由于卤素原子吸引电子的能力大,致使卤代烃分子中的C—X键具有一定的极性。当C—X键遇到其他的极性试剂时,卤素原子被其他原子或原子团取代。
(1)被羟基取代
卤代烃与水作用可生成醇。在反应中,卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基所取代:
R—X+HOH R—OH+HX
该反应进行比较缓慢,而且是可逆的。如果用强碱的水溶液来进行水解,这个反应可向右进行,原因是在反应中产生的卤化氢被碱中和掉,而有利于反应向水解方向进行。
R—X+NaOH R—OH+NaX
卤素与苯环相连的卤代芳烃,一般比较难水解。如氯苯一般需要高温高压条件下才能水解。
(2)被烷氧基取代
卤代烃与醇钠作用,卤原子被烷氧基(RO—)取代生成醚,这是制取混合醚的方法。
RX+R′ONa®ROR′+NaX
例:CH3Br+CH3CH2ONa®H3C—O—CH2CH3(甲乙醚)+NaBr
(3)被氰基取代
卤代烃与氰化钠(或氰化钾)的醇溶液共热,卤原子被氰基取代生成腈。
RX+NaCN RCN+NaX
生成的腈分子比原来的卤代烃分子增加了一个碳原子,这在有机合成中作为增长碳链的一种方法。
卤代烷在碱的醇溶液中加热,可脱去一个卤化氢分子,形成烯烃。
RCH2CH2X+KOH—→RCH=CH2+KX+H2O
卤代烃能与多种金属作用,生成金属有机化合物,其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物,是有机合成中非常重要的试剂之一。它是卤代烷在无水乙醚中与金属镁作用,生成的有机镁化合物,再与活泼的卤代烃如丙烯型、苯甲型卤代烃偶合,形成烃。
RX+Mg RMgX
CH2=CHCH2Cl+RMgCl—→CH2=CHCH2R+MgCl2
C6H5CH2Cl+CH2=CH—CH2MgCl—→C6H5CH2CH2CH=CH2+MgCl2
卤代烷与金属钠作用可生成烷烃,利用这个反应可以制备高级烷烃。
2RBr+2Na—→R—R+2NaBr