请大学有机化学高手来回答个归纳型的问题。
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发布时间：2022-05-05 00:55
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时间：2022-06-28 00:17
2._掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响
3._ 掌握羧酸的制备方法
4, 了解重要的羧酸的主要用途
5._ 了解二元羧酸取代羧酸的特性反应
学习要求
学习内容
羧酸化合物的简介
羧酸的分类,命名和结构
羧酸的物理性质和光谱性质
羧酸的化学性质
羧酸的来源和制备
重要的一元羧酸
二元羧酸
取代酸
酸碱理论
化学性质一览表
羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基(-COOH)取代而生成的化合物.其通式为RCOOH.羧酸的官能团是羧基.
布洛芬
阿司匹林
羧酸是许多有机物氧化的最后产物,它在自然界普遍存在(以酯的形式),在工业,农业,医药和人们的日常生活中有着广泛的应用.
羧酸化合物的简介
故羧基的结构为一 P-π共轭体系
_
第一节 羧酸的分类,命名和结构
一,结构
当羧基电离成负离子后,氧原子上带一个负电荷,更有利于共轭,故羧酸易离解成负离子
_
由于共轭作用,使得羧基不是羰基和羟基的简单加合,所以羧基中既不存在典型的羰基,也不存在着典型的羟基,而是两者互相影响的统一体.
羧酸的性质可从结构上预测,有以下几类:
还原反应
二,命名
1,俗名
酒石酸 马来酸
蚁酸,
蚁酸 安息香酸 草酸 琥珀酸(丁二酸)
柠檬酸(3—羟基—3—羧基戊二酸)
肉桂酸(3—苯基丙烯酸)
()
a.含羧基的最长碳链作为母体,按照主链碳原子数目命名为'某'酸 .
b.编号.从羧基C原子开始编号.(用阿拉伯数字或希腊字母.)
c. 如有不饱和键要标明烯(或炔)键的位次.并主链包括双键和叁键.将取代基的位次,数目,名称依次写在母体名称前面.,数目,名称依次写在母体前面
d. 脂环族羧酸.简单的在脂环烃后加羧酸二字,复杂的环可作为取代基.
e.芳香酸可作脂肪酸的芳基取代物命名.
f.多元羧酸:选择含两个羧基的碳链为主链,按C原子数目称为某二酸.
2,系统命名法
-乙氧基乙酸
4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸
丙醛酸
(3-氧代丙酸或3-羰基丙酸)
3-丁酮酸
(3-氧代丁酸或乙酰乙酸)
(1R, 3R)-1,3-环己烷二羧酸
三,分类
1.按烃基的种类可分为:
a.脂肪族羧酸:饱和羧酸,不饱和羧酸
b,脂环族羧酸
c,芳香酸
2.按羧基数目可分为:一元羧酸,二元羧酸,多元羧酸_
_
饱和酸
不饱和酸
芳香酸
一元酸
乙酸
丙烯酸
苯甲酸
二元酸
乙二酸
顺丁烯二酸
邻二苯甲酸
溶解度
羧酸的物理性质
物态:C1~C3 有刺激性酸味的液体,溶于水.
C4~C9 有酸腐臭味的油状液体,难溶于水.
> C9 腊状固体,无气味.
二元羧酸,芳酸为晶体 .
羧酸是极性分子,能与水形成氢键,故低级一元酸(C1～C4)可与水互溶,但随分子量↑,在水中的溶解度↓,从正戊酸开始在水中的溶解度只有3.7 %,>C10的羧酸不溶于水.二元酸易溶于水,芳酸的溶解度也很小.苯甲酸的溶解度为 0.34g / 100gH2O
熔,沸点
①熔点:一元羧酸从C6开始,随分子量↑,呈锯齿形上升.偶数碳原子羧酸的m.p>相邻两个同系物的m.p.出现熔点双曲线.主要是偶数碳的对称性高,分子在晶体中排列整齐,晶格能较大,熔点较高.
②沸点
直链饱和一元羧酸的沸点较分子量相近的醇要高.如:甲酸,乙醇分子量均为46,沸点为100.5℃,78.3℃;乙酸,丙醇分子量为60,沸点为117.9℃,97.2℃.
