醫用化學/鹵代烴

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鹵代烴是烴分子中的一個或幾個氫原子被鹵素原子取代後生成的化合物。含一個鹵原子的鹵代烴可用R-X表示，鹵原子是鹵代烴的官能團。常見的鹵代烴是烴的氯、溴和碘的取代物。由於氟代烴的製法和性質都比較特殊，和其他三種鹵代烴不同，不在本書中討論。

一、鹵代烴的分類和命名

（一）分類

在鹵代烴中，按照鹵素的不同，可分為氟代烴、氯代烴、溴代烴和碘代烴。又可根據分子中鹵原子的數目不同分為一鹵代烴和多鹵代烴。此外，根據烴基的不同，還可以分為鹵代烷烴、鹵代烯烴和鹵代芳烴。在鹵代烷中又可根據鹵原子所連接的碳原子不同，分為伯鹵代烷、仲鹵代烷和叔鹵代烷。

（二）命名

鹵代烴因種類不同，命名方法也不同。

簡單的鹵代烴，用普通命名法命名，以相應的烴稱為鹵某烴。

複雜的鹵代烴，可用系統命名法命名，把鹵代烴看作烴的衍生物，按照烴的命名法編號，然後把支鏈、鹵素的位置按「次序規則「寫在某烴的名稱之前。

鹵代烷烴的命名法與烷烴相似。

鹵代烯烴的命名，雙鍵的位次仍用較小的編號標出。

鹵代芳香烴的命名有兩種情況：當鹵原子在芳環上時，則以芳烴為母體，鹵原子為取代基；鹵原子在側鏈上時，則以相應的鏈烴為母體。

有此鹵代烴也採用俗名，如三氯甲烷（CHCL₃），三碘甲烷（CHI₃）叫碘仿。

二、鹵代烴的性質

（一）物理性質

室溫下除低級鹵代烴如CH₃CL，CH₃Br，C₂H₅CL及CH₂=CHCL為氣體外，其餘的是液體或固體。

它們的沸點也有規律性。烴基相同時，氯代物的沸點最低，密度最小；碘代物沸點最高，密度最大。鹵素相同時，其沸點隨烴基的增大而增高，密度則減小。

除某些氯代烷外，鹵代烴一般都比小重，特別是多氯代物、溴代物和碘代物。

（二）化學性質

鹵代烴的化學性質除主要與鹵原子有關外，烴基部分也有影響，特別是直接與鹵原子相連的碳原子是飽和的還是不飽和的，對鹵原子的化學活潑性有很大的關係。

1．取代反應

在鹵代烷和鹵原子連在苯環側鏈上的鹵代烴中，與鹵原子直接相連的碳原子是飽和的。由於鹵原子的電負性比碳原子大，碳-鹵鍵就成為極性共價鍵，碳原子一端帶部分正電荷δ+，鹵原子一端帶部分負是荷δ-。

鹵代烴分子中的上述情況，使試劑中帶負電的原子團（如OH-，CN－）容易攻擊帶δ+碳原子而與之結合，帶δ-的鹵原子容易成為鹵離子而離開。所以當鹵代物與氫氧化鈉或氰化鈉作用時，羧基（-OH）或氰基（-CN）可取代鹵原子而生成醇或腈類。這種反應稱為取代反應。

在上述反應中，都是由試劑的陰離子部分（如-OH或-CN）進攻鹵代烴中電子云密度較小的顯正性的碳原子而發生作用的。這些陰離子都具有親核的性質。因此，把-OH、-CN等叫親核試劑。由親核試劑進攻而引起的取代反應稱為親核取代反應。

鹵原子連在雙鍵碳原子上的鹵代烴，如氯乙烯、氯苯等，就不易起取代作用。這是由於鹵原子中的未共用p電子對，可與π鍵形成p-π共軛體系，使電子云向碳原子方向移動，使碳-鹵鍵的極性降低，即鹵原子與碳原子結合得比較牢固，使鹵原子的活潑性減小。所以氯乙烯和氯苯不易起取代作用。氯苯只在高溫和高壓下才能使氯原子被羧基取代生成苯酚。