鹵化 (Halogenation)是 ぜ 一 いち 种化工 かこう 单元过程 ,指 ゆび 的 てき 是 ぜ 將 はた 有 ゆう 机 つくえ 化合 かごう 物 ぶつ 分子 ぶんし 中 ちゅう 引入卤素原子 げんし ,最 さい 常用 じょうよう 的 てき 是 ぜ 向 むこう 烃 分子 ぶんし 中 ちゅう 引入卤素原子 げんし ,形成 けいせい “卤烃”,由 ゆかり 于卤烃相当 とう 活 かつ 泼,很容易 ようい 被 ひ 其他原子 げんし 或 ある “基 もと ”置 おけ 换,因 いん 此常用 じょうよう 于有机 つくえ 合成 ごうせい 制 せい 造 づくり 中 ちゅう 间体的 てき 过程。鹵化 也可以指無機 むき 化合 かごう 物 ぶつ (例 れい 如金屬 きんぞく )引入卤素原子 げんし 的 てき 过程。
鹵化的 てき 途 と 徑 みち 和 わ 化學 かがく 劑 ざい 量 りょう 和 わ 其化學 がく 結構 けっこう 的 てき 特性 とくせい 、有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 官能 かんのう 基 もと 或 ある 鹵化的 てき 鹵族元素 げんそ 都 と 有 ゆう 關係 かんけい 。卤素是 ぜ 氟 、氯 、溴 、碘 、砹 五 ご 种元素 げんそ 的 てき 总称,因 いん 此卤化 か 也分为氟化 か 、氯化、溴化和 わ 碘化。碘比氯和溴要贵上很多,因 いん 而化工 こう 生 せい 产中最 さい 常用 じょうよう 的 てき 是 ぜ 氯化法 ほう 和 わ 溴化法 ほう 。常用 じょうよう 的 てき 氯化剂是氯气 或 ある 氯化氢 。因 よし 为氟气氧化 か 性 せい 太 たい 强 きょう ,通常 つうじょう 会 かい 将 はた 反 はん 应物直接 ちょくせつ 氧化分解 ぶんかい ,因 いん 而氟化 か 一般 いっぱん 用 よう 相 しょう 应的氟化剂 。
鹵化的 てき 例 れい 子 こ 有 ゆう 乙 おつ 炔被 ひ 氯化氢 氯化,可 か 以生成 せいせい 氯乙烯 ,成 なり 为制造 づくり 塑料 聚氯乙 おつ 烯 的 てき 原料 げんりょう ;苯 被 ひ 氯化生成 せいせい 六 ろく 氯苯等 ひとし 。
脫 だつ 鹵反應 おう (Dehalogenation)是 ぜ 鹵化的 てき 逆 ぎゃく 反應 はんのう ,就是從 したがえ 分 ぶん 子中 こなか 移 うつり 除 じょ 鹵族元素 げんそ ,最 さい 常見 つねみ 的 てき 是 ぜ 脫 だつ 鹵化氫反應 おう [ 1] 。
有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 鹵化: 各 かく 種類 しゅるい 的 てき 反應 はんのう
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有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 鹵化有 ゆう 很多反應 はんのう 途 と 徑 みち ,包括 ほうかつ 自由 じゆう 基 もと 鹵化 、酮基鹵化 、親 しん 電子 でんし 鹵化和 わ 鹵化加 か 成 なり 反應 はんのう 。
典型 てんけい 的 てき 飽和 ほうわ 碳氫化合 かごう 物 ぶつ (烷 、環 かん 烷 )透過 とうか 自由 じゆう 基 もと 鹵化,藉由鹵族元素 げんそ 取 と 代 がわ 氫原子 げんし 。鹵化烷類在 ざい 區域 くいき 化學 かがく 上 じょう 常常 つねづね 被 ひ 決定 けってい 於相對 そうたい 可 か 使用 しよう 較弱的 てき C-H鍵 かぎ 結 ゆい 。這反應 おう 傾向 けいこう 二級和三級碳的位置,因 いん 愈 いよいよ 穩定的 てき 結構 けっこう 愈 いよいよ 會 かい 導 しるべ 致自由 じゆう 基 もと 和 わ 躍 おど 遷能階 かい 產 さん 生 せい 反應 はんのう 。自由 じゆう 基 もと 鹵化被 ひ 使用 しよう 在 ざい 工業 こうぎょう 製造 せいぞう 甲 きのえ 烷 氯化物 ぶつ 。[ 2]
