题目：苄基二溴硝基甲烷的卤-氢交换反应研究

由于卤素是易离去的基团，一般情况下卤代烃类化合物易与亲核试剂发生亲核取代反应。因此，引入卤原子一般是分子改性的第一步反应，在有机合成反应中起着重要的作用。卤代烃的化学性质比较活泼，不论发生消去反应、水解反应、取代反应，转化成相应的醇、醚、腈、胺等化合物时，卤素都是以负离子的形式而离去。

氨卤加成反应是同时将氨基和卤素引入到烯烃的碳碳双建上，形成具有邻位氨基卤素结构的反应。氨卤加成产物在一定反应条件下具有较高的区域选择性和立体选择性。氨卤加成产物可通过分子内和分子间的亲核取代反应将其转化成其他双官能化合物或转变为很多有用的杂环化合物，在现代有机合成和药物合成中具有重要的应用价值。

作为氨卤加成反应，如果反应的底物是强的缺电子烯烃，如β-硝基苯乙烯，将会得到一类特殊结构的卤代烃类即—同碳硝基卤代烃。由于该类化合物存在多个强的吸电子基团，使这类卤代烃与一般卤代烃相比可能会表现出不同的化学性质来，即在一定条件下有可能发生与通常碳卤键断裂方式相反的行为。因此，我们设想利用这类同碳硝基卤代烃即---苄基二溴硝基甲烷为基本原料，与具有活泼氢的供氢源反应，有望得到相应的溴与氢交换后的产物，证明在特殊情况下卤代烃可以发生溴以正离子的形式离去的反应。

基于以上理论分析，本文以β-硝基苯乙烯为底物，以乙酰胺为氮源、N-溴代丁二酰亚胺（NBS）为溴源，在K3PO4催化下，先得到苄基二溴硝基甲烷，并以这类同碳硝基卤代烃为研究对象，用乙腈作为溶剂，K2CO3作为促进剂，在室温条件下与丙二腈这种具有活泼亚甲基的供氢源反应，实现了苄基二溴硝基甲烷这类同碳硝基化合物中溴以正离子形式与氢交换的反应。通过对大量苄基二溴硝基甲烷这类卤代烃的卤-氢交换反应的考察证明，说明这类反应具有一定的共性。通过1H NMR、13C NMR、质谱和X射线单晶衍射确定了产物的结构。实验结果表明，当苄基苯环上连有吸电子基团时，如4-硝基苄基二溴硝基甲烷，在实验条件下反应速度快且产率高；而当苄基苯环上带有强的给电子基团时，如4-甲氧基苄基二溴硝基甲烷，反应时间长收率就不理想，证明与离去基团溴直接相连碳原子的电子云密度越低，溴以正离子形式离去越容易。为了验证该反应机理的可靠性，本研究分别考察了丙二酸二苄脂、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯等供氢源与上述同碳硝基卤代烃发生卤-氢交换反应的具体情况，均得到了相同的卤-氢交换产物。