卤代烃有机化学

2024-06-11

卤代烃有机化学（共9篇）

卤代烃有机化学篇1

人教版高中化学新教材选修（5）

第二章烃和卤代烃

第三节卤代烃

教学设计思路分析

一、教材分析: 本节课内容出自人教版高中新教材选修(5)第二章第三节。有机化学是高中化学的重要组成部分 ,学习有机化学 ,旨在掌握基本的有机化学知识 ,为以后进一步学习化学知识打下基础。而有机合成在有机化学学习中 ,是极其重要的一个版块。因此 ,学好有机化学合成的基本原理及方法对学生今后的化学学习极为重要。卤代烃是有机合成中的重要有机体 ,由于卤代烃中的取代基性质活泼 ,可以通过发生水解反应、消去反应等转化为其他烃的衍生物或含氧衍生物。通过卤代烃的桥梁作用可以实现官能团之间的转换 ,是各类烃与其含氧衍生物之间相互转化的中心环节 ,也是后面学习有机合成知识的基础。

溴乙烷是卤代烃的代表物,教材在概括式的介绍卤代烃的概念、分类和物理性质 ,简单陈述了溴乙烷的分子结构(展示溴乙烷分子的比例模型和核磁共振氢谱图)和物理性质后 ,从结构引出了溴乙烷的两个重要化学反应:溴乙烷的水解反应和消去反应 ,把溴乙烷与乙醇联系起来 ,从有机化学取代反应的机理出发 ,定义了卤代烃的水解反应；通过溴乙烷的消去反应 ,又把溴乙烷同之前学过的乙烯联系起来 ,同时对比溴乙烷的水解反应 ,又给出了有机化学中消去反应的定义。让学生明确有机化学中取代反应和消去反应的本质区别。

学好溴乙烷的性质 ,明确溴乙烷在乙醇、乙烯相互转化中的桥梁关系 ,能更好地掌握卤代烃及其在醇类、烯烃转化中的桥梁作用 ,建立有机知识网络。为接下来的有机合成打下基础。因此本节课在烃及烃的衍生物知识体系上起着承上启下的作用。

二、学情分析

学生在之前的学习中 ,已初步了解了研究有机化合物的一般步骤和方法 ,对有机物官能团有了初步的认识。且在之前脂肪烃及芳香烃的学习中已积累了烃类的部分基础知识 ,对结构决定性质有所领悟 ,而且高二学生也具备一定的实验操作能力、思维能力和自学能力 ,能够在老师的引导下 ,顺利的完成卤代烃的教学。本节课在新知识掌握方面 ,由于消去反应是新接触的一类有机反应 ,学生可能一时难以理解 ,因此老师在授课时除了指导学生通过学生实验、听讲等方式深刻理解消去反应的基本原理外 ,还应注重在课后布置相关的课后练习,指导学生在课后通过巩固练习掌握消去反应这个重要知识点。

三、教学思路分析

通过两条消息了解卤代烃对大气及人类生活的影响 ,进而提出学习卤代烃的重要性。通过PPT展示几种重要的卤代烃(化学式或名称),引导学生复习之前学习的有关有机物命名及官能团相关知识的同时 ,通过讨论、比较和归纳 ,小结出卤代烃的概念和分类方法。并结合之前所学烃类的相关物理性质 ,通过启发、设疑、对比学习,引导学生总结出卤代烃的物理性质及其递变规律。

本节教学的重点是在老师的引导下 ,通过实验探究及分析 ,认识官能团对化学性质的决定性作用 ,使学生进一步树立“结构决定性质”的基本思想。在学习完卤代烃的物理性质后 ,引导学生由典型(代表物)到一般 ,通过学习溴乙烷的结构 ,结合科学探究实验 ,“诱导”学生在学习溴乙烷的相关知识的过程中 ,进一步体会与掌握“结构决定性质”的基本思想。并对比溴乙烷的取代反应(水解反应)与消去反应 ,让学生体会不同反应条件对化学反应的影响。再由溴乙烷化学性质的学习,通过总结归纳 ,得出官能团的概念 ,进一步加深对同系物概念的认识。并通过对格氏试剂相关史实的介绍 ,引导学生体会卤代烃在有机合成中的重要桥梁作用 ,并掌握基本的在有机分子结构中引进卤素原子的方法。最后结合课堂练习题来巩固本节课的内容。

教学方案设计

【教学目标】

1、知识与技能

(1)掌握卤代烃的物理、化学性质及其递变规律；(2)掌握卤代烃的消去反应、取代反应及二者之间的区别；(3)体会卤代烃在有机合成中的桥梁作用。

2、过程与方法

(1)通过溴乙烷中C—X键的结构特点 ,结合其水解反应和消去反应 ,体会结构和性质的相互关系 ,培养学生学会分析问题的方法 ,提高解决问题的能力和实验设计及操作能力；

(2)通过物质的结构、性质、用途三者之间的关系 ,提高形成规律性认识的能力；(3)培养学生重视运用化学实验手段解决疑问 ,增加学生对具体化学事物的感性认识到理性认识的学习方法。

3、情感、态度与价值观

(1)培养学生的学习兴趣 ,学会关注与社会生活有关的化学知识；(2)通过探究溴乙烷的消去反应与取代反应的实验现象 ,通过独立思考找出存在问题 ,既锻炼了毅力 ,也培养了严谨求实的科学态度和团队合作精神；

(3)通过对氟利昂、DDT等卤代烃对人类生存环境造成破坏的讨论 ,对学生进行环境保护意识的教育。【教学重点】

1、溴乙烷的化学性质(取代反应、消去反应的本质及其反应条件)；

2、卤代烃在有机合成中的桥梁作用及在有机分子结构中引进卤素原子的方法。【教学难点】

1、探究溴乙烷化学性质的实验方案设计；

2、卤代烃的取代反应和消去反应的反应规律。【教学方法】

1、采用探究法进行对溴乙烷化学性质的学习；

2、采用“阅读、分析、讨论、归纳”的方式进行对卤代烃的教学。【教学准备】

教师准备:多媒体电脑、PPT课件、溴乙烷分子球棍模型、分子模型、烧杯、试管、滴管、酒精灯、试管夹、溴乙烷、硝酸银溶液、稀硝酸、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液学生准备:预习人教版高中化学新教材选修（5）第二章第三节内容【教学过程】

【教师】在开始本节课的学习之前 ,请大家跟随老师一起先来看下面两条消息: 【投影】消息

一、卤代烃与臭氧层保护

【教师】看了上面的消息 ,大家对我们目前赖以生存的地球有了新的认识 ,下面大家来看下面一条消息: 【投影】消息

二、DDT(俗称滴滴涕)事件

【教师】看了上面两条消息 ,大家想过我们应该怎样去保卫我们赖以生存的家园吗?这节课老

师将带领大家一同去研究新的一类有机物—卤代烃。

【教师】请大家根据之前学习的有机物命名方法 ,看一看以下这些有机物: 【投影】几种重要的卤代烃:CHCl3 ,三氯甲烷；CCl4 , 四氯化碳；CH2Cl2 ,二氯甲烷；C2H5Cl , 氯乙烷；CHClF2 ,CCl2F2氟氯代烷；CH2=CHCl ,氯乙烯。

【设问】上述所写各卤代烃中组成、名称与烃有什么不同?你认为怎样给卤代烃下定义?怎样给

卤代烃进行分类? 【学生】通过讨论、比较和归纳 ,小结出卤代烃的概念和分类方法。【投影】卤代烃分类。

按卤原子数目:一卤、二卤、多卤代烃；

按卤素不同:氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等（可用R-X（X=卤素）表示）；

按分子中卤原子所连烃基类型:卤代烷、卤代烯等。【学生】思考、总结。

【教师小结】卤代烃都可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物 ,卤代

烃的分类根据不同的标准主要可以分出PPT上展示的几类。【板书】第三节卤代烃

一、卤代烃

1.定义:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物 2.分类:按卤原子数目:一卤、二卤、多卤代烃；

