次氯酸甲酯是最简单的次氯酸酯,化学式为CH3OCl。它有一个同分异构体氯甲醇(ClCH2OH),这个化合物不稳定,会迅速脱氯化氢,生成甲醇。而次氯酸甲酯也较为不稳定,毒性很大,可爆炸性地分解,并生成有毒的甲醛和氯化氢气体。次氯酸甲酯是由于1880年代首次合成的。
结构
次氯酸甲酯在构型上类似于甲醇,其氢被氯取代:
制备
次氯酸(HOCl)和甲醇(CH3OH)反应,生成不稳定的次氯酸甲酯:
\mathrm{CH_3OH + HOCl \xrightarrow{} CH_3OCl + H_2O}
化学性质
次氯酸甲酯具有亲电的Cl+和亲核的CH3O-。
分解反应
次氯酸甲酯不稳定,很快分解为甲醛和氯化氢:
\mathrm{CH_3OCl \xrightarrow{} HCHO + HCl}
取代反应
次氯酸甲酯可以和碱反应。如和氢氧化钠反应,生成甲醇钠和次氯酸。和其它醇钠反应,生成甲醇钠和对应的烷基次氯酸酯。
\mathrm{
CH_3OCl + NaOH \xrightarrow{} CH_3ONa + HOCl}
\mathrm{
CH_3OCl + RONa \xrightarrow{} CH_3ONa + ROCl}
和炔钠、氰化钠、硫氢化钠、硫醇钠、卤化钠反应,生成甲醇钠和相应的氯代物种:
\mathrm{CH_3OCl + NH_3 \xrightarrow{} CH_3OH + NH_2Cl}
\mathrm{CH_3OCl + RNH_2 \xrightarrow{} CH_3OH + RNHCl}
\mathrm{CH_3OCl + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} R\acute{}\;N(Cl)R + CH_3OH}
\mathrm{CH_3OCl + PH_3 \xrightarrow{} CH_3OH + PH_2Cl}
氯甲酸甲酯和硅烷在三氟化硼的存在下反应,生成氯化氢和甲氧基硅烷::
\mathrm{CH_3OCl + SiH_4 \xrightarrow{BF_3} HCl + CH_3OSiH_3}
它和芳烃反应,如和苯反应,生成氯苯和甲醇:
\mathrm{PhH + CH_3OCl \xrightarrow{} PhCl + CH_3OH}
加成反应
次氯酸甲酯可以和烯烃、炔烃以及共轭二烯烃发生加成反应,生成更稳定的氯代醚:
\mathrm{
CH_2=CH_2 + CH_3OCl \xrightarrow{} ClCH_2CH_2OCH_3}
\mathrm{
HC \equiv CH + CH_3OCl \xrightarrow{} ClCH=CHOCH_3}
\mathrm{
CH_2=CHCH=CH_2 + CH_3OCl \xrightarrow{} ClCH_2CH=CHCH_2OCH_3 + 4H_2O}
和小环化合物(如环丙烷、环丁烷)反应,小环化合物开环加成:
\mathrm{
- CH_3OCl \xrightarrow{} ClCH_2CH_2CH_2OCH_3}
和含杂原子的小环化合物有类似反应,如和环氧乙烷反应,生成爆炸性的2-甲氧基次氯酸乙酯;和环丙胺反应生成2-甲氧基氯乙胺:
\mathrm{
- CH_3OCl \xrightarrow{} CH_3OCH_2CH_2OCl}
\mathrm{
- CH_3OCl \xrightarrow{} CH_3OCH_2CH_2NHCl}
它可以和活泼羰基化合物(如甲醛)、亚胺化合物发生加成反应:
\mathrm{
HCHO + CH_3OCl \xrightarrow{} CH_3OCH_2OCl}
\mathrm{
CH_2=NH + CH_3OCl \xrightarrow{} CH_3OCH_2NHCl}
卡宾可以和次氯酸甲酯发生插入反应,生成次氯酸乙酯::
\mathrm{CH_3OCl + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} CH_3CH_2OCl + KCl + H_2O}
参考文献
拓展阅读
- Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
- Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
- SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
- Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
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