文档介绍：卤代烷烃的反应
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1. 取代反应
亲核取代反应(nucleophilic substitution reaction)
带有负电荷或未共用电子对的试剂称为亲核试剂
由亲核试——制备 卤代烷在绝对乙醚（又称干醚，不含乙醇和水）中，与金属镁反应生成烷基卤化镁。产物溶于乙醚，不分离即可用于各种有机合成。
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卤代烃的活性次序
碘代烷＞溴代烷＞氯代烷
用活性较小的卤代烃（氯乙烯、氯苯）制备时，用四氢呋喃（THF）作溶剂，以提高反应温度：
制备格氏试剂以醚作溶剂的原因
格利雅试剂是路易斯酸，醚是路易斯碱，形成配合物使试剂溶解（格式试剂的结构至今仍未完全清楚，一般写成RMgX）：
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格氏试剂的反应
——可被空气氧化，产物水解成醇。制备时，需无醇、无水，无氧。
——格利雅试剂是一种强极性试剂，能起多种化学反应。与含活泼氢的化合物（酸、水、醇、氨）反应生成烷烃
格氏试剂应用示例
——格氏试剂能与含活泼氢的化合物定量反应。有机分析中让它与甲基碘化镁作用，由生成甲烷体积计算活泼氢含量
——格氏试剂能与二氧化碳、醛、酮、酯等多种化合物反应生成有用的化合物，在有机合成中有广泛应用
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4. 亲核取代反应机理
卤代烷的亲核取代反应有单分子和双分子取代反应两种机理。
（1）单分子亲核取代反应机理（SN1）(unimolecule nuclephilic substitution reaction)
例：叔丁基溴在碱性溶液中水解速率，仅与叔丁基溴的浓度成正比，与碱的浓度无关
 
 
机理：叔丁基溴水解分两步进行，（下面三处加个C）
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分析
——第一步速率慢，故整个反应的速率由第一步决定(瓶颈)。而第一步发生共价键变化的只有一种分子，故称之为单分子亲核取代反应，用SN1表示。
——特点
按SN1机理进行的反应是一级反应
活性中间体是碳正离子
反应过程经过T1和T2两种过渡态。中间体碳正离子是sp2杂化的平面构型。亲核试剂（OH）与碳正离子成键时，从平面两边进攻的机会均等（50%）
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（2）双分子亲核取代反应机理（SN2） (bimolecule nuclephilic substitution reaction)
例：溴甲烷碱性水解反应速率与卤代烷和碱的浓度成正比。
 
 
机理：经由一个过渡态：
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分析
——反应物（CH3Br）和亲核试剂（OH）两者都参与了反应速率的控制步骤，这种亲核取代反应称为双分子亲核取代反应，用SN2表示。
特点
——按SN2机理进行的反应是二级反应，反应过程没有中间体，但经过了一种能量较高的过渡态。反应中，伴随着旧键的断裂和新键的生成，中心碳原子以反应物的sp3杂化转变为过渡态的sp2杂化，再从过渡态的sp2杂化恢复到产物的sp3杂化。
——在SN2反应过程中，亲核试剂OH沿C—Br键的背面进攻碳原子。生成产物后，羟基处于溴的对面，甲基上的三个氢原子也完全转向到溴原子的一边。产物甲醇与反应物溴甲烷具有相反的构型，称为瓦尔登（walden）转化或瓦尔登反转。（仅当中心碳原子是手性碳原子时，才能观察出来）
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5. 影响亲核取代反应的因素
概况
亲核取代反应是按SN1还是SN2进行，要依卤代烷分子的结构、亲核试剂、离去基团的性质及溶剂性质等因素的影响而定。
（1）烷基结构的影响
影响情况
——SN1反应时，活性次序
叔卤代烷＞仲卤代烷＞伯卤代烷＞卤甲烷；
—— SN2反应时，活性次序恰相反。
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原因分析
烷基结构对SN1的影响主要考虑电子效应，对SN2的影响主要考虑空间效应。
——按SN1，中间体是碳正离子。能生成稳定碳正离子的卤代烷，进行SN1反应活性高。碳正离子稳定次序为：3ºR+>2ºR+>1ºR+>+CH3。
例：在极性较强的溶剂（甲酸溶液）叔丁基溴按SN1水解的速率是溴甲烷按SN1的108倍。
——按SN2，亲核试剂从离去基团的背面进攻碳原子，烷基结构如对亲核试剂的接近起阻碍作用，反应速率变慢。（电子效应也如此：甲基的供电使碳正离子电子云密度增大）故卤代烷SN2反应的活性次序：卤甲烷＞伯卤代烷＞仲卤代烷＞叔卤代烷。
例：在极性较弱的溶剂（丙酮