按卤素不同:R-X（X=卤素）表示；

按分子中卤原子所连烃基类型:卤代烷、卤代烯等。【设问】H-Cl和 R-Cl卤代烃的物理性质如何? 【启发】结合烃一章所做过的实验考虑色、态、溶解性等进行考虑。【投影】常见卤代烃的图片、分子式、结构简式、状态、溶解性列表

【讲解】从表中我们可以总结出:常温下 ,卤代烃中除少数为气体外 ,大多数为液体或固体。

纯净卤代烃均无色 ,卤代烃不溶于水 ,可溶于大多数有机溶剂 ,某些卤代烃自身就

是很好的有机溶剂。

【板书】3.物理性质:常温下 ,少数为气体 ,大多数为液体或固体；无色 ,不溶于水 ,可溶于大多数有机溶剂。【设疑】卤代烃的密度、沸点与相应的烃相比呢?为什么? 【投影】几种重要的卤代烃及其对应的烃的密度、沸点对照表。【启发】从卤素相对原子质量和C—X键的极性考虑。【学生】观察、思考、讨论交流。

【讲解】由于卤素原子的相对原子质量比氢原子大 ,所以卤代烃比相应的烃的密度大；又由

于卤素原子的非金属性强 ,卤代烃分子的极性比烃大 ,分子间的范德华力大 ,所以

卤代烃的沸点也比相应的烃高。从表格中的数据我们可以看出 ,与烃的物理性质递

变规律一样 ,卤代烃的物理性质如密度也随碳原子的增加而增加；沸点也随碳原子数的增加而升高。

【小结】卤代烃的密度、沸点均大于相应的烃。密度随碳原子的增加而增加；沸点随碳原子

数的增加而升高。

【板书】密度:卤代烃＞相应的烃 ,随碳原子的增加而增加；

沸点:卤代烃＞相应的烃 ,随碳原子的增加而增加。

【教师】在卤代烃分子中 ,卤素原子是官能团。C-X键的极性也就决定了卤代烃的化学性质 , 下面我们大家就以最具代表性的溴乙烷为例 ,一起来探究卤代烃的主要化学性质。【投影】溴乙烷分子比例模型、球棍模型、核磁共振氢谱图。

【讲解】经过科学家们反复的科学实验 ,测出了溴乙烷的分子式为C2H5Br ,结构

简式为CH3CH2Br。它是无色液体 ,沸点38.4℃ ,密度比水大 ,难溶于水 , 溶于多种有机溶剂。

【投影】溴乙烷:分子式C2H5Br ,结构简式CH3CH2Br ,无色液体 ,沸点38.4℃ ,密度

比水大 ,难溶于水 ,溶于多种有机溶剂。【板书】

二、溴乙烷

(一)物理性质:无色液体 ,密度比水大；分子式C2H5Br ,结构简式CH3CH2Br；

【讲解】烃的衍生物种类很多 ,但卤代烃性质较烃活泼很多 ,易发生多种化学反应而转化为

各种其他类型的化合物。根据溴乙烷结构分析 ,能否发生加成反应或取代反应?溴

乙烷分子中哪个原子或原子团最易被取代?依据什么原理?(由典型（代表物）到一般 , 根据结构分析性质),溴乙烷分子中无不饱和碳原子只能取代。溴原子吸引电子能力强 ,C—Br键易断裂使溴原子被取代 ,强碱性溶液有利于C—Br键断 ,加AgNO3溶液（先加稀硝酸酸化）呈现黄色沉淀。【学生】听讲。

【教师】下面老师请一位同学上黑板来 ,对比之前学过的乙烷的取代反应方程式书写方法,试

着写一下溴乙烷与NaOH水溶液反应的化学反应方程式 ,其余同学自己在草稿本上书

写。

水、CH3CH2OHNaBr【学生】探讨 ,试着书写方程式: CH3CH2BrNaOH【小结】溴乙烷在NaOH水溶液中发生了取代反应 ,生成了乙醇和溴化钠。实质上是在碱性条

件下与水发生了取代反应 ,生成了乙醇和氢溴酸 ,故两种反应方程式形式都可以表

示该反应。

水、CH3CH2OHNaBr【板书】(二)化学性质:a.取代反应:或 CH3CH2BrNaOH、CH3CH2BrHOHNaOHCH3CH2OHHBr【设问】刚才我们通过讨论从理论上知道了溴乙烷在NaOH水溶液中会发生取代反应 ,那我们

如何设计实验来证明溴乙烷确实发生了取代反应呢?请大家参照科学探究实验一分小

组设计不同的实验方案进行科学探究实验。

【学生】分小组进行科学探究实验 ,不同方案代表阐述实验步骤现象。

【教师】巡视 ,组织教学 ,及时点拨 ,结合不同小组设计的不同方案组织讨论:溴乙烷中直接

加硝酸银溶液是否可以 ,为什么?加入NaOH溶液加热 ,冷却后直接加AgNO3是否可以，为什么?检验卤代烃中含有卤元素的程序如何? 【学生】思考、回答问题。

【学生1】我们小组在溴乙烷中加入HNO3酸化了的AgNO3溶液 ,观察到了淡黄色沉淀生成；【学生2】我们小组直接在溴乙烷中加入AgNO3溶液 ,观察到了棕黑色沉淀生成；

【教师】刚才大家通过设计不同的实验方案 ,观察到了不同的实验现象 ,现在我们大家一起

来看一下检验卤代烃中含有卤元素的程序演示实验。【投影】检验卤代烃中含有卤元素的程序演示实验。

【小结】通过刚才的视频演示实验 ,我们看到 ,溴乙烷中溴以原子形式存在。只有Br-与Ag+ 才会产生AgBr沉淀。直接加AgNO3会与NaOH作用生成棕黑色沉淀。因此 ,正确的

程序是在溴乙烷中加入HNO3酸化了的AgNO3溶液 ,观察是否有淡黄色沉淀生成。【讲评】溴乙烷水解反应中 ,C—Br键断裂 ,溴以Br-形式离去 ,故带负电的原子或原子团如 OH、HS等均可取代溴乙烷中的溴。

【设问】刚才我们大家探究的是溴乙烷在NaOH水溶液中加热时的化学反应 ,假如我们现在将

反应条件变为NaOH的乙醇溶液 ,其余条件不变 ,大家猜想下 ,反应结果还一样吗? 【学生】不一样 ,因为不同反应条件对应不同的反应结果。

【教师】很好 ,那下面大家跟老师一起来猜想下 ,溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热时到底会

发生什么反应呢? 【学生】思考、讨论交流

【启发】NaOH水溶液易产生OH－,而其醇溶液抑制了卤代烃的水解 ,NaOH不易电离出OH－。【教师】下面我们通过演示实验来探究下在NaOH醇溶液加热条件下 ,溴乙烷究竟发生了什么

反应。

【投影】溴乙烷在NaOH醇溶液加热条件下的反应演示实验。--【教师】刚才的演示实验中 ,我们看见有气泡产生 ,那这种气泡究竟是什么物质呢 ,请大家

结合科学探究实验二 ,分组进行探究实验。【学生】分小组按步骤进行科学探究实验。【教师】大家通过实验观察到了什么现象? 【学生】酸性KMnO4溶液在气体通入后颜色褪去；该气体还能使溴的CCl4溶液褪色。【小结】刚才大家的实验现象都能说明该气体为我们之前学过的乙烯 ,对比溴乙烷与乙烯的分子式 ,我们可以看到溴乙烷比乙烯多了一个溴化氢分子 ,这种有机化合物在一定