主要原因为:羧酸以氢键彼此缔合, a) 此键键能大于醇之间氢键的键能.(酸中的氢键键能: 30kJ / mol ,醇中氢键键能:25kJ / mol .)b) 低级酸在蒸汽中也是以二聚体存在,所以沸点高.
IR:反映出-C=O和-OH的两个官能团
RCH2COOH R2CHCOOH
1HNMR:RCOOH
羧酸的光谱性质
羧酸的化学性质
由于共轭作用,使得羧基不是羰基和羟基的简单加合,所以羧基中既不存在典型的羰基,也不存在着典型的羟基,而是两者互相影响的统一体.
羧酸的性质可从结构上预测,有以下几类:
一,酸性
二,羧基上的羟基(OH)的取代反应
三,脱羧反应
四,α-H的卤代反应
五,羧酸的还原
羧酸的酸性比水,醇强,甚至比碳酸的酸性还要强.
羧酸离解后生成的RCOO- 负离子,由于共轭效应的存在,氧原子上的负电荷则均匀地分散在两个原子上,因而稳定,容易生成.
一,酸性
羧酸的酸性表现在:
羧酸能与碱作用成盐,也可分解碳酸盐.
此性质可用于醇,酚,酸的鉴别和分离,不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3,不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3,不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3.含羧基的有机物,在碱中可增加水溶性.如:青霉素G是含羧基的有机物,不溶于水.一般制成钾钠盐增加水溶性,易于吸收.
影响羧酸酸性强度的因素
1,电子效应对酸性的影响
2,取代基位置对苯甲酸酸性的影响
3,场效应的影响
1,电子效应对酸性的影响
1°吸电子诱导效应使酸性增强.
FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH
pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.76
2°供电子诱导效应使酸性减弱.
CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH
pKa值 4.76 4.87 5.05
3°吸电子基增多酸性增强.
ClCH2COOH > Cl2CHCOOH > Cl3CCOOH
pKa值 2.86 1.29 0.65
1)诱导效应
2) 共轭效应 当羧基能与其他基团共轭时,则酸性增强
4°吸电子基的位置距羧基越远,酸性越小.
CH3COOH +C
④ (OH) -I RCH2OH > R2CHOH > R3COH
醇相同时 HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH
(3) 成酯方式
酯化时,羧酸和醇之间脱水可有两种不同的方式:
究竟按哪种方式脱水,与羧酸和醇的结构及反应条件有关.经同位素标记醇的办法证实:
Ⅰ 伯醇和仲醇与羧酸的酯化是按酰氧键断裂进行的.
Ⅱ 叔醇与羧酸的酯化是按烷氧键断裂进行的.
H2O中无O18,说明反应为酰氧断裂.
(4)酯化反应历程
1°,2°醇为酰氧断裂历程,
3°醇(叔醇)为烷氧断裂历程.
CH3COOH + SOCl2 CH3COCl + SO2 + HCl
亚磷酸不易挥发,故该法适用于制备低沸点酰氯.
磷酰氯沸点较低(105.3℃),故适用于制备高沸点酰氯
该法的副产物均为气体,有利于分离,且产率较高.
2.酰卤的生成
羧酸与PX3,PX5,SOCl2作用则生成酰卤.
因乙酐能较迅速的与水反应,且价格便宜,生成的乙酸有易除去,因此,常用乙酐作为制备酸酐的脱水剂.
1,4和1,5二元酸不需要任何脱水剂,加热就能脱手生成环状(五元或六元)酸酐.
3.酸酐的生成
羧酸在脱水剂作用下加热,脱水生成酸酐.
不对称酸酐用羧酸盐与酰氯反应制备
例如:
_
二元酸的二铵盐受热则发生分子内脱水兼脱氨,生成五元或六元环状酰亚胺.
4.酰胺的生成
在羧酸中通入氨气或加入RNH2,R2NH ,可得到羧酸铵盐,铵盐热解失水而生成酰胺.
_
_
三,脱羧反应
羧酸在一定条件下受热可发生脱羧反应.
饱和一元羧酸在加热下较难脱羧,但低级羧酸的金属盐在碱存在下加热则可发生脱羧反应.