CH4 + Cl2 → CH3 Cl + HCl
不 ふ 飽和 ほうわ 化合 かごう 物 ぶつ ,特別 とくべつ 是 ぜ 烯 和 わ 炔 ,行 ぎょう 加 か 成 なり 鹵化:
RCH=CHR' (烯 )+ X2 (鹵素)→ RCHX-CHXR'
RC≡CR (炔 )+ 2X2 (鹵素) → RCHX-CHXR'
烯 類 るい 的 てき 加 か 成 なり 鹵化會 かい 產 さん 生 せい 中 ちゅう 間 あいだ 產物 さんぶつ 鹵 離 はなれ 子 こ 。特別 とくべつ 地 ち ,這個中間 ちゅうかん 產物 さんぶつ 可 か 以把它分離 ぶんり 出來 でき 。
[ 3]
一 いち 个溴 鎓離子 こ 的 てき 结构
芳香 ほうこう 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 鹵化是 ぜ 親 おや 電子 でんし 的 てき 鹵化反應 はんのう :[ 4]
RC6 H5 + X2 → HX + RC6 H4 X
此鹵化 か 機 き 制 せい 受鹵族 ぞく 元素 げんそ 的 てき 影響 えいきょう ,氟 和 わ 氯 比較 ひかく 有 ゆう 親電 しんでん 的 てき 特性 とくせい 以及為 ため 比較 ひかく 強的 ごうてき 鹵化劑 ざい ,溴 跟氟 和 わ 氯 比 ひ 起 おこり 來 らい 是 ぜ 比較 ひかく 弱 じゃく 的 てき 鹵化劑 ざい ,但 ただし 碘 是 ぜ 它們當 とう 中 ちゅう 反應 はんのう 最 さい 弱 じゃく 的 てき 。此脫氫鹵化 か 的 てき 機 き 制 せい 遵循反轉 はんてん 趨勢 すうせい :碘是最 さい 容易 ようい 從 したがえ 有機物 ゆうきぶつ 中 ちゅう 移 うつり 除 じょ 而有機 き 氟化物 ぶつ 則 のり 有 ゆう 最高 さいこう 穩定度 ど 。
汉斯狄克反 はん 应 :從 したがえ 羧酸中 ちゅう 提出 ていしゅつ 短 たん 鍊鹵化物 ばけもの ,其第一個會產生銀鹽,其之後會 こうかい 和 わ 鹵族元素 げんそ 氧化:
RCO2 Ag + Br2 → RBr + CO2 + AgBr
有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 鹵化:依 よ 鹵族元素 げんそ 歸 き 類 るい
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氟和飽和 ほうわ 或 ある 不 ふ 飽和 ほうわ 的 てき 有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 反應 はんのう ,反應 はんのう 快速 かいそく ,容易 ようい 爆 ばく 炸。此反應 おう 需要 じゅよう 在 ざい 專業 せんぎょう 環境 かんきょう 下 か 進行 しんこう 。實際 じっさい 應用 おうよう 中 ちゅう ,有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 常用 じょうよう 電化 でんか 學 がく 進行 しんこう 鹵化。最近 さいきん 發現 はつげん 可用 かよう 氟化氫 在 ざい 阴极當 とう 作 さく 氟的來 らい 源 げん ,這方法 ほう 叫 さけべ 作 づく 電化 でんか 學 がく 氟化 (ECF)。除 じょ 了 りょう 用 よう 電化 でんか 學 がく 產 さん 生 せい 氟,還 かえ 有 ゆう 各種 かくしゅ 氟化試 ためし 劑 ざい 的 てき 應用 おうよう 像 ぞう 是 ぜ 二 に 氟化氙和 わ 氟化鈷 。