条件下 ,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键化

合物的反应 ,叫做消去反应。下面请大家试着写一下这个反应的方程式 ,老师请一位

同学上黑板来写 ,其余同学在自己草稿本上书写。【学生】探讨 ,书写化学方程式。

醇、CH2CH2NaBrH2O【板书】b.消去反应: CH3CH2BrNaOH【教师】对比我们刚刚学习的溴乙烷的取代反应与消去反应 ,请大家分组讨论交流 ,完成课

本42页的思考与交流相关表格内容。【学生】分组讨论交流、完成表格。【投影】溴乙烷的取代反应和消去反应对照表

【设问】根据我们刚才学习了有关消去反应的定义 ,大家思考2-溴丁烷消去反应的产物是什

么? 【学生】讨论交流 ,得出两种结论。

【讲评】两种产物均存在 ,但主要为CH3CH=CHCH3 ,依据规律:H主要从含氢少的碳原子上脱去。【追问】那是否一卤代烃都可以发生消去反应?若不能 ,什么样的一卤代烃不能发生消去反

应? 请大家看下面这两个反应 ,试着书写一下反应方程式:

CH3BrNaOH醇、？(CH3)2CCHBrNaOH醇、？【投影】请试着写出下列反应的化学方程式: CHBrNaOH醇、？3

【学生】思考、讨论交流、回答问题

(CH3)2CCHBrNaOH醇、？【小结】卤代烃中无相邻C或相邻C原子上无H的不能发生消去反应。【板书】消去反应条件:卤代烃中连接卤素的C有相邻C且相邻C上有H 【讲评】卤代烃的水解与消去反应同时存在 ,但随反应条件不同 ,各反应所占优势不同 ,相互竞争。由于醇的存在抑制水解 ,反应以消去为主。

【教师】在有机合成中 ,卤代烃一直扮演着重要的桥梁作用 ,请看下面这则消息。【投影】格氏试剂史话

【学生】阅读材料 ,体会卤代烃在有机合成中的桥梁作用。

【教师】在有机合成中 ,利用卤代烃的消去反应可以形成不饱和键 ,能得到烯烃、炔烃等；利

用卤代烃的取代反应可以形成C-O、C-C等；此外 ,卤代烃还可以与金属反应,形成金

属有机化合物。由此可以看出 ,卤代烃在有机合成中一直起着重要的桥梁作用。【板书】

三、卤代烃在有机合成中的运用:(一)桥梁作用:

消去反应烯烃、炔烃卤代烃取代反应C-O、C-C 金属金属有机化合物【延伸学习】既然卤代烃在有机合成中作用如此重要 ,那么引入卤素原子常常是改变分子性

能的第一步反应 ,请大家总结我们之前学习到的知识 ,归纳出在有机分子结构中引

入卤原子的方法。【学生】总结、归纳

【教师】大家总结的都正确 ,下面老师将大家总结的归纳如下: 【投影】在有机分子结构中引入卤原子的方法:

1、不饱和烃的加成反应 ,如: CH2CH2Br2CH2BrCH2Br

CHCHHCl催化剂CH2CHCl光

2、取代反应 ,如: CHClCH3ClHCl42

C2H5OHHBrC2H5BrH20【板书】(二)引入卤原子方法:1.不饱和烃的加成反应； 2.取代反应。【随堂检测】

1、写出由CH2BrCH2Br与NaOH醇溶液共热的反应方程式

2、以CH3CH2Br 为主要原料制备CH2BrCH2Br

3、怎样由乙烯为主要原料来制CH2OHCH2OH(乙二醇)【教师总结】本节课大家和老师一起探讨了有关卤代烃的相关性质 ,重点探究了溴乙烷的取

代反应与消去反应以及卤代烃在有机合成中的作用 ,希望大家下来后认真复习相关内

容。有关卤代烃相关性质的运用及其在有机合成中的运用 ,请大家下去查阅相关资料, 我们将在下一课题中一起来探究。【板书设计】

第三节卤代烃

一、卤代烃

1.定义:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物 2.分类:按卤原子数目:一卤、二卤、多卤代烃；

按卤素不同:R-X（X=卤素）表示；

按分子中卤原子所连烃基类型:卤代烷、卤代烯等。3.物理性质:常温下 ,少数为气体 ,大多数为液体或固体；无色 ,不溶于水 ,可溶于大多数有机溶剂。

二、溴乙烷

(一)物理性质:无色液体 ,密度比水大；

分子式C2H5Br ,结构简式CH3CH2Br。、CH3CH2OHNaBr或(二)化学性质:a.取代反应:CH3CH2BrNaOH水、CH3CH2BrHOHNaOHCH3CH2OHHBr b.消去反应: CH3CH2BrNaOH醇、CH2CH2NaBrH2O 消去反应条件:卤代烃中连接卤素的C有相邻C且相邻C上有H

三、卤代烃在有机合成中的运用:(一)桥梁作用:

(二)引入卤原子的方法:1.不饱和烃的加成反应；

2.取代反应。

消去反应烯烃、炔烃卤代烃取代反应C-O、C-C 金属金属有机化合物

卤代烃有机化学篇2

下面以卤代烃的相关实验教学设计为案例, 浅析化学实验教学设计中的一些思考和认识:

卤代烃的水解实验的教学设计:

卤代烃在有机合成中的应用篇3

1. 改变某些官能团的位置

例1 在有机反应中，反应物相同而条件不同时，可以得到不同的产物。如下图所示，R代表烃基，副产物均已略去。

[适当的溶剂][HBr，过氧化物][适当的溶剂][HBr][R—CH=CH2—] [R—CH—CH2][R—CH—CH2][H Br][—][—][Br H][—][—]

写出由CH3CH2CH2CH2OH转变为CH3CH2CHOHCH3的化学方程式（注明反应条件）。

解析由反应物到产物，—OH从1号碳原子转移到了2号碳原子上，即官能团本身未变只是位置变化。由于两者都是饱和有机物，不能通过一步反应完成其转化。根据题给信息，可先由CH3CH2CH2OH发生消去反应，生成烯烃；然后在一定条件下让其与HBr加成，并使—Br加到2号碳原子上；最后通过水解得到指定产物。注意：虽然烯烃能够直接与水发生加成反应生成醇，但不能确定羟基加到哪一个碳原子上，因此两步反应无法完成。反应的化学方程式为：

①[CH3CH2CH2CH2OH][浓H2SO4

△] [CH3CH2CH=CH2↑+H2O]

②[CH3CH2CH=CH2+HBr][适当

溶剂] [CH3CH2CHBrCH3]

③[CH3CH2CHBrCH3+H2O→NaOHCH3CH2CHOHCH3+HBr]

可见，欲改变某些官能团（如—X、—OH等）的位置，可以先使原料发生消去反应生成烯烃，然后在一定条件下由烯烃与HX发生加成反应生成卤代烃（若官能团是—OH还要通过卤代烃的水解反应）。

2. 引入多个羟基

例2 以1-丙醇为原料制取1，2-丙二醇，无机试剂任选。

解析要在原料CH3CH2CH2OH分子中的2号碳原子上直接引入—OH是不行的。逆向思考：欲在相邻两个碳原子上分别引入一个—OH可以通过邻二卤代烃的水解反应。邻二卤代烃可由烯烃与X2发生加成反应得到，而烯烃则可通过醇或卤代烃的消去反应得到。所以本题的合成路线为：1-丙醇→丙烯→1，2-二溴丙烷→1，2-丙二醇。反应的化学方程式为：

[CH3CH2CH2OH][浓H2SO4

△] [CH3CH=CH2↑+H2O]

[CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br]

[CH3CHBrCH2Br+2H2O→NaOHCH3CHOHCH2OH+2HBr]

可见，欲增加某些官能团（如—X、—OH等）的数目，可以先由原料发生消去反应生成不饱和烃，再经不饱和烃与X2发生加成反应生成邻二卤代烃（若官能团是—OH还要再通过多卤代烃的水解反应才能得到）。

