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1-氯丙烷

化合物

1-氯丙烷，又稱正丙基氯，化學式是，屬於有機化合物，是氯代烷的一種。它是種無色、易燃的液體[3]，有氯仿的氣味。它的密度比水更小[4]，而且微溶於水。

n-丙基氯
IUPAC名
1-chloropropane、1－氯丙烷
別名 氯丙烷
正丙基氯
丙基氯
識別
CAS號 540-54-5  checkY
PubChem 10899
ChemSpider 10437
SMILES
 
  • ClCCC
性質
化學式 C3H7Cl
摩爾質量 78.54 g·mol⁻¹
外觀 無色液體
密度 0.890 g·cm−3[1]
熔點 −122.8 °C（150.3 K）[2]
沸點 46.6 °C（319.8 K）[2]
溶解性（水） 0.27 g/100 ml（20 °C）
溶解性（乙醇） 混溶
溶解性（乙醚） 混溶
折光度n
D 		1.3886
黏度 4.416 cP at 0 °C
3.589 cP at 20 °C
危險性
警示術語 R：R11 R20 R21 R22
安全術語 S：S9 S16 S26 S29 S36
主要危害 液體及蒸氣極度易燃。 蒸氣可能引起閃火。吸食有害。 皮膚吸收可能有害。 影響中樞神經系統。 刺激皮膚、眼睛，和呼吸道。
NFPA 704
3
2
0
 
相關物質
相關化合物 氯乙烷
2-氯丙烷
叔丁基氯
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

1-氯丙烷可由正丙醇和三氯化磷、五氯化磷或鹽酸製備而成。[5]在三苯基膦的存在下，正丙醇也可以和四氯化碳反應，得到1-氯丙烷。[6]此外，三甲基氯硅烷也可作為氯化試劑。[7]

在丙烯的鹵氫化反應裏，根據馬氏規則，1－氯丙烷只是副產品，而2－氯丙烷才是主要的生成物。[8]這是因為反應跟從親電加成的反應機理，反應中途涉及到碳陽離子，而二級碳陽離子比一級碳陽離子更為穩定。因此這反應一般不會用來製備1－氯丙烷。

此物也可由過量的丙烷與氯氣在紫外光或陽光照射下反應制得。但在這自由基取代反應中，產物通常是多個氯代烷的混合物。[9]

反應

異構化

在三氯化鋁存在之下，1-氯丙烷會異構化，變為它的位置異構體2－氯丙烷。加熱到約攝氏四百度時，在氯化鋇的存在下1-氯丙烷發生反應，生成2－氯丙烷和丙烯。[10]

雙分子親核取代反應

由於1-氯丙烷屬於一級氯代烷，位阻效應較小，而且一級碳陽離子非常不穩定[11]，所以會主要按照雙分子的機理來進行親核取代反應。[12]其中，親核試劑攻擊1-氯丙烷上連著氯原子的碳，氯以氯離子的形式離去。1-氯丙烷的親核取代反應可以實現官能團轉換和碳鏈增長，用以合成新的有機化合物。

例如，1-氯丙烷可以與氫氧化鈉[13]發生雙分子親核取代反應，生成正丙醇。過程氯離子被取代，為離去基團，跟氫氧化鈉中的鈉離子結合生成氯化鈉。合成胺時，可以通過加布里爾伯胺合成反應來合成丙胺。[14][15][16]它和叔胺反應，可以得到季銨鹽。[17]

與金屬的反應

可以與金屬鎂反應在四氫呋喃或乾乙醚裏製得格氏試劑，又或者與鋰金屬在乾乙醚在低溫中直接反應來製備有機鋰試劑。由於這些試劑很活潑，所以製造過程裏不能有二氧化碳和水。這些試劑都是很強的鹼，也是親核試劑，可以用來製備其他有機化合物。[12]

