化妆品化学:卤代烃的分类、异构和命名

学习指南
卤代烃是分子中含有卤素原子(—X)的一类有机化合物。
C—X键是极性较强的共价键,因此卤代烃的化学性质比较活泼。卤代烃的化学反应主要发生在卤原子及受卤原子影响的尽氢原子上。本章将重点介绍卤代烃的取代反应、消除反应、与金属镁的反应以及这些反应的实际应用。
学习本章内容应在了解卤代烃结构特点的基础上做到:
1.了解卤代烃的分类和异构现象,掌握其命名方法;
2.了解卤代烷的物理性质及其变化规律;
3.掌握卤代烃的化学反应及其应用,掌握卤代烃的鉴别方法;
4.了解重要卤代烃的工业制法、工艺条件及其在生产、生活中的实际应用。
烃分子中的氢原子被卤原子取代后生成的产物叫做卤代烃。常用通式R—X表示,其中卤原子是卤代烃的官能团。
在卤代烃中,由于氟代烃的制法和性质比较特殊,碘代烃的制备费用比较昂贵,因此常见的卤代烃是氯代烃和溴代烃。本章主要讨论氯代烃和溴代烃。
卤代烃的分类、异构和命名
一、卤代烃的分类与异构
1.卤代烃的分类
根据卤代烃分子中的烃基结构不同,可将其分为饱和卤代烃(即卤代烷)、不饱和卤代烃(主要指卤代烯烃)和芳香族卤代烃(即卤代芳烃)。例如:
              溴乙烷                  氯乙烯                    氯苯
          (饱和卤代烃)          (不饱和卤代烃)        (芳香族卤代烃) 
根据分子中所含卤原子的数目不同,可分为一卤代烃、二卤代烃和三卤代烃等,二元以上的卤代烃统称为多卤代烃。例如:
              一氯甲烷                二氯甲烷               
            (一卤代烃)          (二“多”卤代烃)      (三“多”卤代烃) 
根据与卤原子直接相连的碳原子类型不同,又分为伯卤代烃、仲卤代烃和叔卤代烃。例如:
3AS4-12
              1—氯丙烷              2—氯丙烷            2—甲基—2—氯丙烷
            (伯卤代烃)            (仲卤代烃)              (叔卤代烃)
2.卤代烃的同分异构
烷烃分子中的氢原子被卤原子取代后生成的产物叫做卤代烷。这里只讨论卤代烷的同分异构现象。
碳原子数相同的卤代烷,可因碳链构造和卤原子位置不同而产生异构体。例如分子中含有四个碳原子的一氯代烷,具有下列四种异构体:
其中:(1)和(2),(3)和(4)为位置异构;(1)和(3),(2)和(4)为碳链异构。
二、卤代烃的命名脚踩垃圾桶
1.习惯命名法
习惯命名法是在烃基名称的后面加上卤原子的名称,叫做”某基卤”。例如:
            正丁基氯                    仲丁基氯                  异丁基氯
            叔丁基氯                    烯丙基溴            苯甲基氯(芐基氯)
习惯命名法只适用于烃基结构较为简单的卤代烃。
2.系统命名法
卤代烷的系统命名原则和步骤如下。
①选主链
选取含有卤原子的最长碳链作主链,卤原子作为取代基;
②编号
从靠近支链一端开始给主链上的碳原子编号;
③写名称
根据主链所含碳原子的数目称”某烷”,将取代基的位次、名称写在母体名称”某烷”之前。取代基的顺序是先烷基后卤素,不同卤素原子按氟、氯、溴、碘的顺序排列。例如:
          2—溴丁烷            3—甲基—1—氯戊烷          3—氯—4—溴己烷
不饱和卤代烃的命名,应选取既含卤原子又含不饱和键的最长碳链作主链,编号时应使不饱和键的位次最小。例如:
                    3—溴丙烯                  2—甲基—4—氯—1—丁烯
卤代芳烃的命名是以芳烃为母体,卤原子作为取代基。例如:
              氯苯                  2—氯甲苯            2,4—二溴甲苯水处理控制器
如果卤原子连在苯环的侧链上,命名时则以烷烃为母体,卤原子和苯环作为取代基。例如:
                  苯—氯甲苯                3—基本—1—氯丁烷
思考与练习
7—1试分析卤代烯烃产生同分异构现象的原因
7—2用系统命名法给下列化合物命名
7—3写出下列各化合物的构造式
(1)2—甲基—2—氯丁烷        (2)异丙基氯
(3)2—甲基—3—氯—1—戊烯    (4)对氯叔丁苯
第二节 卤代烷的性质
一、卤代烷的物理性质
1.物态
在常温常压下,氯甲烷、溴甲烷和氯乙烷为气体,其他的一卤代烷均为液体。
2.沸点
卤代烷的沸点随相对分子质量的增加而升高。由于分子具有极性,所以卤代烷的沸点比相应的烷烃高。烃基相同的卤代烷,其沸点顺序为:RI>RBr>RCl。在同分异构体中,直链卤代烷的沸点最高,支链越多,沸点越低。
3.密度
一氯代烷的相对密度小于1,比水轻。一溴代烷和一碘代烷的相对密度大于1,比水重。在
同系列中,卤代烷的相对密度随着相对分子质量的增加而减小。这是由于卤原子在分子中质量分数逐渐减小的缘故。
4.溶解性
卤代烷不溶于水,可溶于醇、醚、烃等有机溶剂。有些卤代烷(如氯仿和四氯化碳)本身就是优良的有机溶剂。多卤代烷可用作干洗剂。
5.气味与颜
一卤代烷具有令人不愉快的气味,其蒸气有毒,应避免吸人体内。纯净的卤代烷是无的。但碘代烷由于不稳定.见光易分解产生游离碘,所以久置后的碘烷常带有红棕。因此贮存碘烷时,需用棕瓶盛装。
卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿火焰,这是鉴定卤原子的简便方法。
一些常见卤代烷的物理常数见表7—1
表7—1 卤代烷的物理常数
生命晶石
烷基名称
(或卤烷名称)
氯化物
溴化物
碘化物
沸点 /℃
相对密度(
沸点 /℃
相对密度(
沸点 /℃
相对密度(
甲基
—24.2
0.916
3.5
1.676
42.4
2.279
乙基
12.3
0.898
38.4
1.460
72.3
1.936
正丙基
46.6
0.891
714.0
1.354
102.5
1.749
异丙基
35.7
0.862
59.4
1.314
89.5
10703
正丁基
78.5
0.886
101.6
1.276
130.5
1.615
仲丁基
63.3
0.873
91.2
1.259
120
1.592
异丁基
68.9
0.875
91.5
1.261
120.4
1.605
叔丁基
52
0.842
73.3
1.221
100
1.545
二卤甲烷
40.0
1.335
自动牙刷97
2.492
181
3.325
1,2—二卤乙烷
83.5
1.256
131
2.180
分解
2.13
三卤甲烷
61.2
1.492
149.5
2.890
升华
4.008
四卤甲烷
76.8
1.594
189.5
快门3d3.27
升华
4.50
二、卤代烷的化学性质

本文发布于:2024-09-22 09:45:00,感谢您对本站的认可!

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