COOH3Br2水 解合 成 芳 醛合 成 脂 肪 族 羧 酸2023-4-183. 芳环卤取代芳环卤取代+ E+E慢-络 合 物HEE+ H+-络 合 物快2023-4-18ArHBr22ArBrI2I2Br+H + Br3ArHBr2ArBr+H +(Lewis酸催化：酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等等)2023-4-18OHBrBrBrBr2OHH2OH3CH3CBr2/I2(Fe)0。-5H3CH3CCH3BrCH32023-4-18NH2NH2BrNBS/DMFr.t.24hOHCH3OHCH3BrNBS/DMFr.t.24h93%89%2023-4-

9、18NO2NO2ClCl2O/(CF3SO2)2O0。/POCl397%2023-4-18CH3NO2COOHNNNOBrBrOHONNNOBrHOHOCH3NO2COOHBr浓 H2SO4+NNBr2/H2SO4Br2023-4-18NHCO2CH3Br2/HOAcr.t(黑暗)NHCO2CH3Br+NHCO2CH3Br23%56%2023-4-18第三节第三节 羰基化合物的羰基化合物的卤取代反应卤取代反应n醛、酮的醛、酮的 - -卤取代反应卤取代反应n烯醇酯、烯胺醚的烯醇酯、烯胺醚的 卤取代反应卤取代反应n羧酸衍生物的羧酸衍生物的 - -卤取代卤取代2023-4-18n1. 1. 醛、酮的

10、醛、酮的 - -卤取代反应卤取代反应酸催化机理( -HX )XX(-BH )快CCXOX2CCOHB:B:CCHOH慢快HCCHO2023-4-18n碱催化机理碱催化机理( -X )(-H2O)OHX XC COC CO慢OH快C CXOX2C CH O2023-4-18酮的酮的 卤取代反应卤取代反应O2NC-CH3OO2NC-CH2BrOHBrBr2+氯霉素的制备OCH3OCH3ClSO2Cl2SOOClClSOClCl二 氯 硫 酰氯 化 亚 砜2023-4-18COCH3BrCOAlCl3CH3。80852.5molCOCH3Br2/ AlCl37075%2023-4-18CH3COCH

11、2CH2CH3Br2/KClO3/H2O/6h4045。hCH3CO CH CH2CH3BrCH2CO CH2CH2CH3Br+53%32%2023-4-18SO2Cl2/CCl4r.t.,2hOCH3ClCH3O8385%2023-4-18CH3CH2COCH3CH3CH COCH2BrBr苄醇苄醇叔醇叔醇仲醇仲醇伯醇伯醇HX活性：活性：HIHBrHClHFH2O+RX+ HXROH2023-4-18X-+ROH2+XROH2XR+H2OSN2：伯伯 醇醇过渡态过渡态高活性叔醇、苄醇可用浓高活性叔醇、苄醇可用浓盐酸盐酸或或HClHCl反应反应CC H3C lC H3C H3HC lCC H3

12、OHC H3C H32023-4-18伯醇常用伯醇常用Lucas试剂试剂(浓浓HCl+ZnCl2反应反应)CH3(CH2)2CH2ClZnCl2浓HClCH3(CH2)2CH2OH2023-4-18亲核取代机理亲核取代机理SN1：快X-+慢ROH2+快+RXR+H2OR+X-ROH2+HXROH形成形成R+离子，叔醇、苄醇、烯丙醇为离子，叔醇、苄醇、烯丙醇为SN12023-4-18HBrCH3-CH=CH-CH2OHCH3CH=CH-CH2BrCH3-CH-CH=CH2Br+2023-4-18COHSOCl2C OSOClOOSNiOOCOSOClCCl构 型 保 持SN2COSOClC构 型

13、 反 转Py HClClCl-SO2CC外 消 旋无 溶 剂ClClSN1反与氯化亚砜的应反与氯化亚砜的应2023-4-18R-OHPX3R OPXXR-XH PXXOH X+CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2ClPCl3PCl3(C3H7O)3P 亚 磷 三 丙 酯N与卤代磷反应与卤代磷反应2023-4-18与其它卤化剂与其它卤化剂N-ClCH3-S-CH3选择性的卤化苄位与烯丙位选择性的卤化苄位与烯丙位-OHAr-C-CH2CH2OHOHNCS CH3SCH3Ar-C-CH2CH2OHClNCS CH3SCH3HOOHClOHNCS CH3SCH3H3CHCH2OHHOH2CH2CH

14、3CHCH2ClHOH2CH2C2023-4-182. 酚的卤置换酚的卤置换 酚羟基活性小，必须用酚羟基活性小，必须用PCl5, POCl3, 而不用而不用HX, SOCl2NCH3OHPOCl3, 0.5hrNCH3ClOHPh3PBr2CH3CNBr2023-4-183. 醚的卤置换醚的卤置换+ROHRXHXR O RHX：HI, HBr, KI/H3PO4eg:ICH2CH2CH2CH2IKI/H3PO4/P2O5O, 3hr1,4-二碘丁烷二碘丁烷2023-4-18R C OHOR CXO卤化剂卤化剂：卤化剂：PX3, PX5, POX3,SOX2活性：脂肪羧酸活性：脂肪羧酸芳香羧酸芳

15、香羧酸 芳香羧酸：推电子取代基芳香羧酸：推电子取代基无取代无取代 吸电子取代基吸电子取代基第五节第五节 羧酸的羧酸的卤置换反应卤置换反应2023-4-18PCl5活性大，适用于吸电子基芳酸活性大，适用于吸电子基芳酸PBr3/PCl3活性较小，一般用于脂肪羧酸活性较小，一般用于脂肪羧酸O2NCOCl, 0.5hrPCl5O2NCOOHCOBrPBr3COOH2023-4-18SOCl2是由羧酸制备酰氯常用试剂是由羧酸制备酰氯常用试剂对双键、羰基、烷氧基、酯基影响很少对双键、羰基、烷氧基、酯基影响很少RCOOHSOCl2+RCOClSO2HCl+2023-4-18草酰氯草酰氯(COCl)2用于结构

16、中有对酸敏感的官能团或结构的用于结构中有对酸敏感的官能团或结构的羰酸。羰酸。OOHCO2K(COCl)2PhH r.tOOHCOClOAcCO2HClC C Cl/PhHO Or.t, 12hOAcCOCl2023-4-18PhCH CH CO2HSOCl2PhCH CH COCl, 60minCH2CO2HCH2CO2MeCH2CO2ClCH2CO2Me3040。, 3h(93%)SOCl22023-4-18Hunsdriecker(汉斯狄克汉斯狄克)反应反应 羧酸银盐和溴或碘反应，脱去羧酸银盐和溴或碘反应，脱去COCO2 2，生成比原反应物少一个生成比原反应物少一个C C的卤代烃。的卤代烃。( X=Br, I )+CO2AgXRX+X2RCO2AgR-COOH+Pb(OAc)4 +LiClR-Cl(LTA)2023-4-18O2NCOOAgBr2/CCl4, 3hr, 0.5hrBr2/HgO/CCl4O2NBrClCOOHClBr必须严格无水必须严格无水2023-4-18n卤化物的卤置换卤化物的卤置换n芳香重氮盐的卤置换芳香重氮盐的卤置换第六节第六节 其他官能团化合物的其他官能团