中文名稱:5-溴-1-戊烯
中文別名:5-溴-1-戊烯;5-溴-1-戊烯,96%;4-戊烯基溴;5-溴-1-戊烯10G;5-溴-1-戊稀;5-溴-1-戊烯(5-BROMO-1-PENTENE);5-溴-1-戊烯,用于合成
英文名稱:5-Bromo-1-pentene
英文別名:1-pentene,5-bromo-;2-Pentene,5-bromo-;3-Pentenylbromide;4-Pentenylbromide;4-Pentenylbromide;5-bromo-1-penten;5-bromo-2-pentene;5-b
CAS號:1119-51-3
分子式:C5H9Br
分子量:149.03
貨號:PN04797
5 - 溴 - 1 - 戊烯(5-Bromo-1-pentene)是一種含烯烴和溴代烷基雙官能團的脂肪族鹵代烴,CAS 號為 1119-51-3,化學(xué)分子式為 C5H9Br,分子量 149.03。其結(jié)構(gòu)可視為 1 - 戊烯的 5 位氫被溴原子取代,分子中同時存在雙鍵(C=C)和溴原子(-Br),兼具烯烴的不飽和性和鹵代烴的反應(yīng)活性,是有機合成中重要的中間體。
1. 物理性質(zhì)
· 外觀:常溫下為無色至淡黃色透明液體,純品略有特殊刺激性氣味(類似鹵代烴的氣味),工業(yè)品可能因雜質(zhì)略帶黃色。
· 沸點:148-150°C(常壓),熔點約 - 85°C,密度 1.30 g/mL(25°C),折射率nD20=1.465-1.468(反映分子中雙鍵對光的折射影響)。
· 溶解性:
· 不溶于水(25°C 時溶解度<0.1 g/L),易溶于乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳等有機溶劑;
· 與烯烴類溶劑(如己烯)互溶,可作為共溶劑用于聚合反應(yīng)。
2. 化學(xué)性質(zhì)
· 雙鍵的反應(yīng)性:
· 加成反應(yīng):
· 與鹵素(如 Br?、Cl?)發(fā)生親電加成,生成 1,2,5,6 - 四溴戊烷;
· 與鹵化氫(HBr、HCl)加成時,遵循馬氏規(guī)則,生成 2 - 溴 - 5 - 鹵戊烷(如與 HBr 加成主要生成 2,5 - 二溴戊烷);
· 與水在酸催化下發(fā)生水合反應(yīng),生成 5 - 溴戊醇。
· 聚合反應(yīng):在引發(fā)劑(如過氧化物)作用下可發(fā)生自由基聚合,形成含溴代烷基側(cè)鏈的聚烯烴,用于合成阻燃高分子材料。
· 氧化反應(yīng):強氧化劑(如 KMnO?酸性溶液)可將雙鍵氧化為鄰二醇(5 - 溴戊二醇),或進一步斷裂生成羧酸(如 4 - 溴丁酸)。
· 溴原子的反應(yīng)性:
· 親核取代(SN2):溴作為良好的離去基團,易被親核試劑(如 OH?、CN?、RS?)取代:
· 與 NaOH 水溶液共熱生成 5 - 戊烯 - 1 - 醇(C5H10O);
· 與 KCN 在 DMSO 中反應(yīng)生成 5 - 戊烯腈(C6H9N),進一步水解可得 6 - 庚烯酸;
· 與醇鈉(如 CH?ONa)反應(yīng)生成醚(如 5 - 戊烯基甲基醚)。
· 消除反應(yīng):在強堿(如乙醇鈉、叔丁醇鉀)作用下,可發(fā)生 β- 消除生成共軛烯烴(如 1,4 - 戊二烯),或競爭生成炔烴(需高溫強堿性條件)。
· 金屬有機反應(yīng):與鎂屑在無水乙醚中反應(yīng)生成格氏試劑(5 - 戊烯基溴化鎂),用于合成碳鏈延長的烯烴衍生物(如與醛酮加成生成醇)。
