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2025年5月16号周例会分享《卤化反应》

卤化反应概述

一、卤化反应定义

· 定义:在有机化合物分子中建立碳 - 卤键的反应。

· 分类:根据引入卤原子的不同,可细分为氟化反应、氯化反应、溴化反应、碘化反应。

二、卤化反应目的

1. 制备具有不同生理活性的含卤素的有机药物;

2. 在官能团转化中,卤化物常作为重要的药物中间体;

3. 分子中引入卤素基团作为保护基、阻断基等,以提高合成反应中化学或区域选择性。

三、卤化反应机理

(一)电子反应机理

1. 亲电反应

· 

i)亲电加成反应
大多数不饱和烃的卤加成反应(包括卤素对不饱和烃的加成、次卤酸及次卤酸酯对烯烃的加成、N - 卤代酰胺对烯烃的加成、卤化氢对烯烃的加成)均属于亲电加成反应机理,卤化剂可简单理解为提供卤素正离子的试剂。

· 

· 过渡态类型
① 桥型卤正离子和离子对两种过渡态


② 三分子协同亲电加成

· 

ii)亲电取代反应
① 芳烃的卤取代反应


② 羰基 α 位的卤取代反应

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· 酸催化机理

③ 炔烃的卤取代反应

(2)亲核反应:亲核取代反应(SN1或SN2)

醇羟基的卤置换反应、羧羟基的卤置换反应、卤化物的卤 素交换反应和磺酸酯的卤置换反应等属于亲核取代反应机 理。

其亲核取代反应历程主要有单分子亲核取代反应(SN1) 和双分子亲核取代反应(SN2)等,其中卤化剂均可简单 理解为提供卤素负离子的试剂。


二、自由基反应机理

(一)自由基加成

1. 反应特点

某些卤化氢或卤素对不饱和烃的加成反应属于自由基加成机理,在加热、光照(可见光或紫外光)或自由基引发剂条件下发生,属于链反应历程,分为链引发、链增长和链终止三个阶段。

2. 反应过程

引发生成的卤素自由基对不饱和链的一个碳原子进攻,生成 C-X 键和碳自由基,后者与卤化剂 Q-X 反应,最终生成卤加成产物。

 

(二)自由基取代

1. 反应类型

脂肪烃的卤取代反应(特别是烯丙位和苄位碳原子上的卤取代反应)、羧酸的脱羧卤置换反应和芳香重氮盐的卤置换反应等属于自由基取代反应机理,同样分为链引发、链增长和链终止三个阶段。

2. 反应过程

与自由基加成不同,卤化剂引发生成的 Q 自由基向脂肪烃 C-H 键夺取氢自由基,生成 Q-H 和新的碳自由基,后者与卤化剂 Q-X 中的 X 自由基结合成卤取代产物。

3. 反应图示



 

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