Free radical chlorination

概览

光化学氯化可将烷烃转化为氯代烷。

转化

烷烃 → 氯代烷

方程式

R-H + Cl2 -> R-Cl + HCl

试剂

Cl2

反应环境

hν

反应类别

自由基取代

机理

自由基取代

Evidence level

教材核心内容

底物范围

适用范围

烷烃可在光化学条件下发生氯代反应，生成氯代烷。

来源说明

The mechanism diagram uses ethane mono-chlorination as the exemplar, not a selective synthesis claim. Longer or branched alkanes can give positional isomer mixtures, further chlorination/overchlorination products, and termination by-products; bromination would give bromoalkanes and is not recorded as this chloroalkane route.

相关反应

• Chlorination: Alcohols → Chloroalkanes

  醇可转化为氯代烷，为后续取代反应引入更易离去的基团。

• Chlorination with thionyl chloride: Alcohols → Chloroalkanes

  氯化亚砜将醇转化为氯代烷，同时生成二氧化硫和氯化氢。

• Hydrochlorination: Alkenes → Chloroalkanes

  氯化氢在烯烃双键两端加成，可生成氯代烷。

• Hydrolysis: Chloroalkanes → Alcohols

  氢氧根可取代 C-Cl 中的氯，形成醇。

• Cyanation: Chloroalkanes → Nitriles

  氰根取代生成腈，使碳链增加一个碳原子。

• Amination: Chloroalkanes → Amines

  氨取代氯，形成伯胺；过量氨可限制进一步烷基化。

• Elimination: Chloroalkanes → Alkenes

  碱促进的消去反应脱去 HCl，生成烯烃。

• Free radical bromination: Alkanes → Bromoalkanes

  光化学溴化可将烷烃转化为溴代烷。

• Cracking: Alkanes → Alkenes

  热裂解或催化裂解将长链烷烃转化为较短的分子，其中包括烯烃。

• Hydrogenation: Alkenes → Alkanes

  氢化将烯烃还原为烷烃。

• Grignard formation: Chloroalkanes → Grignard reagents

  氯代烷可在无水乙醚中与镁反应，形成格氏试剂。

• Complete combustion: Alkanes → Carbon dioxide

  烷烃在过量氧气中完全燃烧，生成二氧化碳和水。

参考文献

1. Organic Chemistry: Preparing Alkyl Halides from Alkanes: Radical HalogenationJohn McMurry · OpenStax Organic Chemistry · 2023

   Supports alkane reaction with Cl2 under ultraviolet light to form chloroalkanes by radical halogenation, including initiation, propagation, termination, product mixtures and multiple chlorination; analogous bromination is retained as a scope boundary.