鹵代反應

鹵代反應

正文

鹵素取代烴基上的氫原子或羥基等官能團的反應。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，反應的最終產物是碳和氟化氫。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，甲烷氯代時得到的產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。碳鏈較長的烷烴氯化時，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，例如：

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，但反應難易差別甚大。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：醛和酮在鹼的催化下,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、醯氯和酸酐等的α氫原子也可被鹵素取代,生成相應的鹵代物。
鹵素對羥基的取代　醇與鹵代氫反應時，醇的羥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：三級羥基＞二級羥基＞一級羥基；HI＞HBr＞HCl＞HF。
三鹵代磷PX3(X＝Cl、Br、I)。五鹵化磷PX5（X＝Cl、Br）和氯化亞碸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。這是實驗室中製備有關鹵代物的重要方法：

3ROH+PCl3─→3RCl+P(OH)3

鹵素的相互取代　這類反應主要用於製備難以用直接鹵代反應製備的氟化物和碘化物：

配圖

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