分子結構與官能團
鹵代烷
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拿一個烷烴,把它的一個氫換成鹵素——氟、氯、溴或碘——你就得到一個鹵代烷。氯仿、老式冰箱裡的製冷劑、庫房架上的溴乙烷:這些都是鹵代烷。這一個鹵素徹底改變了分子的脾氣,把一個惰性的烴變成一個活潑的多面手。
鹵代烷(也叫烷基鹵)是 R-X 型化合物,R 是烷基,X 是鹵素。關鍵在於碳鹵鍵。鹵素比碳更負電性,所以這根鍵被極化了:碳帶部分正電荷,鹵素帶部分負電荷。這使碳具有親電性——渴求富電子的夥伴——也使鹵素成為一個潛在的離去基團,能帶著成鍵電子離開。正是這一根極性的、易斷的鍵,使鹵代烷成為取代反應和消除反應的教科書底物。
鹵代烷作為活潑的合成砌塊,在有機化學裡居於核心地位:一個親核試劑可以把鹵素擠走,從而裝上幾乎任何新基團;或者一個鹼可以拔掉鄰近的一個氫,生成烯烴。它們和所連的碳一樣,分為伯、仲、叔,這個分類強烈影響著哪條反應途徑佔主導。在更廣闊的世界裡,某些鹵代烴聲名狼藉——氟氯烴曾破壞臭氧層——這也是人們關注更環保替代品的部分原因。
溴乙烷 CH3CH2Br 是一種簡單的鹵代烷。用氫氧根(OH-)處理它,OH- 會把溴離子擠走,生成乙醇——這是一個教科書式的取代反應,說明了那根極化的 C-Br 鍵為何如此有用。
極性的 C-X 鍵使碳具親電性,並使鹵素成為離去基團。
在取代和消除反應中,活性通常是 C-I > C-Br > C-Cl > C-F,因為較弱、較易極化的鍵更容易斷裂——儘管 C-F 是極性最強的鍵,氟離子卻是很差的離去基團。
又稱
另見