鹵代烴（食品化學(xué)課件）

食品基礎(chǔ)化學(xué)

認(rèn)識(shí)鹵代烴烴分子中一個(gè)或幾個(gè)氫原子被鹵素原子取代后的化合物，稱為烴的鹵素衍生物或鹵代烴。一般用R—X表示。X表示鹵素原子(F、C1、Br、I)，是其官能團(tuán)。氟代烴的制備和化學(xué)性質(zhì)特殊，而溴、碘價(jià)格較貴，在工業(yè)上最重要的、大規(guī)模生產(chǎn)的是氯代烴。但由于C—Br鍵的活性大于C—Cl鍵，為了使反應(yīng)較易進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)室搞研究時(shí)常用溴代烴來(lái)合成有機(jī)化合物。鹵代烴的定義鹵代烴的故事-哈伯與化學(xué)武器在化學(xué)發(fā)展史上，有一位化學(xué)家，雖早已長(zhǎng)眠地下，卻曾給世入留下過(guò)關(guān)于他的功過(guò)是非的激烈爭(zhēng)論。他就是本世紀(jì)初世界聞名的德國(guó)物理化學(xué)家、合成氨的發(fā)明者弗里茨?哈伯（FritzHaber）。一次大戰(zhàn)爆發(fā)后德皇為了征服歐洲，要哈伯全力為他研制最新式的化學(xué)武器，哈伯又兼任了化學(xué)兵工廠廠長(zhǎng)，首先研制出軍用毒氣氯氣罐。哈伯的化工廠里除了氯氣之外，還生產(chǎn)了大量號(hào)稱“毒氣之王”的氣體——芥子氣。芥子氣化學(xué)名稱為二氯二乙硫醚，化學(xué)式S（CH2）4Cl2，常溫下為無(wú)色或黃色的油狀液體或固體，能揮發(fā)有大蒜，洋蔥的氣味。芥子氣被人體吸收后能破壞人體DNA，RNA以及酶等蛋白質(zhì)，使細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)被破壞，造成細(xì)胞死亡，同時(shí)破壞人體電解質(zhì)平衡。芥子氣毒性極強(qiáng)，0.2mg/L的濃度就會(huì)對(duì)人體造成傷害，因此在毒氣彈中只需加入少許即可起殺傷作用。鹵代烴的故事-哈伯與化學(xué)武器

鹵代烴的分類和命名鹵代烴的分類(ClassificationofHalohydrocarbon)R結(jié)構(gòu)—飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴（鹵代烯烴、鹵代炔烴、鹵代芳烴）。飽和鹵代烴根據(jù)鹵素原子所連碳原子級(jí)數(shù)的不同分類：伯鹵代烴，仲鹵代烴，叔鹵代烴一、鹵代烴的分類不飽和鹵代烴——鹵代烯（炔）烴和鹵代芳烴一、鹵代烴的分類一、鹵代烴的分類X種類——氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴CH2ClCHClCH2Cl

（1，2，3-三氯丙烷）CHCl3（氯仿）CCl4（四氯化碳）——氯代烴CHBr3（溴仿）——溴代烴CHI3（碘仿）——碘代烴一、鹵代烴的分類多元鹵代烴（多元甲基鹵代物、全氟鹵代烴等）

CH2ClCHClCH2Cl（1，2，3-三氯丙烷）CHCl3（氯仿）,CHBr3（溴仿）,CHI3（碘仿）,CCl4（四氯化碳）

一元鹵代烴（伯、仲、叔鹵代烴）

CH3CH2Cl(氯乙烷），CH3CHClCH3(2-氯丙烷），

(CH3)3CBr（叔丁基溴）

二元鹵代烴

CH2ClCH2Cl（1,2-二氯乙烷),CH2I2（二碘甲烷）X數(shù)目——一鹵、二鹵、多鹵代烴二、鹵代烴的命名簡(jiǎn)單鹵代烷烴命名—“某基”鹵,“鹵”某烷(普通命名法)

或俗名CH3Cl甲基氯（氯甲烷）C2H5Br乙基溴（溴乙烷）CH3CH2CH2CH2Br正丁基溴（溴代正丁烷，1-溴丁烷）異丁基氯（氯代異丁烷，2-甲基-1-氯丙烷）異丙基碘（碘代異丙烷，2-碘丙烷）CHCl3

