3． 与金属锂反应
卤代烷与金属锂在非极性溶剂（无水乙醚、石油醚、苯）中作用生成有机锂化合物：
石油醚C4H9Li + LiXC4H9X + 2 Li
1）有机锂的性质与格氏试剂很相似，反应性能更活泼，遇水、醇、酸等即分解。故制备和使用时都应注意被免。
2） 有机锂可与金属卤化物作用生成各种有机金属化合物。
3） 重要的有机锂试剂 二烷基铜锂（一个很好的烷基化剂）。 制备：
无水乙醚2RLi + CuIR2CuLi + Li I
二烷基铜锂
用途：制备复杂结构的烷烃′
R2CuLi + R XR R + RCu + LiX′′
R可是1°R X′最好是1°、3°、2°
也可是不活泼的卤代烃如RCH=CHX
例如：
(CH3)2CuLi + CH3(CH2)3CH2ICH3(CH2)4CH3 + CH3Cu + LiI
98% ClCH3(CH)CuLi +32+ CH3Cu + LiCl
75%
CH3(CH2)3CH2Br(CH3CH2CH-)2CuLi CH3CH2CHCH2CH2CH2CH2CH3 CH3CH33-甲基辛烷84%
此反应叫做科瑞（Corey）—— 郝思（House）合成法。 （四）卤代烷的还原反应
卤代烷可以被还原为烷烃，还原剂采用氢化锂铝。反应只能在无水介质中进行。 R X + LiAlH4R H DCHCH3THF CHCH3+ LiAlD4 Cl 79%光学活性
§ 9—3 亲核取代反应历程
卤代烷的亲核取代反应是一类重要反应，由于这类反应可用于各种官能团的转变以及碳碳键的形成，在有机合成中具有广泛的用途，因此，对其反应历程的研究也就比较充分。
在亲核取代反应中，研究得最多的是卤代烷的水解，在反应的动力学、立体化学，以
·98·
及卤代物的结构，溶剂等对反应速度的影响等都有不少的资料。根据化学动力学的研究及许多实验表明，卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的。即双分子亲核取代反应（SN2反应）和单分子亲核取代反应（SN1反应）。
一、双分子亲核取代反应（SN2反应）
实验证明：伯卤代烷的水解反应为SN2历程。 - -RCH2OH + BrRCH2Br + OH
-V = K[ RCHBr ] [ OH ]2
V =水解速度
K =水解常数 因为RCH2Br的水解速率与RCH2Br和OH的浓度有关，所以叫做双分子亲核取代反
应（SN2反应）。
1．反应机理 一不完成（新键的形成和旧键的断裂同步进行），无中间体生成，经过一个不稳定的“过渡态”。 HHH δδHO C BrHO +…+ BrCCBrHO…H HHHHH
过渡态
其反应过程中的轨道重叠变化如下图所示： HHH HO+BrBrCHOCBrHOCH HHHHH SN2反应成键过程中轨道转变示意图
2．SN2反应的能量变化
SN2反应机理的能量变化可用反应进程 — 位能曲线图表示如下：
δδ[ HO CH…3 Br ]…
E 位 能H HO+CH3Br CH3OH + Br
反应进程
SN2反应进程中的能量变化
3．SN2反应的立体化学
-1） 异面进攻反应（Nu从离去基团L的背面进攻反应中心）。
·99·
-
δδ-- Nu C LNuCNu C + L ……
2） 构型翻转（产物的构型与底物的构型相反——瓦尔登Walden转化）。
C6H13例如： C6H13SN2HO+CBrHOC + BrHH CH3CH3 ( ) - 2 -溴辛烷( ) - 2 -辛醇
α= 34.2α= 9.9
实例说明，通过水解反应，手性中心碳原子的构型发生了翻转。根据大量立体化学和动力学研究材料，可以得出下面的结论：按双分子历程进行亲核取代反应，总是伴随着构型的翻转。也就是说，完全的构型转化往往可作为双分子亲核取代反应的标志。
二、单分子亲核取代反应（SN1反应）
实验证明：3°RX CH2=CHCH2X 苄卤的水解是按SN1历程进行的。
CH3CH3 --CH3CBr+ OHCH3COH+ Br
CH3CH3
V = K（CH 3 3） C - Br