氯化會 かい 產 さん 生 せい 放熱 ほうねつ 反應 はんのう 。所有 しょゆう 的 てき 飽和 ほうわ 或 ある 不 ふ 飽和 ほうわ 化合 かごう 物 ぶつ 會 かい 和 わ 氯直接 ちょくせつ 產 さん 生 せい 反應 はんのう 。此組成 そせい 常 つね 需要 じゅよう 紫 むらさき 外 がい 光 こう 幫忙裂 きれ 解 かい 氯原子 げんし 。氯化在 ざい 工業 こうぎょう 上 じょう 常用 じょうよう 來 らい 製造 せいぞう 1,2 - 二 に 氯乙烷 (PVC)還 かえ 有 ゆう 當 とう 作 さく 溶劑 ようざい 的 てき 乙 おつ 烷。另一 いち 種 しゅ 是 ぜ 用 よう 氯化氫 和 わ 氧 結合 けつごう 進行 しんこう 氧氯化 か ,此效果 こうか 必直接 ちょくせつ 氯化(利用 りよう Cl2 )來 らい 的 てき 好 このみ 。
[ 2]
氧氯化 か 是 ぜ 混合 こんごう 氯化氫 和 わ 氧 (O2 )讓 ゆずる 碳氫化合 かごう 物 ぶつ 氯化,這個方法 ほうほう 工業 こうぎょう 上 じょう 很愛用 あいよう 因 いん 為 ため 氯化氫比氯便宜 べんぎ 。[ 5] 烯是最 さい 常用 じょうよう 的 てき 反應 はんのう 物 ぶつ :
CH2 =CH2 + 2 HCl + ½ O2 → ClCH2 CH2 Cl + H2 O
此反應 おう 一 いち 開始 かいし 由 よし 氯化銅 どう (CuCl2 ,一種 いっしゅ 從 したがえ 1,2-二 に 氯乙烷 產 さん 生 せい 的 てき 催化劑 ざい ),有 ゆう 時候 じこう 氯化銅 どう 會 かい 在 ざい 二氧化矽中做為助催化劑幫助產生氯化鉀 、氯化鑭 或 ある 氯化鋁 。除 じょ 了 りょう 二 に 氧化矽,也可以用礬土 、矽藻土 ど 或 ある 浮石 うきいし 作為 さくい 輔助反應 はんのう 。因 よし 為 ため 這些反應 はんのう 會 かい 放出 ほうしゅつ 高 だか 能 のう 量 りょう (238 kJ/mol) ,催化溫度 おんど 上 じょう 得 とく 受到控 ひかえ 制 せい 以免熱 ねつ 裂 きれ 解 かい 。催化對 たい 於碳氫化合 かごう 物的 ぶってき 雙 そう 鍵 かぎ 氯化扮 ふん 演 えんじ 很重要 じゅうよう 的 てき 角 かく 色 しょく ,因 いん 為 ため 氯化銅 どう 是 ぜ 其中提供 ていきょう 氯原子 げんし 雙 そう 鍵 かぎ 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ 之 の 一 いち 。反應 はんのう 式 しき 如下:
CH2 =CH2 + 2 CuCl2 → 2 CuCl + ClH2 C-CH2 Cl
氯化銅 どう 依 よ 序 じょ 會 かい 由 よし 氯化亞 あ 銅 どう 和 わ 氧反應 おう 再來 さいらい 和 わ 氯化氫 反應 はんのう 而產生 せい :
½ O2 + 2 CuCl → CuOCuCl2
2 HCl + CuOCuCl2 → 2 CuCl2 + H2 O
氧氯化 か 在 ざい 製造 せいぞう 1,2 - 二氯乙烷方面是很重要的,之 これ 後 ご 可 か 以做出 で 氯乙烯 ,其反應 おう 式 しき 如下:
ClCH2 CH2 Cl → CH2 =CHCl + HCl
2 HCl + CH2 =CH2 + ½ O2 → ClCH2 CH2 Cl + H2 O
