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1、 掌握卤化反应总的知识结构 1 熟悉典型大类反应的机理 2 熟悉各反应的条件、影响因素、主产物 3 l反应应机理：亲电亲电 加成 卤正离子向 键进 攻进攻，形成 三元环卤正离子或开放式碳正离子 的过渡态； 卤负 离子从环状卤正离子的背面 向碳原子做亲核进攻，主要得到对 向（anti）加成产物（反式加成）。 1 l影响因素： p碳正离子进攻的选择 卤负 离子究竟从三元环背面进攻哪一个碳原子，取决于形成碳正离子的稳定性。连有烷 基 、烷氧基、苯基等给电 子基团的烯键碳原子是卤负 离子优先进攻的位置。 1 p加成反应难 易 从双键取代基角度来看，总的规律是增加双/叁键电 子云密度的，提高反应速率；
2、从卤素的角度来看，氟太快碘太慢，氯、溴刚好； p对向加成比例 碳正离子越稳定，环状卤桥 正离子的比重 越低，对向加成相对越低； 溴的极化能力比氯强，更容易形成环状卤桥 正离子，对向加成更多； 无位阻时，环状卤桥 上下朝向概率相 同，加成产生外消旋体混合产物。有 位阻时，依位阻来确定三元环朝向； 1 l次要反应机理：自由基加成 需要光或过氧化物等自由基引发剂 催化。光卤加成反应特别适用于双键上具有吸电子基 的烯烃 、芳环。 1 l反应机理： 实际 上是自身酸根负离子替代了 卤素负离子完成对环 状卤桥 正离 子的进攻，最终完成加成。 p应用特点 可制造五六元环状内酯，进一步还可还原为半缩醛 。 2
3、 l反应机理：与卤素加成类似 l反应条件 次卤酸很不稳定，需现制现用。可用 氯气或溴与中性或含汞盐的碱性水溶 液反应而得到。 次卤酸酯与次卤酸类似，可在非水条件下得到-卤醇衍生物。 3 l反应机理： N-卤代酰胺只提供卤正离子，环状卤桥 正离子需要靠溶剂去进攻以完成加成。 p应用特点 常见的N-卤代酰胺 与DMF反应 4 与DMSO反应 -溴醇 意义不大 -溴酮 意义特别 4 l反应机理： 离子对过对过 渡态态 简单 而言，即是氢离子与卤负 离子 组队 ，先后进攻双键完成加成，得 到符合马氏规则 的同向加成产物； 三分子协协同 即一个卤化氢的氢与另一卤化氢的卤 同时进 攻双键，三分子协同完成加
4、成 。由于位阻，反应得到符合马氏规则 的对向加成产物。 5 自由基加成 溴自由基（只能是溴）先进攻双 键，得到位置更稳定的自由基， 最后补氢 。得到反马氏规则 的产 物。 p三种机理的选择： 有明显自由基引发条件的选自由基。如果没有，碳正离子能通过共轭稳 定存在的选离子 对，如果不能则选 三分子协同机理。 5 l反应机理：自由基取代 主要发生在烯丙位或苄位 等活性位置。 l影响因素 由于吸电子基不利于自由基的稳定，所以它会影响反应难 易以及区域选择 性。 1 l反应机理：亲电 取代 l影响因素与反应条件 吸电子基不利于亲电 取代，需要使用更强的卤化试剂 ；不同卤素条件也不相同，常见的 强卤化条
5、件有：两分子次氯酸失水形成的次氯酸酐Cl2O、次氯酸叔丁酯t-BuOCl、酰基次 氯/溴/碘酸酐RCOOCl/ RCOOBr/ RCOOI、NBS、三氟乙酸次溴/碘酸酐CF3CO2Br/ CF3CO2I 、一氯化碘ICl等。 2 l反应机理：亲电 取代 一般来说，羰基化合物在酸（包括Lewis酸）或碱（无机或有机碱）催化下，转化为烯 醇 形式，才能和亲电 的卤化剂反应。 3 p酸催化下不对称酮的-卤代主要 发生在与推电子基相连的-碳原子 上 ，因为推电子基有利于酸催化下 烯醇的稳定。 也因为此，同一个-碳原子上引入 第二个卤原子相对困难。 p碱催化下， -卤代容易在与吸电子基相连的-碳原子上进