洪塞迪克尔(Hunsdiecker)反应:羧酸的银盐在溴或氯存在下脱羧生成卤代烷的反应.
_此反应可用来合成比羧酸少一个碳的卤代烃.
羧酸与 HgO + Br2 也可得卤烃,称为 克利斯脱反应
羧酸与 (CH3COO)4Pb ·LiCl得氯代烃 称为 柯奇反应
一元羧酸的α碳原子上连有-NO2,-C≡N,
-CO-,-Cl 等强吸电子集团时,易发生脱羧.
某些芳香族羧酸不但可以脱羧,且比饱和一元酸容易.
现可采用气相催化脱羧有羧酸直接来制备酮.
电解羧酸盐溶液可在阳极发生烷基的偶合,生成烃,
该反应称为Kolbe反应.
Kolbe反应用于二元酸单酯电解生成长链二元酸酯也
是成功的例子之一.
脂肪族羧酸的α- 氢原子也可被卤原子取代,但其反应活性要比醛,酮低的多,通常要在少量红磷,硫等催化剂存在下方可进行.
控制条件,反应可停留在一取代阶段.
四,α-H的卤代反应
α-卤代酸很活泼,可以进行亲核取代反应和消除反应.如:
羧酸不易被还原.但在强还原剂LiAlH4作用下,羧基可被还原成羟基,生成相应的1°ROH
该法不仅产率高,而且不影响C=C和C≡C的存在,可用于不饱和酸的还原.
五,羧酸的还原
乙硼烷也可将羧基还原为伯醇
羧酸的来源和制备
来源: 羧酸广泛存在与自然界,常见的羧酸几乎都有俗名.自然界的羧酸大都以酯的形式存在于油,脂,(高级脂肪酸甘油酯)蜡(高级脂肪酸高级一元醇酯)中.油,脂,蜡水解后可以得到多种羧酸的混合物.
制法:
一,氧化法
二,羧化法
三,水解法
_
(一)烃的氧化——有α-H的芳烃才能氧化为苯甲酸
(二) 伯醇或醛的氧化——制备同碳数的羧酸
一.氧化法
甲基酮氧化——制备减少一个碳原子 的羧酸
(四) 烯烃,炔烃的氧化——适用于对称烯烃,炔烃和末端烯烃,炔烃
(五) 无α— H 的醛在浓碱中加热,可得酸和醇
环酮可被氧化为内酯,进而被氧化为二酸
(三).酮的氧化
二,羧化法
(一) Grignard试剂与CO2作用——制备增加一个碳原子的羧酸
(二)烯烃羰基化法——制备增加一个碳原子的羧酸
烯烃在Ni(CO)4催化剂的存在下吸收CO和H2O而生成羧酸.
1°,2°,3°RX都可使用.但乙烯式卤代烃难反应.
三,水解法
此法仅适用于1°RX(2°,3°RX 与NaCN作用易发生消除反应).
_
1._
(二)羧酸衍生物的水解
油脂和羧酸衍生物得羧酸,及副产物甘油和醇.
(三)通过乙酰乙酸乙酯,丙二酸二乙酯合成各种羧酸.
(四) Kolbe-Schmitt反应——制备增加一个碳原子酚酸
(一) 腈的水解——制备增加一个碳原子的羧酸
重要的一元羧酸
甲酸
1.结构
2.特性
① 甲酸的酸性显著高于其它饱和一元酸
② 甲酸具有还原性,能发生银镜反应.
③ 甲酸也能使高锰酸钾溶液退色.
④ 甲酸具有杀菌力,可作消毒或防腐剂.
⑤ 甲酸与浓硫酸加热,则分解生成一氧化碳和水.
乙酸 ,苯甲酸
3. 制法
甲酸的水溶液不能用蒸馏的方法得到纯甲酸,要用
无水甲酸钠加入含硫酸的甲酸中蒸馏得到.或
一,物理性质
1.物态 二元羧酸都是固态晶体,熔点比相近分子量的一元羧酸高得多.随碳原子数目的增加,熔点呈下降趋势,偶数碳比奇数为高.
2.溶解度 比相应的一元酸大,易溶于乙醇,难溶于其他有机溶剂.