· 共軛效應(yīng):雙鍵與溴原子相隔三個單鍵,雖不直接共軛,但空間上可能通過超共軛效應(yīng)影響彼此活性(如使溴原子的離去能力略強于普通烷基溴)。
3. 合成路徑
工業(yè)上主要通過以下方法制備:
1. 溴化法:
· 以 1 - 戊烯為原料,在光照或高溫下與溴化氫發(fā)生自由基加成(反馬氏規(guī)則):CH2=CHCH2CH2CH3+HBrROOR/光照BrCH2CH2CH2CH=CH2
(注:需控制 HBr 過量,避免雙鍵進一步加成生成二溴化物)。
2. 鹵代醇脫水法:
· 先由 5 - 溴戊醇在濃硫酸或 Al?O?催化下脫水生成目標(biāo)產(chǎn)物,該路徑副產(chǎn)物少,純度較高,但原料成本較高。
3. 調(diào)聚反應(yīng):
· 以乙烯為原料,通過溴化氫調(diào)聚反應(yīng)生成低聚溴代烯烴,經(jīng)分餾分離得到 5 - 溴 - 1 - 戊烯(適用于大規(guī)模生產(chǎn))。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
· 有機合成中間體:
· 用于制備藥物、香料及功能分子,例如:
· 合成前列腺素類似物:通過格氏試劑反應(yīng)構(gòu)建碳鏈;
· 制備昆蟲信息素:利用雙鍵和溴原子的官能團轉(zhuǎn)化引入醛基、酯基等結(jié)構(gòu)。
· 高分子材料:
· 作為共聚單體引入烯烴聚合物中,賦予材料阻燃性(溴原子)和反應(yīng)性(雙鍵),例如與乙烯共聚生成含溴側(cè)鏈的聚乙烯,用于電纜絕緣層;
· 通過雙鍵交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高材料耐熱性(如與丙烯酸酯共聚制備熱固性樹脂)。
· 精細化工:
· 用于合成土壤熏蒸劑(如溴代烯烴類殺線蟲劑);
· 作為溶劑或萃取劑,用于分離稀有金屬(如與金屬離子形成配合物后萃?。?/p>
5. 安全與儲存
· 安全性:
· 刺激性:蒸氣對眼睛、呼吸道有強烈刺激,液體接觸皮膚可引起紅腫、灼痛,操作需在通風(fēng)櫥中進行,佩戴防護手套和護目鏡;
· 毒性:大鼠經(jīng)口 LD??約 2000 mg/kg(屬低毒),但揮發(fā)蒸氣可能引起頭痛、惡心,長期接觸需監(jiān)測肝腎功能;
· 可燃性:閃點約 52°C(閉杯),屬于易燃液體,需遠離火源,禁止與強氧化劑(如硝酸、高氯酸)混儲。
· 儲存條件:
· 密封儲存于陰涼避光處(建議儲存溫度<25°C),使用玻璃瓶或鐵桶包裝(需內(nèi)襯聚乙烯膜防止腐蝕);
· 保質(zhì)期 1 年,避免長期暴露于空氣中,否則可能因氧化或水解產(chǎn)生溴化氫氣體(開蓋時有白霧),若變質(zhì)可通過蒸餾提純。
總結(jié)
5 - 溴 - 1 - 戊烯是兼具烯烴和鹵代烴特性的多功能中間體,其雙鍵和溴原子的協(xié)同反應(yīng)性使其在合成化學(xué)中具有廣泛用途。盡管需注意其刺激性和易燃性,但其在高分子材料改性和藥物合成中的獨特價值使其成為化工領(lǐng)域的重要原料。實際應(yīng)用中需根據(jù)具體反應(yīng)優(yōu)化條件,例如通過控制溶劑極性調(diào)節(jié)親核取代與消除反應(yīng)的比例,或利用保護基策略避免雙鍵干擾。
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