用途

多為工業生產的中間體[18]，可以用來合成醫藥、農藥等有機化合物[3]。亦可用作溶劑[10]。

參考資料

  1. ^ Barton, D. H. R.; Head, A. J.; Williams, R. J. Kinetics of the dehydrochlorination of substituted hydrocarbons. VIII. Mechanisms of the thermal decompositions of n-propyl and n-butyl chloride and 2,2'-dichlorodiethyl ether. Journal of the Chemical Society, 1951. 2039-2046.
  2. ^ 2.0 2.1 Timmermans, J.; Hennault-Roland, Mme. The work of the International Bureau of Physical-Chemical Standards. IV. Study of the physical constants of twenty organic compounds. Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique. 1930. 27. P401-442
  3. ^ 3.0 3.1 1-氯丙烷. ChemicalBook. [2022-07-16]. （原始內容存檔於2022-07-16） （中文）. 用於有機合成、農藥、醫藥中間體 
  4. ^ 1-氯丙烷. 華夏化工網. [2022-07-16]. 
  5. ^ 呂以仙, 有機化學第七版. 有机化学第七版. 人民衛生出版社. 2008年: 313. 
  6. ^ Bertrand R. Castro. Replacement of Alcoholic Hydroxyl Groups by Halogens and Other Nucleophiles via Oxyphosphonium Intermediates. John Wiley & Sons, Inc. 1983-07-27: 1–162 [2020-07-12]. ISBN 9780471264187. doi:10.1002/0471264180.or029.01 （英語）. 
  7. ^ Leahy, Ellen M.; Zhang, Wenming. Chlorotrimethylsilane. e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2008. 1-13. ISBN 978-0-470-84289-8.
  8. ^ M Conte, T Davies, A Carley, A Herzing, C Kiely, G Hutchings. Selective formation of chloroethane by the hydrochlorination of ethene using zinc catalysts. Journal of Catalysis. 2007-11-15, 252 (1): 23–29 [2020-07-12]. doi:10.1016/j.jcat.2007.09.002. （原始內容存檔於2018-07-02） （英語）. 
  9. ^ H. B. Hass, E. T. McBee, Paul Weber. Chlorination of Paraffins 1. Industrial & Engineering Chemistry. 1936-03, 28 (3): 333–339 [2020-07-12]. ISSN 0019-7866. doi:10.1021/ie50315a017. （原始內容存檔於2021-08-04） （英語）. 
  10. ^ 10.0 10.1 1-氯丙烷 1-Chloropropane. 物競數據庫. [2022-07-16]. （原始內容存檔於2022-07-16） （中文）. 在三氯化鋁存在下，200℃以下發生異構化，轉變成2-氯丙烷。在氯化鋇存在下，加熱至380~400℃生成丙烯與2-氯丙烷。 
  11. ^ Anslyn, Eric V.; Dougherty, Dennis A. Modern Physical Organic Chemistry. Sausalito, CA: University Science Books. 2000. ISBN 978-1891389313. 
  12. ^ 12.0 12.1 邢, 其毅; 裴, 偉偉; 徐, 瑞秋; 裴, 堅. 第6章. 基礎有機化學. 北京. 2016: 239-241. ISBN 978-7-301-27212-1. 
  13. ^ Smith, W. Novis; McCloskey, Joel. Preparation of tetrafluoroborate salts and their tetraalkyl ammonium halide intermediates. 2002. US 6444846 B1.
  14. ^ Gabriel, S. Ueber eine Darstellung primärer Amine aus den entsprechenden Halogenverbindungen. Ber. 1887, 20: 2224 [2009-01-31]. （原始內容存檔於2020-04-10）. 
  15. ^ Sheehan, J. C.; Bolhofer, V. A. An Improved Procedure for the Condensation of Potassium Phthalimide with Organic Halides. J. Am. Chem. Soc. 1950, 72: 2786. doi:10.1021/ja01162a527. 
  16. ^ Gibson, M.S.; Bradshaw, R.W. The Gabriel Synthesis of Primary Amines. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1968, 7: 919. doi:10.1002/anie.196809191. 
  17. ^ Brasen, W. R.; Hauser, C. R. o-Methylbenzyl Alcohol. Organic Syntheses. 1954, 34: 58. doi:10.15227/orgsyn.034.0058. 
  18. ^ chemical-data-reporting. （原始內容存檔於2020-07-11）. 
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