鹵代反應有哪幾種?鹵素取代烴基上的氫原子或羟基等官能團的反應較常用的鹵代反應可分為三類,我來為大家科普一下關于鹵代反應有哪幾種?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!
鹵素取代烴基上的氫原子或羟基等官能團的反應。較常用的鹵代反應可分為三類。
鹵素取代有機化合物中的氫原子
(1)烷烴鹵代反應:烷烴RH的氫原子被鹵素X2取代,生成鹵代烷:RH+X2─→RX+HX
烷烴鹵代反應的難易與鹵素的種類和氫原子在烴基上的位置有關,一般遵循下列規律:氟>氯>溴>碘;三級氫>二級氫>一級氫。烷烴鹵代反應通常是指氯代和溴代反應。氟代反應太劇烈,放出的熱量足以破壞烷烴的所有價鍵,難以控制,反應的最終産物是碳和氟化氫。與此相反,碘代反應則太難進行。
烷烴的鹵代反應是自由基反應,光、熱或自由基引發劑(如過氧化物等)是促進反應進行的必要條件。反應不易停止在一元取代階段。例如,甲烷氯代時得到的産物是各種氯代甲烷的混合物。
如果嚴格控制反應條件和原料比,例如CH4:Cl2:N2=8:1:80(體積比),400~450℃,氯化銅作催化劑,則主要得一氯甲烷。碳鍊較長的烷烴氯化時,取代反應可在分子中不同的碳原子上進行,得到各種鹵代烴。
(2)苯環鹵代反應:鹵素對苯環上的取代反應屬親電取代反應。常用的催化劑有鐵、鋁、磷及其鹵化物等。
苯環上如已有取代基,則按取代基的親電取代定位規則進行反應(見親電反應)。
(3)芳雜環鹵代反應:芳雜環上也可發生鹵代反應,但反應難易差别甚大。含有多餘π電子的芳雜環,例如噻吩、呋喃和吡咯等類化合物,比苯環更易進行反應;缺π電子的芳雜環,如吡啶等,則反應比苯環困難得多,需要在較強烈的反應條件下才能發生
(4)羰基α氫原子的鹵代反應:醛和酮在堿的催化下,α碳上的氫原子甚易被鹵素取代,生成一元或多元的鹵代物。控制鹵素用量,則可使鹵代反應停止在一元或二元取代階段。
羧酸的α氫原子的活潑性不如醛和酮,通常須用三鹵化磷催化鹵代反應。
酯、酰氯和酸酐等的α氫原子也可被鹵素取代,生成相應的鹵代物。
鹵素對羟基的取代
醇與鹵代氫反應時,醇的羟基可被鹵素取代而生成相應的鹵代物:ROH+HX─→RX+H2O
反應的難易一般遵循下列規律:三級羟基>二級羟基>一級羟基;HI>HBr>HCl>HF。
三鹵代磷PX3(X=Cl、Br、I)。五鹵化磷PX5(X=Cl、Br)和氯化亞砜等都是很強的鹵化試劑,醇與這些試劑作用可轉變為相應的鹵代物。這是實驗室中制備有關鹵代物的重要方法:3ROH+PCl3─→3RCl+P(OH)3
鹵素的相互取代
這類反應主要用于制備難以用直接鹵代反應制備的氟化物和碘化物。
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