因其水解反应速度仅与反应物卤代烷的浓度有关，而与亲核试剂的浓度无关，所以称为单分子亲核取代反应（SN1反应）。
1．反应机理
两步反应（SN1反应是分两步完成的）。 第一步：
CH2 CH3CH3-δδ+ Br CH3C……BrCH3CBr慢CH3CCH3 CH3CH3 ）过渡态（1第二步：
CH2 CH3CH3δ快-δ + OHCH3C……OHCH3COHCH3CCH3CH3 CH32 过渡态（ ）
反应的第一步是卤代烃电离生成活性中间体碳正离子，碳正离子再与硷进行第二步反应生成产物。故SN1反应中有活性中间体——碳正离子生成。
2．SN1反应的能量变化
·100·
…3 3（CH ）C Br …3 3（CH ）C OH 位CH3 3（ ）C 能3 3（CH ）C-Br
-3 3+ HO（CH ）C-OH
反应进程3．SN1反应的立体化学
1） 外消旋化（构型翻转 + 构型保持）
因：SN1反应第一步生成的碳正离子为平面构型（正电荷的碳原子为sp2杂化的）。
第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。
R1R1CR2R3BraCR2R3HObR1HOCR3R2+R1COHR2R3b构型保持外消旋体a构型转化2） 部分外消旋化（构型翻转 > 构型保持）
SN1反应在有些情况下，往往不能完全外消旋化，而是其构型翻转 > 构型保持，因而其反应产物具有旋光性。
例如： n-n-C6H13C6H13n-C6H1360%H2O乙醇
HOCCBrCOH+SN1条件 HHHCH3CH3CH3
( ) - 2 -( ) - 2 -溴辛烷( ) - 2 -辛醇辛醇
673%
左旋2-溴辛烷在SN1条件下水解，得到67%构型翻转的右旋2-辛醇，33%构型保持的左旋2-辛醇，其中有33%构型翻转的右旋2-辛醇与左旋2-辛醇组成外消旋体，还剩下34%的右旋2-辛醇，所以，其水解产物有旋光性。
理论解释——离子对历程
离子对历程认为，反应物在溶剂中的离解是分步进行的。可表示为： R X+XR-XRR X
溶剂分隔离子对紧密离子对
-在紧密离子对中R+ 和X 之间尚有一定键连，因此仍保持原构型，亲核试剂只能从背面进攻，导致构型翻转。
在溶剂分隔离子对中，离子被溶剂隔开，如果亲核试剂介入溶剂的位置进攻中心碳，
·101·
则产物保持原构型，由亲核试剂介入溶剂的背面进攻，就发生构型翻转。
当反应物全部离解成离子后再进行反应，就只能得到外消旋产物。见P235所示。 3） 构型完全保持 例如：
HHHOOO- Br HOCCCCCCHOS1Br NOOOH3CHCHC33
碳正离子100%构型保持
理论解释——邻近基团的参与
分子内中心碳原子邻近带负电荷的基团（上述为羧基负离子）象Nu：一样从连接溴原子（离去基团）的背面向中心碳原子进攻，进行了分子内的类似于SN2反应，生成不稳定的内酯。
OH HO- BrCCCC
OBrOHC 3H3CHO
-在内酯中手性碳原子的构型发生了翻转，碳正离子的构型被固定，因此，亲核试剂（OH）就只能从原来溴原子离区的方向进攻，手性碳原子的构型再一次发生翻转，经过两次翻转，结果使100%保持原来的构型不变。
H OHOHO- BrCCC CCCHOBrOOO HCHC33H3CHO
在有机化学反应中，有很多与次类似的邻近基团参与的亲核取代反应，若反应物分子
--内中心碳原子邻近有-COO、-O、-OR、-NR2、-X、碳负离子等基团存在，且空间距离适当时，这些基团就可以借助它们的负电荷或孤电子对参与分子内的亲核取代反应。反应结果除得到亲核取代产物外，还常常导致环状化合物的形成。见P236。
4． SN1反应的特征——有重排产物生成
因SN1反应经过碳正离子中间体，会发生分子重排生成一个较稳定达到碳正离子。 例如：
CH3
C2H5OHCH3CCH2OC2H5
CH3CH3CH3- C2H5OCH 3CCH2BrS1CH3CCH2NCH3CHCH33 CH3C2H5OHCHCCH2CH3重排+3 1°CCH3CCH2CH3OC2H5 +C3° CH3-H
CH3CCHCH3
·102·