6、行，反应进 行到位彻底卤代为 止。 3 l反应条件： p针对 ，-不饱和酮，为避免，- 加成反应，引入了选择 性卤化试剂 ，如 p针对醛 ，醛基氢原子也能被取代，还能发生其他副反应。经典的做法是先形成烯醇醋酸 酯，再卤代、水解。 3 p针对羧 酸，由于羧基氢活性弱，一般需要先转化为酰氯 或酸酐，再卤代。 还可以使羧酸在催化量的三卤化磷或红磷的存在下与卤素直接反应 。 3 p针对 不对称酮的选择 性卤化 利用烯醇硅烷醚 的高活性，控制反应条件以实现热 力学/动力学控制，达到卤代反应的区 域选择 性。所谓热 力学/动力学控制，即是反应分别由结果或过程主导，进而生成不同主 产物的现象。 3 烯胺也能
7、实现选择 性反应， 由于空间位阻的原因，双键 主要在取代基较少的一侧， 这一点弥补了单纯 依靠碱性 在同样的位点无法获得单卤 取代的问题 。 HCA：六氯代丙酮（氯化试剂 ） 3 l卤化氢与醇的反应机理：亲核取代 活性较大的烯丙位或苄位常为单 分子亲核取代，其他醇类多为双 分子机理。 l影响因素： p可逆平衡 醇的卤取代可逆，增加原料卤化氢或移除产物水均能提高收率。 p醇的结构与卤化氢的种类 由于潜在的碳正离子稳定性驱使，苄位、烯丙位和叔羟基最活泼； 由于卤负 离子的亲核能力差异，卤化氢的活性顺序HI HBr HCl HF 1 l反应条件： pHI不宜直接使用 由于HI具有还原性，一般不直接使
8、用，而以碘化钾和（多聚）磷酸PPA代替。 p伯醇反应活性较差 反应活性差的，可以使用卢卡斯Lucas试剂进 行氯代。 1 l氯化亚砜 的反应机理： 先加成再消除HCl， 最后碳-氧键断裂，卤 离子进攻完成取代。 使用不同的溶剂，会显著影响氯代亚硫酸酯基团的离去以及氯离子的进攻方向，所以也 极大的影响着产物的空间构型，详见 教材。 由于反应完成后生成氯化氢和二氧化硫等气体，且剩余的SOCl2也能减压蒸出，所以氯化 亚砜 是很好的反应试剂 。 l反应条件： p使用吡啶或DMF等有机碱最催化剂兼缚酸剂，可显著提高产率，且不影响酸性敏感基团。 1 l卤化磷、有机磷卤化物的反应机理： 机理与氯化亚砜类
9、似，都是先加成后消除，最后带着氧原子离去，留下碳核被卤素离子 进攻。由于基本都是双分子亲核取代，产物较少重排且构型反转。 l酚的置换与醇相似，不过活性更差，需要五卤化磷或氧卤化磷以及更剧烈的条件才能反应 1 l反应机理： 质子化醚氧原子 以弱化碳-氧键，而后卤素离子进攻。 芳烷基醚可以此法卤化。 2 l反应机理： l影响因素： p羧酸结构影响卤置换活性，一般酸性越弱越容易。故脂肪酸芳香酸，供电子基取代无取 代吸电子基取代； p卤化剂，活性PCl5 PCl3 POCl3，卤化亚砜 反应效果良好。此外草酰氯 （COCl)2十分温 和，不影响分子中的其他基团、不饱和键以及高度张力的桥环 等敏感部位。
10、 3 l反应机理：自由基反应 反应要求严格无水 改良的方法是用汞盐或亚汞盐和卤素反应。 4 l反应机理：一般为双分子亲核取代 l反应条件 KF为价廉物美的置换试剂 ，而SbF3和SbF5则能选择 性的作用于同一碳原子上的多卤原子 ，而不与单卤 原子发生置换。 5 l反应机理：常规亲核取代 不同于常规卤 代，磺酸酯属于间接卤置换，它较为 安全，并且常常比直接卤代更有效。 6 l反应机理：自由基反应（略） l反应条件： 芳香重氮盐可直接与碘化钾直接生成碘苯，但氯、溴需用在氢卤 酸中用其亚铜 催化（ Sandmeyer反应）或铜粉与氢卤 酸（Gattermann反应）。 氟代芳烃无法使用Sandmeyer反应，只能用氟硼酸HBF4或氟磷酸HPF6与重氮盐生成沉淀， 再热分解（Schiemann反应）。 7