二,二元羧酸的化学性质
三,重要的二元羧酸
乙二酸(草酸)具有还原性,易被氧化成二氧化碳和水.
己二酸
丁烯二酸
苯二甲酸
二元羧酸
二,二元羧酸的化学性质
1.具有羧酸的通性
对酸性而言 Ka1 > Ka2或 pKa1〈 pKa2
对于顺与反式丁烯二酸
对于酸性:Ka1(顺) 〉Ka1(反) ; Ka2(反)〉Ka2(顺)
顺反式结构在其他物理性质方面也有差异,如:水溶性顺式大于反式(顺式偶极矩大),熔点反式高于顺式(反式对称性高,晶格能大)
2.二元羧酸受热反应的规律
Blanc规则(布朗克) :在可能形成环状化合物的条件下,总是比较容易形成五元或六元环状化合物(即五,六元环容易形成).
(1) 乙二酸,丙二酸受热脱羧生成一元酸
(2)丁二酸,戊二酸受热脱水(不脱羧)生成环状酸酐
(3)己二酸,庚二酸受热既脱水又脱羧生成环酮
3.与二元醇反应
二元酸与二元醇反应可生成环酯(但仅限于五元环或六元环)
也可以生成聚酯.
(1) 乙二酸,丙二酸受热脱羧生成一元酸,
_
(2)丁二酸,戊二酸受热脱水(不脱羧)生成环状酸酐,
(3)己二酸,庚二酸受热既脱水又脱羧生成环酮,
取代羧酸
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或子团取代后形成的化合物称为取代酸.
取代酸有卤代酸,羟基酸,氨基酸,羰基酸等,其中卤代酸,氨基酸将在有关章节中讨论,这里只讨论羟基酸和羰基酸.
一,羟基酸
1.制法
2.羟基酸的性质
3.重要的羟基酸 (自学)
二, 羰基酸
分子中含有羰基,有含有羧基的化合物称为羰基酸,如丙酮酸,3-丁酮酸等.
1)卤代酸水解 用碱或氢氧化银处理α,β,γ等卤代酸时可生成对应的羟基酸.
3)列佛尔曼斯基(Reformatsky)反应 制备β-羟基酸的方法.
2) 氰醇水解 制α-羟基酸
1,羟基酸制法
_
具有醇和酸的共性,也有因羟基和羧基的相对位置的互相影响的特性反应.主要表现在受热反应规律上.
_
β-羟基酸受热发生分子内脱水,主要生成α-β
不饱和羧酸.
_
α-羟基酸受热时,两分子间相互酯化,生成交酯.
2.羟基酸的性质
γ-和δ-羟基酸受热,生成五元和六元环内酯.
α-和β-羟基酸还有被氧化后再脱羧的性质
α-和β-羟基酸的降解反应:
这是制备高级脂肪醛酮的方法
_____ 自然界中的羟基酸
① 乳酸:
结构:
存在:酸牛奶(外消旋),蔗糖发酵(左旋的),肌肉中(右旋的).
用途:具有很强的吸湿性;工业上作除钙剂(钙盐不溶于水);食品工业中作增酸剂;钙盐可补钙.
② 苹果酸(α-羟基酸)
结构: _
存在:未成熟的果实内;植物的叶子中;自然界中存在的是左旋体.
用途:制药和食品工业.
③ 洒石酸
结构
_
存在:多种水果中;或以盐的形式存在于水果中.
用途:可用作酸味剂,其锑钾盐有抗血吸虫作用.
④ 柠檬酸
结构:
_
存在:多种植物的果实中;动物组织与体液中,为无色晶体.
用途: 食品工业的调味品(有酸味),也用于制药业.
_
注意:羟基与羧基间的距离大于四个碳原子时,受热则生成长链的高分子聚酯.
α-和β-羟基酸还有羟基被氧化后再脱羧的性质.
讨论: 写出下列反应的产物℃
讨论:下列反应的产物是
1,羰基酸具有羰基和羧酸的典型反应.
2,_ 酮酸的特性反应
α-酮酸与稀硫酸共热时,脱羧生成醛.