氯仿（三氯甲烷）CHI3

碘仿（三碘甲烷）

叔丁基氯（氯代叔丁烷，2-甲基-2-氯丙烷）仲丁基溴（溴代仲丁烷，2-溴丁烷）二、鹵代烴的命名復(fù)雜鹵代烷烴的命名—系統(tǒng)命名法（與烷烴命名相仿）（1）選擇主鏈——選最長(zhǎng)連續(xù)碳鏈為主鏈，根據(jù)碳原子數(shù)命名為“某烷”；(注:不是含鹵原子最長(zhǎng)碳鏈)（2）碳原子編號(hào)——采用最低次序原則（即從最靠近取代基一端開始編號(hào)，依次標(biāo)上1，2，3等數(shù)字），取代基寫在“某烷”之前，并以半字線連接；

（3）命名——主鏈上的鹵原子或取代基按次序規(guī)則順序排序，并以較優(yōu)基團(tuán)列在后（一般鹵素為較優(yōu)基團(tuán)，應(yīng)寫在后面）。鹵素的次序是：氟、氯、溴、碘。二、鹵代烴的命名二、鹵代烴的命名3-甲基-4-氯甲基庚烷鹵代烯(炔)烴命名時(shí)，以烯(炔)烴為母體，以雙(叁)鍵位次最小進(jìn)行編號(hào)，其余同烯炔命名3-甲基-4-氯-1-丁烯4-溴-2-戊炔2-乙基-4-氯-1-丁烯二、鹵代烴的命名二、鹵代烴的命名鹵化芐或芐基鹵（X=Cl,Br,I）鹵代芳烴命名——見芳烴系統(tǒng)命名方法1-異丙基-3-氯-5-溴苯（3-氯-5-溴異丙苯）鄰溴甲苯(或2-溴甲苯）（1-甲基-2-溴苯）二、鹵代烴的命名2-甲基-4-氯-戊烷2-甲基-5-氯-2-溴已烷2-溴-1-已烯-4-炔(Z)-1-溴-1-丙烯順-1-溴-1-丙烯隨堂練習(xí)三、鹵代烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象（一）飽和鹵代烷的同分異構(gòu)現(xiàn)象由于鹵代烷的碳鏈和鹵素原子的位置不同都能引起同分異構(gòu)現(xiàn)象，故其異構(gòu)體的數(shù)目比相應(yīng)的烷烴要多。例如丁烷有正丁烷和異丁烷兩種異構(gòu)體，而一氯丁烷(C4H9Cl)有下列四種同分異構(gòu)體：上述四種異構(gòu)體是分別從正丁烷及異丁烷的碳骨架變換碳原子的位置衍生出來(lái)的三、鹵代烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象（二）不飽和鹵代烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象由于不飽和鹵代烴的碳鏈不同、不飽和鍵位置不同和鹵素原子的位置不同都能引起同分異構(gòu)現(xiàn)象，故其異構(gòu)現(xiàn)象更為復(fù)雜。例如一氯丁烯(C4H7Cl)有下列八種同分異構(gòu)體：食品基礎(chǔ)化學(xué)

鹵代烴的性質(zhì)一、鹵代烴物理性質(zhì)在室溫下，只有少數(shù)低級(jí)鹵代烴是氣體，例如氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷、氯乙烯等。其它常見的鹵代烴大多是液體、無(wú)色。溴代烷和碘代烷對(duì)光較敏感，光照下能緩慢地分解出游離鹵素而分別帶棕黃色和紫色。鹵代烴不溶于水。但是，它們彼此可以相互混溶，也能溶于醇、醚、烴類等有機(jī)溶劑中。有些鹵代烴本身就是有機(jī)溶劑。多氯代烷和多氯代烯可用作干洗劑。鹵代烴的沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而升高。直鏈鹵代烴的沸點(diǎn)高于含相同碳原子數(shù)的支鏈鹵代烴。這與烷烴類似名稱構(gòu)造式熔點(diǎn)／℃沸點(diǎn)／℃相對(duì)密度(d204)氯甲烷CH3Cl－97－240.920溴甲烷CH3Br－9341.732碘甲烷CH3I－66422.279二氯甲烷CH2Cl2－96401.326三氯甲烷CHCl3－6462