3. 烃和卤代烃之间的转化

例3 以乙烯为原料，经过四步反应合成乙酸，无机试剂任选。

解析有机化学中，以乙烯为原料合成乙酸有以下三种途径：

①乙烯[[O]] 乙醛[[O]] 乙酸

②乙烯[H2O] 乙醇[[O]] 乙醛[[O]] 乙酸

③乙烯[HCl] 一氯乙烷[H2O] 乙醇[[O]] 乙醛[[O]] 乙酸

显然符合题意的是第③种。四步反应的化学方程式依次为：

①[CH2=CH2+HCl][催化剂

] [CH3CH2Cl]

②[CH3CH2Cl+H2O][NaOH] [CH3CH2OH+HCl]

③[2CH3CH2OH+O2][催化剂

△] [2CH3CHO+2H2O]

④[2CH3CHO+O2][催化剂

△] [2CH3COOH]

4. 碳链的增长

例4 已知溴乙烷跟氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2Br[NaCN] CH3CH2CN[H2O] CH3CH2COOH，产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据以下框图回答问题。

[Br2][B][D][A(C3H6)][C][E][H2O][反应②][NaCN

反应③][溶剂

反应①][酸催化][F][稀NaOH]

F分子中含有8个原子组成的环状结构。

（1）反应①②③中属于取代反应的是（填反应代号）；

（2）写出结构简式：E ，F 。

解析由A的分子组成及A能与溴发生加成反应，可知A为CH3CH=CH2，与溴的加成产物B为CH3CHBrCH2Br。结合题给信息，B与NaCN发生取代反应生成CH3CH（CN）CH2CN，C水解生成E，E为CH3CH（COOH）CH2COOH。又B水解生成D，D为CH3CH（OH）CH2OH。D和E酯化生成F。

答案（1）②③

（2）CH3CH—CH2COOH CH3CHCOOCHCH3

｜｜｜

COOH CH2COOCH2

5. 生成醛或酸

例6 通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构:

[—C—OH→—C=O+H2O][—][—][—][OH]

根据框图回答问题：

[①][①][⑨][⑧][⑦][⑤][③][⑥][②][⑦][④][水解][Na2CO3溶液 ][水解][水解][Cl2

条件A][CH2OH][CHCl2][CHO] [H+]

（1）化合物①是，它跟氯气发生反应的条件A是；

（2）化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨,⑨的结构简式是，名称是；

（3）化合物⑨是重要的定香剂,香料工业上常用化合物②和⑧直接合成它。此反应的化学方程式是。

解析此题以氯在光照条件下与甲苯中甲基上的氢发生取代反应生成的②③④三种卤代烃为桥梁，制取醛和酸。结合信息，多个羟基连在同一C原子上，会自动失水，可分别生成醛和酸。根据题意，分别生成了苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸。苯甲酸与苯甲醇反应生成酯。

答案（1）甲苯、光照；（2）苯甲酸苯甲酯（或苯甲酸苄酯）；C6H5―COOCH2―C6H5。（3）C6H5―CH2Cl+C6H5―COONa →C6H5―COOCH2―C6H5 + NaCl。

[【练习】]

1. 由2-氯丙烷制取少量的1，2-丙二醇时，需要经过下列哪几步反应（）

A．加成→消去→取代 B．消去→加成→水解

C．取代→消去→加成 D．消去→加成→消去

2. 从环己烷可制备HO— —OH，下面是有关的6步反应（所有无机产物均略）。

[①][②][③][④][⑤][⑥][Cl2,光照][NaOH（浓）

醇 △][Cl2,不见光][B][A][Cl][OH][OH][Br][Br]

（1）反应过程中包括取代反应、消去反应和加成反应，反应①和属于取代反应；

（2）B化合物的结构简式是；

（3）反应④所用的试剂和条件是，反应⑥的条件是。

3. 要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（）

A．加入氯水振荡，观察水层是否有棕红色出现

B．滴入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，观察有无浅黄色沉淀生成

C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀HNO3使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成

D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成

4. 中小学生使用的涂改液中含有挥发性的有毒溶剂，同学们应避免使用，以减少对身体的毒害及环境的污染，该溶剂所含的一种有毒成分可能是（）

A. 乙醇 B. 乙酸 C. 三氯乙烯 D. 甘油

5. 实验室里用加热正丁醇、溴化钠和浓H2SO4的混合物的方法来制备1-溴丁烷时，还会有烯、醚和溴等产物生成。反应结束后将反应混合物蒸馏，分离得到1-溴丁烷，已知有关的有机物的性质如下：

（1）生成1-溴丁烷的反应化学方程式是；

（2）反应中由于发生副反应而生成副产物的反应类型有；

（3）反应结束后，将反应混合物中1-溴丁烷分离出，该操作应控制的温度t2范围是。

【参考答案】

1. B

2. 题目给出了从环己烷合成HO— —OH的流程，关键是从分子结构和反应条件上进行判断。环己烷在光照条件下与Cl2反应，题目已指出是取代反应，反应的主要产物是一氯环己烷，该产物跟NaOH的醇溶液作用共热，根据“有醇得烯”知属于消去反应，得到环己烯A；A与氯气在不见光条件下的反应应该是加成，产物B是1，2-二氯环己烷（ [—Cl][—Cl]）。接下来，由 [—Cl][—Cl]到，究竟怎么办？需要什么条件？根据“有醇就得烯”知道“得烯必有醇”，即需要“NaOH的醇溶液，加热”作为反应条件，发生双消去反应。反应⑤显然属于加成反应，相当于二烯烃的1、4加成；根据“无醇得醇”知反应⑥应是卤代烃的水解反应。答案：（1）⑥（2） [—Cl][—Cl] （3）NaOH的醇溶液，加热； NaOH的水溶液，加热。

3. C 4. C

5.（1）CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4→

CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O

（2）消去，取代，氧化，还原

卤代烃教案篇4

205 年 21月 1 日

星期四2

时间

3:10 3到 15：0

3第

次课

课

题学分析

情第

二章三节

卤代第

烃代烃卤直一在高考占中重要据位地。属基于类础型题，类题目的此答解需同学平时

多要积做，累考试方能灵活运时用在重。庆五年市高中考均有察，考此掌握因这块内的容得极显重要其。1 2 解有机化合了基本知物识高此类提题的准目确。

率教

目标学

标达施教学措重

知点识回

顾习练

卤代常见题烃型答解法

教学方点难考试热家庭作点

业展思拓做迁移维题性目

础性基题性

目理解并

背需诵记的知识要，点将所讲消化

题教学

程及内流设置：容学生础差基故需，先导引其看书一简些单见的卤常代通烷常用通普命名法命名，如基氯甲异丙、基溴叔、丁氯等基。代卤的系烷命统：名a)(选择有卤连子的碳原子原在内的最长链作碳为链，根据主链主的碳原子称数“某为烷” ; b支和卤原子均链作取代为 (c)基取将基代的称和位次名在主链写烷名称之烃，即得前名。全卤代烷的沸随分点子碳原中数子增加的升而。高碳原子相同数卤的烷，代沸点则是：代碘>烷溴代>烷代烷氯。异构在中体，支链越沸点越低。多氯代一烷的相对密度小于1一，碘烷和一溴代烷代相对密度大的于1.系列同中，代烷卤相的密度随对原碳子的增数加而降。

下

15 年2月 1 日

2星期四

时间 1330:到 5：310

第次课

、结二练习题合解相关知理识

1.下列物质中.，属不于代烃的.是卤 ( .氯乙烯 A.D基硝 2

news/5570D481F2C86C7D.hTml.下苯列分子中只表式示一纯净种物的是() A .C2H4lC 2.B 2H3ClC3C .2CCl3 D.CH22HC2 3l下.列叙正述的是确( ) A.所卤代有烃都难溶于，且水都密度比水是大的体 B.液有卤代烃所都是通过取反应制代得 C卤代.烃不属于烃类 .D代卤都烃良是的好机溶剂有4下列.反不属于应取代反的应 (是) .溴A乙烷与氧氢化水溶钠液共热 B.溴乙与烷氢氧钠的化醇乙溶共液 C热甲烷.氯与气.D炔乙与氯化氢在定一条件下制氯烯 B.溴苯乙 )

.C氯四化碳

五

、置布作业1 、解并背诵需要理记知识的点、2义讲练上

习

课反后思

教

务任意见主

卤代芳烃胺基化反应研究进展篇5

钯催化卤代芳烃胺基化反应是形成CAr-N 的.重要方法.以卤代芳烃为线索,对钯催化偶联胺化反应的研究进展和胺化反应从合成化合物到合成高分子的过渡进行了综述,介绍了本课题组运用胺化反应合成高性能聚合物聚亚胺酮和聚亚胺醚酮的相关研究.