β-酮酸受热易脱羧生成酮._
_
二, 羰基酸
酸碱理论
一,布伦斯特酸碱理论
凡是能释放质子的任何分子或离子都是酸.
布伦斯特认为酸碱强度可根据电离常数来比较
HAc Ka=1.7*10-5
H2O Ka=1.8*10-16
二,路易斯酸碱理论
路易斯酸是电子对的接受体
路易斯碱是电子对的给予体
化学性质一览表
酸性与成盐
2. 酸酐的生成
1. 酰卤的生成
羧酸衍生物的生成
如:
α-H 卤代反应
脱 羧 反 应
4. 酰胺的生成
3. 酯的生成
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时间：2022-06-28 00:17
有机化学中常见的人名反应
作者简介：
姓名：童星辉
班级：湖南科技学院 生命科学与化学工程系 化学0601班
学号：200607001055
内容简介：
人名反应在化学中特别是有机化学中是很常见的，我们为了纪念一些在化学史上作出了贡献的科学家，我们将其所发现的反应就按其名字命名，所以，就出现了人名反应一词。人名反应非常重要，同时又特别很难掌握，本人将自己所看到的很常见的15个人名反应归纳并总结了一下。不对之处尽请大家赐教，本人不胜感激。
参考文献： 高等教育出版社出版的《有机化学 第四版》
特别鸣谢 陈娟同志的友情支持。
关键词： 有机化学 人名反应
正文：
一、列佛尔曼斯基反应 a-卤代酸酯在锌粉的作用下与醛、酮反应，产物水解后即得到b-羧基酸酯。
这个反应称为列佛尔曼斯基反应，是制备b-羧基酸酯的最好方法，b-羧基酸酯水解就可以得到b-羧基酸。
二、克莱森缩合 乙酸乙酯在乙醇钠或金属钠的作用下，发生酯缩合反应，生成乙酰乙酸乙酯。
三、狄克曼反应 酯缩合反应也可以在分子内进行，形成环酯，这种环化酯缩合反应又称为狄克曼反应，是合成五元、六元碳环的一个重要方法。
注：并不是所有的二元酸酯都能发生环缩合，一般局限于生成稳定的五碳环和六碳环。产物在酸性溶液中水解，最初生成b-湍基酸，由于b-湍基酸不稳定，容易脱羧，最后得到的是环酮。
四、霍夫曼降级反应 酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱性溶液作用时候，脱去湍基生成胺，这是霍夫曼所发现制胺的一个方法，在反应中减少了一个碳原子，所以称霍夫曼降级反应。
五、科普消除反应 胺极易氧化，胺的氧化一般分为“加入氧”、“脱去氢”，具有b-氢的氧化胺，加热时发生消除反应，产生烯烃。
这一反应称为科普消除反应，由于反应过程形成平面的五元环，氧化胺的氧作为进攻b-氢的碱，所以是同侧消除，是立体专一性的顺式消除。
六、加布里埃尔合成法 加布里埃尔合成法是制造纯净的一级胺的好方法。反应的第一步是将邻苯二甲酰亚胺在碱性溶液中与卤代烷发生SN2反应，生成N-烷基邻苯二甲酰亚胺，第二步是N-烷基邻苯二甲酰亚胺水解得到一级胺。
七、瓦格类尔—麦尔外因重排 瓦格类尔—麦尔外因重排最早是在双环浈类的反应中发现的，例如，a-蒎烯与氯化氢发生反应生成2—氯茨。
反应中虽然是叔碳正离子重排为仲碳正离子，但是由四元环扩张到五元环后，张力减少了，所以发生了重排。瓦格类尔—麦尔外因重排是典型的碳正离子重排反应，其范围很广，最常见的是醇在酸性溶液条件下发生的重排。同时，贝克曼重排、霍夫曼重排以及贝耶尔—维林格重排等都是重排反应的重点，都应该留意，并归纳总结。
八、麦尔外因—庞多夫—维尔莱(Meerwein-Ponndorf-Verley)还原法 在异丙醇铝和异丙醇存在下，使醛或酮还原成醇：
它的逆反应一般称为奥本奥尔（Oppenauer）氧化反应