1.489四氯化碳CCl4－23771.594氯乙烷C2H5Cl－139120.898溴乙烷C2H5Br－119381.461碘乙烷C2H5I－111721.9361-氯丙烷CH3CH2CH2Cl－123470.8902-氯丙烷CH3CHClCH3－117360.860氯乙烯CH2=CHCl－154－140.911氯苯－451321.107溴苯－311551.499碘苯－291891.824一、鹵代烴物理性質(zhì)二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響1、鹵代烴的用途致冷劑溶劑滅火劑鹵代烴醫(yī)用農(nóng)藥麻醉劑二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響有機(jī)分子中一個(gè)或幾個(gè)氫原子被鹵素原子取代生成的有機(jī)化合物稱為鹵代烴。鹵代烴在日常生活中隨處可見。例如：干洗劑Cl2CHCHCl2

四氯乙烷制冷劑CHClF2二氟一氯甲烷（氟利昂）滅火劑CHF3

三氟甲烷，C3H7

七氟丙烷

麻醉劑CF3CHBrCl三氟一氯一溴乙烷二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響鹵代烴的應(yīng)用：哈龍滅火劑

哈龍滅火劑以其滅火快、毒性低以及不污染和損害受災(zāi)物品等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國(guó)消防部門得到廣泛應(yīng)用。但在環(huán)境破壞中也起著主要的作用，所以衍生出新型鹵代烴滅火器，如HFC、PFC、HCFC、I-IBFC、FIC等，其中比較成熟的哈龍?zhí)娲镏饕獮槠叻?HF——227)滅火劑和三氟甲烷(HFC——23）二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響HFC——227滅火劑是由美國(guó)大湖公司開發(fā)的，特點(diǎn)是無(wú)色無(wú)味，在常溫下以液相保存，不導(dǎo)電，毒性小，對(duì)臭氧層耗損值為零；屬于清潔型滅火劑，滅火后在現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)留下痕跡；具有電絕緣性，可以撲救電氣火災(zāi)。缺點(diǎn)是HFC——227腐蝕性大，長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，且價(jià)格較高。二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響三氟甲烷（HFC—23)是無(wú)色、幾乎無(wú)味、不導(dǎo)電的氣體，無(wú)二次污染，對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用，也是一種較理想的哈龍?zhí)娲?。三氟甲烷作為滅火劑毒性很小，因此，可以說(shuō)三氟甲烷作為滅火劑是安全的，作為固定滅火系統(tǒng)可用在有人工作的場(chǎng)所。但是，三氟甲烷在滅火過(guò)程的高溫下其分解產(chǎn)物HF毒性較大。國(guó)外研究表明，縮短噴放時(shí)間和提高滅火設(shè)計(jì)濃度可抑制分解產(chǎn)物HF的生成量。三、鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)1、取代反應(yīng)1.水解伯鹵代烷與水作用生成醇的反應(yīng)俗稱鹵代烴的水解反應(yīng)。鹵代烷不溶或微溶于水，水解很慢，且是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了加速反應(yīng)并使反應(yīng)進(jìn)行到底，通常加入稀的強(qiáng)堿水溶液與鹵代烷共熱，使反應(yīng)中生成的氫鹵酸被堿中和，鹵原子被羥基取代而生成醇.例如：三、鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)2、消除反應(yīng)（去鹵化氫反應(yīng)）伯鹵代烷與強(qiáng)堿的稀水溶液(常用氫氧化鈉稀水溶液)共熱時(shí)，主要發(fā)生取代反應(yīng)生成醇。而與濃的強(qiáng)堿醇溶液(常用濃氫氧化鉀的乙醇溶液，氫氧化鈉在乙醇中的溶解度較小)共熱時(shí)，則主要發(fā)生消除反應(yīng)，消除一分子鹵化氫生成烯烴。這種從有機(jī)物分子中相鄰兩個(gè)碳上脫去鹵化氫或水等小分子，形成不飽和化合物的反