作者：林润雄常冠军孙立水 LIN Run-xiong CHANG Guan-jun SUN Lishui 作者单位：林润雄,孙立水,LIN Run-xiong,SUN Lishui(青岛科技大学,高性能聚合物及成型技术教育部工程技术研究中心,山东,青岛,266042)

常冠军,CHANG Guan-jun(中国工程物理研究院,激光聚变中心,四川,绵阳,621900)

卤代烃的典型代表物——溴乙烷篇6

乙烷分子中的一个H被Br取代得到溴乙烷 (CH3CH2—H→CH3H2—Br)

由于乙烷中6个H位置相同, 故其一溴代烷没有同分异物体, 这是CH3CH2Br为什么可以称为溴乙烷而无须标明Br位置的原因.

注意:

①乙烷分子是非极性分子, 溴乙烷分子是极性分子, 这是因为溴乙烷分子中, 溴原子的电负性大于碳, 碳和溴原子之间的成键电子对偏向溴原子一边, 因此, C-Br是极性键.

②溴乙烷在水溶液中或熔化状态下均不电离, 是非电解质.

③溴乙烷的官能团是—Br.

二、溴乙烷的物理性质

通常情况下溴乙烷为无色液体, 沸点38.4 ℃, 比水重, 易挥发, 蒸气可燃.

三、溴乙烷的化学性质

由于官能团 (—Br) 的作用, 溴乙烷的化学性质比乙烷活泼, 能发生许多化学反应.

1.水解反应

$C_{2} Η_{5} — B r + Η — Ο Η \overset{Ν a Ο Η}{\to} C_{2} Η_{5} — Ο Η + Η B r .$

由于可发生反应HBr+NaOHNaBr+H2O, 故C2H5Br的水解反应也可写成:

C2H5Br+NaOH→C2H5OH+NaBr.

注意:

①溴乙烷的水解反应条件:过量的强碱 (如NaOH) .

②溴乙烷的水解反应, 实质是可逆反应, 通常情况下, 正反应方向趋势不大, 当加入NaOH溶液时可促进水解进行的程度.

③溴乙烷的水解反应可看成是溴乙烷分子里的溴原子被水分子中的羟基取代, 因此溴乙烷的水解反应又属于取代反应.

④溴乙烷分子中的溴原子与AgNO3溶液不会反应生成AgBr.

2.消去反应

CH3CH2Br和强碱的醇溶液共热, 此时发生的是从分子中脱去HBr, 生成乙烯的反应.

消去反应:有机化合物在一定条件下, 从一个分子中脱去一个小分子 (如H2O、HBr等) , 而生成不饱和 (含双键或三键) 化合物的反应.

注意:①卤代烃消去反应的条件:与强碱的醇溶液共热.②反应实质:从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个HBr分子.由此可推测, CH3Br、 (CH3) 3C—CH2Br等卤代烃不能发生消去反应.

一般来说, 消去反应是发生在两个相邻碳原子上.

③溴乙烷的水解反应与消去反应的比较

3.燃烧

C2H5Br+3O2→2CO2+2H2O+HBr (C2H5Br一般情况下不能被氧化剂氧化.)

四、溴乙烷的水解反应实验

用胶头滴管取约0 5 mL溴乙烷, 滴入到盛有约5 mL蒸馏水的试管中, 振荡, 待溶液分层后, 用胶头滴管吸取上层液体约2 mL, 移入到另一支试管中, 然后向这支试管中滴加2～3滴硝酸银溶液, 没有沉淀产生.

向盛有溴乙烷的试管中加1 mL氢氧化钠溶液, 振荡后微微加热试管中的溶液, 然后静置冷却, 再用胶头滴管吸取上层的液体约2 mL并移入另一支试管中, 滴加稀硝酸使溶液呈酸性 (用蓝色石蕊试纸检验) 后, 再加入2～3滴硝酸银溶液, 即有淡黄色沉淀产生.

由此, 可证明发生了水解反应.

注意:①溴乙烷在纯水中水解很微弱, 在溴乙烷中直接加入稀硝酸和硝酸银溶液, 不出现浅黄色沉淀, 即用硝酸银试剂检验不出有Br 存在.

②溶液必须先酸化 (即稀硝酸的量要加足) , 再加入硝酸银溶液, 否则Ag+ 在碱性条件下遇OH-会变黑, 干扰检验Br-的反应.

③溴乙烷在氢氧化钠存在的条件下跟水起反应即发生水解, 生成乙醇和溴离子.溴离子与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀.

④检验溴乙烷水解的水溶液中的Br 时, 必须待试管中液体分层后再吸取上层液, 以免吸取到未水解的溴乙烷.

五、溴乙烷的制备

1.烷烃取代: $C Η_{4} + B r_{2} \overset{光}{\to} C Η_{3} B r + Η B r$ (副反应多, 一般不用)

2.烯、炔加成:CH2CH2+Br2→CH2→Br—CH2Br (工业上常用)

$C Η \equiv C Η + B r_{2} \overset{催化剂}{\to} C Η B r$ CHBr

3.醇与氢卤酸取代 $C Η_{3} — C Η_{2} — Ο Η + Η B r \overset{△}{\to} C Η_{3} — C Η_{2} — B r + Η_{2} Ο$ (实验室常用)

六、例题分析

例1 为证明溴乙烷中溴元素的存在, 进行了一系列实验, 试指出下列实验操作步骤的排列顺序中合理的是 ( )

①加入AgNO3溶液;②加入NaOH溶液;③加热;④加蒸馏水;⑤加入硝酸至溶液呈酸性;⑥加入NaOH乙醇溶液

(A) ②③⑤① (B) ①②③④

解析:要防止OH-与Ag+反应生成Ag2O褐色沉淀对AgCl白色沉淀的干扰, 就必须在加AgNO3溶液前先用硝酸酸化.故选 (A) .

例2 化合物A (C8H17Br) 经NaOH溶液处理后 (发生消去反应) 生成烯烃B, B (C8H16) 经过先用臭氧处理, 再在Zn存在下水解 (如下) , 只生成一种化合物C, C经催化氧化吸收1 mol H2生成醇D (C4H10O) , 用浓硫酸处理D只生成一种无侧链的烯烃E (C4H8) .已知

试根据已知信息写出下列物质的结构简式:

A B2

C E.

解析:由题所给信息可知:烯烃E无侧链.结合题意, 则A、B、C、D也应无侧链.又因为烯烃B用臭氧处理后只生成一种化合物C, 证明B一定是一种对称烯烃.由此可知, B的结构简式应为:

CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH3,

则可推出A为:

CH3CH2CH2CH2CHBrCH2CH2CH3,

C为:CH3CH2CH2CHO,

E为CH3CH2CHCH2

例3 在有机反应中, 反应物相同而条件不同, 可得到不同的主要产物.下式中R代表烃基, 副产物均已略去.

(Ⅰ)

(请注意H和Br加成的位置)

(Ⅱ)

请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式, 特别注意要写明反应条件.

