逍遥学能 2017-06-28 10:55
烷烃与某些试剂可以发生反应，结果烷烃分子中的氢原子可被其他原子或原子团所取代，这种反应叫做取代反应。被卤素取代的反应叫做卤代反应，也称为卤化反应。
甲烷的氯代反应
甲烷和氯在黑暗中不起反应，如果在强烈的日光照射下，则起猛烈的反应，甚至发生爆炸，生成氯化氢和碳。
在漫射光、热或某些催化剂作用下，甲烷与氯发生氯代反应，氢原子被氯原子取代，生成氯甲烷和氯化氢，同时有热量放出。
氯甲烷能进一步发生取代反应生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。
通常甲烷的氯代反应得到的是四种氯代产物的混合物。反应条件对这四种氯代产物的组成有很大的影响。反应物氯和甲烷的摩尔比对反应产物组成也有一定的影响。过量的氯将生成较多的多氯甲烷和较少的一氯甲烷。过量很大的甲烷，可以使反应几乎完全停留在一氯代反应，因大过量存在的甲烷比一氯甲烷更容易与氯反应。
反应时间对产物组成也有一定影响。反应时间短一般有利于得到一氯甲烷。因此，工业上可以通过控制不同的反应条件来生产甲烷的各种氯代产物。
其他烷烃的氯代反应
一般烷烃氯代反应的反应条件与甲烷的氯代相似，但产物更复杂。乙烷与氯作用不仅生成氯乙烷，还得到1,1-二氯乙烷和1,2-二氯乙烷。
丙烷氯代可以得到两种一氯丙烷（43%的正丙基氢和57%异丙基氯）。
如再进一步进行氯代反应则可得到下列四种二氯丙烷异构体。
异丁烷的氯代可得到36%叔丁基氯（2-甲基-2-氯丙烷）和异丁基氯64%（2-甲基-1-氯丙烷）。
烷烃与其他卤素的取代反应
在光、热、催化剂的影响下，烷烃也能与溴进行溴代反应，但反应比较缓慢。溴与烷烃反应其反应活性比氯小，但溴更具有选择性，溴总是尽量取代烷烃分子中的叔氢原子或仲氢原子，因此溴代反应在有机合成中更有用。例如。异丁烷与溴反应差不多完全取代叔氢原子。
这可用卤原子的活泼性来解释。因为氯原子较活泼，所以它有能力夺取烷烃中的各种氢原子而成为HCl；而溴原子不活泼，它只能夺取烷烃中较活泼的氢原子（叔氢原子或仲氢原子）。
烷烃与氟作用时，反应剧烈并有大量热放出，反应不易控制，有时会引起爆炸，所以烷烃氟代并无实用价值。
烷烃与碘作用不能得到碘代烷，碘代烷必须用其他方法来制备。因此，有实用价值的卤代反应只是氯代和溴代反应。