九、吉日聂耳-沃尔夫-黄鸣龙法 醛、酮和肼反应生成的腙在氢氧化钾或乙醇钠作用下能分解释放出氮而成烃：
实例
十、克莱门森法 醛或酮和锌汞齐、浓盐酸一起加热，羰基即被还原为亚甲基，称为克莱门森法。例如：
十一、贝耶尔-维林格反应 酮被过氧酸氧化生成酯，其碳架不受影响，因而有合成价值。例如：
十二、康尼查罗反应 没有a-氢的醛与强碱共热时，则其一个分子作为氢的受体，另一分子作为氢的供体，前者被还原，后者被氧化，发生了分子间的氧化还原反应而生成等物质的量的酸和醇。例如：
傅-克酰化法 其通式是：
十三、维路斯玫尔反应 通常是指应用N，N-二取代甲酰胺和 使芳环甲酰化的反应。比如下例反应：
十四、狄尔斯—阿尔德反应 狄尔斯—阿尔德反应是最重要的一类环加成反应，是制备六元环的一种方法，值得注意的是，这个反应在加热条件下进行，但在光照条件下，这个反应是不能发生的。
十五、齐齐巴宾反应 吡啶环是由于电子云密度低，易进行亲核取代，一般发生在吡啶的a—位。将吡啶与氨基钠在N，N—二甲基苯胺溶液中加热到110C，吡啶环上的a—位的氢负离子被亲核性极强的氨基负离子取代，同时有氢气放出，称为齐齐巴宾反应。
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时间：2022-06-28 00:18
增加碳原子的方法有:格氏试剂,双键的加成,烷基化(试剂),酰基化,氰基化(这个基团只加1个碳),羟醛缩合
减少碳链的方法有:氧化(断链),脱羧基反应,酰氨的分解(这个反应的名字我忘记了)
忘了好多,你把有机化学书看一遍,做下笔记,一下就通了,很简单的,两晚上搞定
热心网友
时间：2022-06-28 00:18
比如你想问什么反应
是苯？烷烃？烯烃？酮？醇?
这些反应让我们的教授给你讲一遍恐怕还要1周
在这里几乎是不可能的
我推荐你去买有机化学去看，系统的学习才能考取好成绩
没有基底是不行的啊
我先找了一些，减少的再找找
增长碳链的常用方法:
a、双烯合成：在无水AlCl3的作用下，两个分子的烯结合成一新的分子；
（1）双烯体是以顺式构象进行反应的，反应条件为光照或加热。
（2）双烯体（共轭二烯）可是连状，也可是环状。如环戊二烯，环己二烯等。
（3）亲双烯体的双键碳原子上连有吸电子基团时，反应易进行。常见的亲双烯体有：
CH2=CH-CHO CH2=CH-COOH CH2=CH-COCH3
CH2=CH-CN CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CH2Cl
b、羟醛缩合：如聚乙烯醇缩丁醛；
具有α-H的醛，在碱催化下生成碳负离子，然后碳负离子作为亲核试剂对醛酮进行亲核加成，生成β－羟基醛，β－羟基醛受热脱水成不饱和醛。
c、成酯：聚酯；
酸和醇在浓硫酸作用下,脱去水,形成酯
d、成酰胺：尼龙；
你给的例子就属于这个
e、格列亚反应：与烷基卤化镁反应；
烷基卤化物易溶于醚类溶剂，与镁反应生成烷基氯化镁(即格氏试剂)。
f、亲核取代：卤代烷与烷基铜锂的反应；
饱和碳上的亲核取代反应很多。例如，卤代烷能分别与氢氧化钠、醇钠或酚钠、硫脲、硫醇钠、羧酸盐和氨或胺等发生亲核取代反应，生成醇、醚、硫醇、硫醚、羧酸酯和胺等。醇可与氢卤酸、卤化磷或氯化亚砜作用，生成卤代烃。卤代烷被氢化铝锂还原为烷烃，也是负氢离子对反应物中卤素的取代。当试剂的亲核原子为碳时，取代结果形成碳-碳键 ，从而得到碳链增长产物，如卤代烷与*、炔化钠或烯醇盐的反应。
热心网友
时间：2022-06-28 00:19