(1) 由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3

(2) 由 (CH3) 2CHCHCH2分两步转变为 (CH3) 2CHCH2CH2OH

解析:化学反应是在一定条件下发生的, 反应物相同而条件不同, 主产物不同.要充分理解信息, 选择合适的条件进行转变:

(1) 按反应 (Ⅱ) 提供条件发生消去反应生成烯烃CH3CH2CH═CH2;再按反应 (Ⅰ) 中条件在C═C双键含氢原子较少的碳原子加上溴原子.

(2) 按反应 (Ⅰ) 在1号碳原子上加上溴生成卤代烷 (CH3) 2CHCH2CH2Br, 再按反应 (Ⅱ) 中条件水解成醇.

答案:

卤代烃学习中值得关注的问题篇7

涂改液主要含有二氯乙烷、三氯乙烷和四氯乙烷等对眼睛有刺激作用的卤代烃；制冷剂所使用的氟利昂即氯氟碳化合物很容易液化是很好的制冷剂，但氯的存在会导致臭氧层空洞；合成高分子塑料和纤维等，如聚四氟乙烯用于不粘锅、聚氯乙烯用做塑料管。农药如“六六六”已经禁止生产。四氯化碳是实验室常见的溶剂和萃取剂。

【问题2】卤代烃的物理性质有哪些？

常温下，卤代烃中除了（CH3Cl、C2H5Cl、CH2=CHCl）为气体外，大多数为液体或固体（15个碳以上的为固体）；卤代烃是非电解质，不溶于水；卤代烃的沸点和密度大于相应的烃（一氯代烃的相对密度均小于1，溴代烃和碘代烃的相对密度大于1）；同系物的密度随碳原子数目的增大而减小，同系物的沸点随碳原子数目的增加而升高。

【问题3】卤代烃亲核取代和消去反应影响因素有哪些？

卤代烃的亲核取代和消去反应是一对竞争反应，影响反应的因素主要有底物结构（β-H的个数，因为消去反应是碱试剂进攻H+）、试剂的碱性或亲核性（碱性强容易发生消去反应；亲核性强容易发生取代反应）、温度（消去反应的过渡态需要拉长C-H键，升高温度可提高消去反应的产率）、溶剂极性（极性大的溶剂对单分子有力如E1和SN1，而对双分子E2和SN2反应不利，因为后者的过渡态或中间体电荷分布比底物电荷分布更分散，而且E2过渡态比SN2过渡态的电荷更分散，故E2更有利）。

【问题4】卤代烃的命名应注意什么？

当烷基和卤素原子处于链两端相同位置时，应该使较优的卤素原子编号较大。

CClCH3CH3CH32-甲基-2-氯丙烷CHCH3CH3CH2Cl2-甲基-1-氯丙烷

当烷基和卤代基处于不同位置时，根据较优基团后列出的原则，卤原子应后列出。

【问题5】无β-H的卤代烃不能发生消去反应吗？

根据消去反应所涉及的机理可分为单分子消去反应（E1）、双分子消去反应（E2）和单分子共轭消去反应（E1cb）。

CR2R3R1CH2X型卤代烃没有β-H，也是可以发生消去反应的。首先生成一级碳正离子立即发生重排，重排后烷基增多，使碳正离子稳定性提高，然后再从碳正离子的β位上消去氢离子，生成稳定的产物。

【问题6】卤代烃水解反应中NaOH是什么作用？

卤代烃的水解是亲核取代反应无论是SN1还是SN2，碱性试剂都是直接的亲核试剂，因此氢氧化钠是反应物。

【问题7】什么是卤代烃的还原反应，卤代烃的还原反应有哪些？

在卤代烃的还原中，常见的还原剂有锌粉、氢化铝锂、有机锡氢化物、氢气等。锌粉只能使相邻的二卤代物脱去卤原子生成烯烃，且烯烃一般无异构化。

如1,3-二氯丙烷，在锌的作用下可得环丙烷。

氢化铝锂是一种比较常用的还原剂，其还原能力很强，但选择性差。在LiAlH4中，H-离子作为强的亲核试剂，对反应底物的氯离子进行取代。

有机锡氢化物如三正丁基氢化锡选择性高，并有效保持产物的构型，在多卤代烃方面是好的有机还原试剂。

Pd催化下的氢气还原卤代烃表现在加氢脱卤上。

【问题7】氯苯容易和氢氧化钠溶液发生取代反应吗？

氯苯极难与氢氧化钠溶液发生反应，因为p-Π共轭，使氯原子与苯环结合得相当牢固，氯原子只有在相当剧烈的条件下，才能与氢氧化钠溶液反应。

【问题8】卤代烃的密度有什么递变性吗？

密度主要取决于晶体结构、分子对称性，相同质量下，分子所占有的体积的大小及相互接触的紧密程度影响卤代烃的密度。因此对于结构相似的氯代烃可以比较密度，因为卤原子的密度较大，所以当卤原子含量越高时，一般密度越大。如氯丙烷的密度比氯丁烷大。

【问题9】1-溴丁烷的制备应注意哪些问题？

实验室用正丁醇和氢溴酸通过亲核取代来制备溴丁烷，而溴化氢主要利用溴化钠和浓硫酸制备，这样可以减少溴化氢的挥发。浓硫酸同时还是反应的催化剂和脱水剂。该反应需要在加热的条件下进行，为了减少正丁醇的挥发，需要用到冷凝回流装置。该过程的主要副反应是，浓硫酸和醇的氧化还原、醚化反应及生成烯烃的反应。

卤代烃有机化学篇8

1材料与方法

1.1仪器与试剂气相色谱仪 (Agilent7890A GC 7697A HS),附电子捕获检测器(ECD);载气:高纯氮气 (纯度99.99%);微量移液器:德国eppendorf,规格100 μl;微量注射器(汉密尔顿):1、5、10 μl。标准物质:甲醇中5种挥发性卤代烃混合 (Ⅰ)(环境保护部,GSB 07-1403-2001,332909),其中,三氯甲烷(CHCL3)49.8 μg/ml,四氯化碳(CCL4)24.2 μg/ml,三氯乙烯(C2HCL3) 49.7 μg/ml,四氯乙烯(C2CL4)24.7 μg/ml,三溴甲烷 (CHBr3)49.3 μg/ml。试剂:甲醇为色谱纯,国药集团化学试剂有限公司;氯化钠(Na Cl)为优级纯,在500 ℃加热2 h,于干燥器中保存待用;实验用水为美国milli-Q纯水装置(18.2 MΩ)处理;空白溶剂水处理:煮沸15 min,将水温保持在90 ℃,同时通入氮气于水中1 h[9]。

1.2自动顶空条件顶空样品瓶加热温度70 ℃;进样针温度80 ℃;传输线温度90 ℃;样品瓶平衡时间20 min;进样持续时间:0.5 min;顶空瓶:20 ml;液气体积比:1∶1;Na Cl∶3 g。

1.3气相色谱分析条件色谱柱:HP-5石英毛细管柱 (30 m×0.320 mm×0.25 μm);程序升温:35 ℃(保持1 min),以20 ℃/min的升温速率升至95 ℃,保持2 min, 共6 min;流速1.4 ml/min;气化室温度:210 ℃:检测器 (ECD)温度为250 ℃;尾吹气为高纯氮气,30 ml/min; 分流进样,分流比为20∶1。

1.4样品预处理棕色采样瓶和顶空瓶在每次使用前用纯水煮沸、晾干,于鼓风干燥箱中120 ℃烘烤,放凉备用。采样前于40 ml棕色采样瓶內添加约25 mg抗坏血酸,采样后密封,置于冰箱内保存,24 h内完成测定。测定时量取10 ml水样于20 ml顶空瓶中,并加入3 g氯化钠。