氯化氫由以上 いじょう 步 ふ 驟循環 じゅんかん 反應 はんのう 進行 しんこう 氧氯化 か ,反應 はんのう 物 ぶつ 會 かい 自己 じこ 產 さん 生 せい 也是工業 こうぎょう 上 じょう 愛用 あいよう 氧氯化 か 而不是 ぜ 氯化的 てき 原因 げんいん 。[ 6]
溴化比 ひ 氯化還 かえ 具有 ぐゆう 選擇 せんたく 性 せい 因 いん 為 ため 反應 はんのう 放出 ほうしゅつ 的 てき 能 のう 量 りょう 比較 ひかく 少 しょう ,一般的溴化是加成Br2 到 いた 烯類上面 うわつら ,自然 しぜん 界 かい 中 ちゅう 比較 ひかく 常 つね 有 ゆう 飽和 ほうわ 碳氫化合 かごう 物 ぶつ 和 わ 芳香 ほうこう 化合 かごう 物 ぶつ 的 てき 溴化,形成 けいせい 有機 ゆうき 溴化化合 かごう 物 ぶつ 。常用 じょうよう 的 てき 催化劑 ざい 是 ぜ 溴過氧化物 ぶつ 酶 ,其是利用 りよう 溴和氧的結合 けつごう 形成 けいせい 氧化劑 ざい 。
在 ざい 三 さん 氯乙烯中進行 しんこう 有機 ゆうき 合成 ごうせい 製造 せいぞう 麻醉 ますい 劑 ざい 氟烷 即 そく 為 ため 溴化的 てき 一 いち 個 こ 例 れい 子 こ :
[ 7]
Halothane synthesis
有機 ゆうき 溴化合 かごう 物 ぶつ 是 ぜ 自然 しぜん 界 かい 中 ちゅう 最 さい 常見 つねみ 的 てき 鹵化化合 かごう 物 ぶつ ,它的形成 けいせい 是 ぜ 透過 とうか 溴過氧化物 ぶつ 酶 進行 しんこう 催化。海洋 かいよう 被 ひ 估計每年 まいとし 會 かい 释放1-2百 ひゃく 萬 まん 噸 とん 的 てき 溴仿和 わ 56,000噸 とん 的 てき 溴甲烷。[ 8]
碘是反應 はんのう 最 さい 弱 じゃく 的 てき 鹵化物 ぶつ ,最 さい 难和大 だい 部分 ぶぶん 的 てき 有機 ゆうき 化合 かごう 物 ぶつ 反應 はんのう 。碘与烯類加 か 成 なり 是 ぜ 用 よう 一種分析的方法叫作碘質 ,它是用 よう 來 らい 測量 そくりょう 脂肪 しぼう 的 てき 不 ふ 飽和 ほうわ 程度 ていど 的 てき 一 いち 種 しゅ 方法 ほうほう 。碘仿反應 はんのう 包 つつみ 刮會降 くだ 解 かい 甲 きのえ 基 はじめ 酮。
除 じょ 了 りょう 氬、氖、氦以外的 がいてき 元素 げんそ 都會 とかい 直接 ちょくせつ 和 わ 氟 反應 はんのう 形成 けいせい 氟化物 ぶつ 。氯的選擇 せんたく 性 せい 較強,但 ただし 仍可以和大 だい 部分 ぶぶん 的 てき 金屬 きんぞく 元素 げんそ 和 わ 較重的 てき 非金屬 ひきんぞく 元素 げんそ 反應 はんのう 。按照趨勢 すうせい ,溴的活性 かっせい 較弱,而碘的 てき 活性 かっせい 最 さい 弱 じゃく 。可能 かのう 的 てき 反應 はんのう 像 ぞう 金的 きんてき 氯化產 さん 生 せい 氯化金 きん 。在 ざい 工業 こうぎょう 上 じょう 金屬 きんぞく 直接 ちょくせつ 氯化較不重要 じゅうよう ,因 いん 為 ため 比較 ひかく 容易 ようい 金屬 きんぞく 氧化物 ぶつ 和 わ 鹵化氫反應 おう 來 らい 進行 しんこう 鹵化。像 ぞう 三 さん 氯化磷和 わ 一 いち 氯化硫的 てき 生產 せいさん ,是 ぜ 較大規模 きぼ 直接 ちょくせつ 進行 しんこう 無機 むき 化合 かごう 物 ぶつ 鹵化的 てき 例 れい 子 こ [ 9] 。
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