1.5标准溶液配制根据GC的灵敏度以及线性要求,用处理好的空白溶剂水稀释得到混合标准物质的5个系列的标准使用液,见表1。当天配制使用,按标准测定条件进行测定。

2结果与讨论

2.1顶空条件的优化

2.1.1样品平衡温度本实验分别对平衡温度为60、 65、70和75 ℃时的色谱灵敏度进行研究,结果见图1。随着平衡温度的升高,各个待测物在平衡气相中的浓度升高,但是温度太高不仅会导致顶空瓶内压力升高而泄露,影响重现性,而且容易带入水蒸汽,影响色谱柱和检测器的性能[10]。因此,我们综合考虑,选择平衡温度为70 ℃。

2.1.2样品平衡时间在平衡温度为70℃条件下,分别选择样品平衡时间10、15、20和25 min进行试验,结果见图2。随着样品平衡时间的增加,各待测物峰面积不断增大,当平衡时间为20 min时,色谱峰的响应值变化趋于平缓,峰面积接近最高值,气液两相基本达到平衡,故本实验选择平衡时间为20 min。

2.1.3液气体积比/加样体积实验采用20 ml顶空瓶,在平衡温度为70 ℃、平衡时间为20 min条件下,分别采用不同的加样体积6、8、10和12 ml进行试验,结果显示,当加样量为10 ml(液气体积比为1∶1)时,各个待测物的色谱响应值最稳定且灵敏度最佳,因此,选择10 m L作为进样体积进行实验。见图3。

2.1.4氯化钠加入量在平衡温度为70 ℃、平衡时间为20 min、加样体积为10 ml条件下,分别加入氯化钠2、3、4和5 g进行试验,结果显示,当氯化钠加入量为3g时,各个待测物的色谱响应值均较大,综合考虑,本实验选择氯化钠加入量为3 g。见图4。

2.2标准谱图在所选择的实验条件下,标准溶液色谱分离情况见图5。

2.3线性关系和检出限按分析条件测定5种卤代烃的混合标准溶液系列的峰面积,得出线性回归方程、线性浓度范围和检出限见表2。以仪器3倍噪声值表示方法的检出限,对应的浓度为最低检出浓度。在该分析条件下,每种物质在其线性范围内均有很好的线性关系。

2.4加标回收和精密度试验向空白溶剂水样中加入如表3所示浓度的5种卤代烃的混合标准溶液 ( 平行测定6次) ,进行回收率和精密度试验,其回收率范围为91.1%~100.0%,RSD均小于5.0%,能满足方法学要求。

3结论

本文通过对顶空样品瓶加热温度、样品瓶平衡时间、液气比和Na Cl加入量的选择优化,依据国家标准方法[4]建立了测定生活饮用水中5种挥发性卤代烃的顶空气相色谱方法,在所测定线性范围内,加标回收率和检测限能够满足国家标准要求,该方法操作简便,灵敏度高,检测周期短,能够满足实验室饮用水的检测需要,可在基层应用。

卤代烃有机化学篇9

卤代呋喃酮是近年来备受关注的一种新型抗菌成分,研究表明,对于大部分G- 和G+菌,卤代呋喃酮均能发挥良好的抗菌作用,且不会产生细菌耐药性,其生物安全性高,无细胞毒性和遗传毒性[6,7]。若能将卤代呋喃酮引入口腔种植领域,可望在种植体表面抗菌研究中发挥重要的作用。而聚乳酸微球具有无免疫原性、可生物降解、靶向性、缓释性等特点,近年得到广泛关注[8]。其制备出来的载药微球可使药物缓慢平稳地释放,释放周期可长达几个月[9]。本研究以聚乳酸为载体材料,通过正交试验优化制备工艺,拟制备粒径较小(小于500 nm)的卤代呋喃酮缓释微球,并研究其体外释药特性,为下一步在钛种植表面构建抗菌涂层奠定实验基础。

1 材料与方法

1.1 材料

4-溴-5-溴甲烯基-呋喃酮[(Z-)- 4- Bromo- 5- (bromomethylene)- 2(5H)- furanone](Sigma- Aldrich公司,美国);聚L-乳酸(PLLA,数均相对分子质量70 000,西北工业大学自制);聚乙烯醇(PVA,Sigma- Aldrich公司,美国);乙腈(色谱纯,天津协和试剂公司);透析袋(截留物质相对分子质量>1 000,美国);其他化学试剂为国产分析纯。

仪器:JY92- IIN型超声波细胞粉碎仪(宁波新芝生物科技有限公司);S- 4800型场发射扫描电子显微镜(日本日立公司);UV- 2550型紫外分光光度计(日本岛津公司);Mastersizer 2000型激光粒径分析仪(Malvern Instruments公司,英国);TGL- 16G台式高速离心机(上海医用分析仪器厂);FD- 1型冷冻干燥器(北京博医康技术公司);BS- 110S型微量电子天平(德国);HZQ- X 100型震荡培养箱(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司);恒温定时磁力搅拌器(上海精科仪器厂); TI- H 160型超声波清洗器(Elma,德国)。

1.2 方法

1.2.1 卤代呋喃酮/聚乳酸微球的制备

采用油/水型乳化溶剂挥发法制备卤代呋喃酮/聚乳酸微球。在超声作用下,按照设计浓度及投药比将卤代呋喃酮和聚乳酸溶于二氯甲烷,即为油相;将5 g聚乙烯醇溶于495 ml蒸馏水中作为水相。25 ℃下,按比例将油相逐滴滴加到水相中,超声波细胞粉碎仪超声乳化。将得到的油水乳液500 r/min磁力搅拌24 h,以除尽二氯甲烷。微球经固化后,15 000 r/min转速下离心1 h,分离收集微球,并用蒸馏水洗涤3 次,经冷冻干燥24 h后得到白色微球粉末。

1.2.2 正交试验设计

设定固定乳化温度25 ℃和聚乙烯醇浓度(水相浓度)1%,选取影响微球性质较显著的有机相中聚乳酸浓度(A)、油水相比例(B)、投药比(卤代呋喃酮与聚乳酸重量比)(C)和乳化时间(D)4 个因素,每个因素考察3 个水平,采用L9(34)的正交试验设计表(表 1),以平均粒径、跨距、载药量、包封率为指标,优选出最佳制备工艺条件。

1.2.3 测定波长的选择和标准曲线的建立

分别利用乙腈和磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.4)配制一定浓度的卤代呋喃酮溶液,在200～400 nm波长间进行紫外光扫描,可见在240 nm处有最大吸收峰值,而空白微球在此波长范围内无吸收,故确定最佳测定波长为240 nm。利用乙腈配置卤代呋喃酮标准品系列浓度,用紫外分光光度计在240 nm波长处测定吸光度值,对卤代呋喃酮浓度和吸光度值进行线性回归,得到拟合的方程:A=0.043 4C-0.031 7(r=0.999 96, n=6)(标准曲线1),在(2.5～60) μg/ml浓度范围内呈现良好的线性关系,方法回收率为(101.24±1.89)%。按照同样的方法,利用PBS缓冲溶液配置卤代呋喃酮系列浓度溶液,用紫外分光光度计在240 nm波长处测定吸光度值,对卤代呋喃酮浓度和吸光度值进行线性回归,得到拟合的方程:A=0.048 9C-0.023 6(r=0.999 98, n=6)(标准曲线2),在(2.5～60) μg/ml浓度范围内呈现良好的线性关系,方法回收率为(100.36±1.57)%。

1.2.4 微球载药量及包封率的测定

精密称取一定量冷冻干燥后的卤代呋喃酮/聚乳酸微球,加入10 ml乙腈,超声处理20 min,充分溶解聚合物,用紫外分光光度计于240 nm波长处测定吸光度值,利用标准曲线1进行计算即得到卤代呋喃酮含量,微球载药量及包封率公式如下:

载药量(%)=微球中卤代呋喃酮的含量/微球的总质量×100%

包封率(%)=微球中卤代呋喃酮/加入卤代呋喃酮的质量×100%

1.2.5 微球粒径大小和分布的测定

取一定量的干燥卤代呋喃酮/聚乳酸微球在蒸馏水中超声分散20 min后,应用激光粒度分布测试仪测定其粒径,并用如下公式计算其粒径分布即跨距。

跨距=(D90-D10)/D50

1.2.6 优选后制备工艺重现性的考察

按正交试验结果得出的最佳制备工艺条件,重复实验6 次,通过对各指标的测定,考察微球制备工艺的重现性。

1.2.7 微球形态观察

取少量的干燥卤代呋喃酮/聚乳酸微球在蒸馏水中超声分散20 min后,均匀滴在清洁玻片上,干燥喷金后场发射扫描电镜观察微球形态。

1.2.8 微球体外释药特性研究

按照正交试验结果得出的最佳制备工艺条件,进行卤代呋喃酮/聚乳酸微球的制备,离心,冷冻干燥后得到白色粉末。本研究选择磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.4)溶液作为释药介质。精密称取载药缓释微球100 mg置于透析袋(截留物质相对分子质量>1 000)内,放入盛有100 ml pH=7.4的PBS缓冲液的三角烧瓶内,密封后置于震荡培养箱中恒速振荡(37 ℃,100 r/min),分别于0.5、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60 d时从袋外缓冲液中取样1 ml,并立即补加等量同质同温释放介质。利用紫外分光光度计测定其吸光度值,并用标准曲线2计算其释放浓度和累计释放百分率。

2 结果

2.1 卤代呋喃酮/聚乳酸微球的制备工艺结果

卤代呋喃酮/聚乳酸微球的质量可通过微球的粒径(S1)、跨距(S2)、包封率(S3)、载药量(S4)等指标的加权求和值来衡量。由表 2的实验结果分析表明,影响卤代呋喃酮/聚乳酸微球质量的因素影响顺序从大到小依次为:投药比、乳化时间、有机相浓度、油水相比例,最佳实验方案为C2- D3- A1- B3,即有机相中聚乳酸浓度为4%,油水相比例1∶30,投药比为1∶6,乳化时间为300 s。

2.2 优选后制备工艺重现性的考察

按正交试验结果得出的最佳制备工艺条件,即有机相中聚乳酸浓度为4%,油水相比例1∶30,投药比为1∶6,乳化时间为300 s,重复实验6次,结果得到微球的平均粒径为(416±23) nm (图 1),平均跨距为0.95±0.10,平均载药量为(10.45±0.46)%,平均包封率为(60.82±1.01)%,各考察指标波动均较小,说明微球制备工艺的重现性良好。

2.3 微球形态观察

卤代呋喃酮/聚乳酸纳米微球的外观为白色疏松粉末。从场发射电子扫描显微镜图可以看出(图 2),微球外形圆整,表面光滑。

2.4 药物体外释放实验

卤代呋喃酮/聚乳酸微球的体外释放曲线见图 3,可见微球的体外释放过程在前5 d表现出一定的突释现象,平均每天释药5.64%,接下来表现为药物的缓慢释放,释药时间大于60 d,平均每天释药1.50%,在60 d后累计释药90.2%。

3 讨论

近20 年来,钛种植体已经越来越广泛地应用于口腔医学领域,并己成为修复牙列缺损和缺失的重要方法。然而种植失败的病例仍时有报道,文献表明,细菌附着在种植体上会影响新生骨的生长,导致支持骨的丧失,从而降低骨-种植体界面的机械稳定性,是导致种植体失败的主要原因[10]。Quirynen等[11]对种植术后种植体周菌群进行研究的结果表明,在植入后2 h种植体表面即有细菌附着,在1～2周内可检测到多种致病菌。因此早期控制种植体表面细菌聚集和粘附,对于预防和治疗种植体周感染具有重要意义。

将卤代呋喃酮制成微球不仅可以根据特定的治疗需要实现药物的缓慢释放和局部释放,还可以提高其生物利用度,防止全身应用抗菌素引起的菌群失调。为了获得最佳工艺条件,本实验在单因素考察和预实验的基础上,采用L9(34)的正交试验,考察了有机相浓度、油水相比例、投药比及乳化时间对微球质量的影响,得到了重现性优良的最佳工艺参数。由实验结果可见,有机相浓度、油水相比例和乳化时间对微球的粒径以及跨距有较大的影响,而投药比主要体现在对包封率和载药量的影响上。有机相浓度越大,其粘度就越大,在相同剪切力下微球在分散剂中的分散速度减慢,微球粒径和跨距就变大。油水两相体积比越大,单位体积内乳化剂的含量越小,搅拌分散的效果也越差,此时微球粒径及跨距就变大。搅拌速度和搅拌时间对微球粒径及其分布有较大的影响。在本研究中为得到粒径较小的微球,选择的搅拌器为超声波细胞粉碎仪,其搅拌速度和乳液的粘稠度有关,随着搅拌过程中,乳液越来越均匀,其速度也就不断增大,因此选择的可控因素为搅拌时间,即乳化时间。由结果可知,乳化时间越长,其粒径越小,粒径分布也越均匀。当投药比为1∶3时,微球的包封率相对较低,不到50%,而降低投药比为1∶6,包封率显著上升至60%左右,这可能是因为随着投药比的减小,聚乳酸的相对含量增加,从而使得包覆的药物增多。而当继续降低投药比为1∶9时,包封率上升并不明显,可能是因为投药比在1∶6时聚乳酸包裹卤代呋喃酮已基本达到饱和,再提高聚乳酸的相对含量,药物也未被聚乳酸所包裹。微球的载药量随着投药比的降低而降低。通过正交试验,优选出来的最佳制备工艺为:有机相中聚乳酸浓度为4%,油水相比例1∶30,投药比为1∶6,乳化时间为300 s。重复实验6 次,微球粒径,跨距,载药量及包封率波动均较小,说明微球制备工艺的重现性良好。

卤代呋喃酮/聚乳酸微球的体外释放实验表明在前5 d微球表现出一定的突释现象,然后表现为药物的缓慢释放,释药时间大于60 d,平均每天释药1.50%,在60 d后累计释药90.2%。这说明该微球具有良好的缓释作用,药物释放周期长达60 d以上。临床上,牙科种植体和软组织形成边缘封闭的时间约为2 周[12],种植体与骨组织形成牢固的骨结合时间约为2 个月,而本研究所制备的卤代呋喃酮缓释微球其释药时间大于60 d,能够满足临床种植体抗菌要求。

综上所述,本研究采用乳化-溶剂挥发法制备出了粒径较小,分布均匀,具有较高包封率和载药量的卤代呋喃酮/聚乳酸缓释微球,其体外释药时间长达60 d,在牙种植体抗菌方面具有良好的应用前景,为下一步在钛种植表面构建抗菌涂层奠定了实验基础。

摘要：目的:以聚乳酸为载体材料制备卤代呋喃酮缓释微球,并研究其体外释药特性。方法:采用乳化-溶剂挥发法制备卤代呋喃酮/聚乳酸缓释微球,通过正交试验筛选最优制备工艺参数;考察微球的形态,粒径以及载药量、包封率等特征,并通过透析法进行微球体外释药研究。结果:卤代呋喃酮聚乳酸微球的最佳制备工艺稳定、重复性好,微球表面圆整,粒径分布均匀,平均粒径为(416±23)nm,载药量为(10.45±0.46)%,包封率为(60.82±1.01)%。该微球在60 d的药物累积释放率达90.2%。结论:卤代呋喃酮聚乳酸微球缓释时间长达60 d,在牙种植体抗菌方面具有良好的应用前景。

关键词：卤代呋喃酮,聚L乳酸,载药微球,体外释放

参考文献

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