Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫЕ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ (алкил- и алкенилгалогениды и др.)



Это производные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены на атом галогена. Они имеют огромное значение в науке и технике, т.к. они гораздо активнее углеводородов, с их помощью легко осуществляются переходы к другим классам органических соединений.

Классификация

1. По строению углеродной цепи (предельные и непредельные);

2. По количеству атомов галогена (моно- и полигалогенопроизводные);

3. По положению галогена (первичные, вторичные, третичные);

4. По природе галогена (фтор-, хлор-, бром- и йодпроизводные).

 

Моно- и полигалогенопроизводные предельных углеводородов (кроме полифторпроизводных)

Моногалогенпроизводные

СН3Cl хлористый метил

СН3I йодистый метил

С2Н5Br бромистый этил

(СН3)3СI йодистый третбутил и т.д.

 

Полигалогенопроизводные

СН2Cl2 хлористый метилен

CHCl3 хлороформ (хлористый метин)

CCl4 четыреххлористый углерод

CH3-CHCl2 хлористый этилиден

CH2Cl-CH2Cl хлористый этилен и т.д.

 

Изомерия

На примере монохлорпроизводных бутана

СН3-СН2-СН2-СН2-Cl хлористый бутил (1)

СН3-СН-СН2-СН3 хлористый вторбутил (2)

Cl

СН3-СН-СН2-Cl хлористый изобутил (3)

СН3

СН3

СН3-С-Cl хлористый третбутил (4)

СН3

(1,3) - изомерия цепи

(1,2), (3,4) – изомерия положения

Номенклатура

Названия перечисленных моно- и полигалогенопроизводных составлены по радикально-функциональной номенклатуре (IUPAC), согласно которой к названию радикала добавляется название функции. Исключение представляют тригалогензамещенные метана (хлороформ). Более сложные соединения следует называть, пользуясь заместительной номенклатурой (IUPAC). Согласно ее правилам соединение называется как производное соответствующего углеводорода, пронумерованного со стороны галогена, который в названии обозначается приставкой (непредельные нумеруют со стороны двойной связи).

1 2 3 4 5

СН3- СН- СН2- СН- СН3 2-бром-4-метилпентан

Br СН3

Способы получения

1. Действие галогенов на углеводороды (см. свойства углеводородов). Применяется, в основном, для получения полигалогенопроизводных.



2. Присоединение Нhal к непредельным углеводородам (см. свойства непредельных УВ).

3. Замещение группы ОН в спиртах на Hal (препаративный метод получения моногалогеналкилов):

а) взаимодействие с галогенводородными кислотами

СН3ОН + HCl Н2О + СН3Cl

б) взаимодействие спиртов с галоидными соединениями фосфора

Cl Cl Cl Cl

С2Н5ОН + PCl5 C2Н5Сl + P -Сl P + HCl

Cl Cl O Cl

3(CН3)3СОН + PBr3 3(CH3)3CBr + P(OH)3

третбутиловый

спирт

Надо иметь в виду, что первичные спирты взаимодействуют с PCl3 с образованием сложных эфиров фосфористой кислоты, например,

Cl HOCH3 OCH3

P-Cl + HOCH3 3HCl + P-OCH3

Cl HOCH3 OCH3

Третметилфосфит

в) взаимодействие с хлористым тионилом:

Cl HO

2СН3ОН + S=O 2CH3Cl + S=O SO2 + H2O

Cl HO

хлорангидрид сернистая

сернистой кислота

кислоты

4. Замещение на галоген кислорода в альдегидах и кетонах

Cl

СН3-С-СН3 + PCl5 3-С-СН3 + POCl3

O Cl

2,2-дихлорпропан

5. Из серебряных солей карбоновых кислот под действием галогена

O

СН3-СН2-С + Br2 3-СН2-Br + CО2 + AgBr

OАg

6. Получение тригалогензамещенных метана из альдегидов или кетонов, имеющих в -положении метильную группу:

СН3-СН- СН3-С-

ОН О

Действие галогена в присутствии щелочи приводит к максимальному галоидированию в -положение.

а) СН3-С-Н + 3I2 + 3 КОН 3KI + 3H2O + CI3-C-H



О О

CHI3 + KO-C-H

желтый О

осадок

7. Действие галоидных солей на галоидные алкилы (реакция Финкельштейна)

Применяется для получения труднодоступных йодистых и фтористых алкилов. Фтор слишком активен, а йод недостаточно активен для прямого галоидирования.

 

Электронное строение

Галогенопроизводные отличаются по электронному строению от углеводородов наличием очень полярной связи C-Hal. Полярность связей С-Hal увеличивается от I к F, а поляризуемость, наоборот, уменьшается, т.к. F обладает очень высокой электроотрицательностью и прочно удерживает свои электронные оболочки, а I исключительно сильно поляризуется, что подтверждается высокими показателями преломления у йод-производных и низким показателем преломления у фторпроизводных.

Наличие в молекулах галогенопроизводных полярной связи С-Hal приводит к появлению индукционного эффекта.

Рассмотрим на примере хлористого этила.

H H

+ /// + // + / -

Н С С Cl

H H

Электронная плотность смещается под действием электроотрицательного атома галогена по цепочке -связей.

У последующих атомов углерода возникают постепенно уменьшающиеся положительные заряды.

+ />+ //>+ ///

Более полярными становятся также связи С-Н, особенно соседние с галогеном. Индукционный эффект, передаваемый по цепочке простых связей, быстро затухает, т.к. -электроны прочно связаны с ядрами и слабо поляризуются. Индукционный эффект передается по цепочке ближайших 4-5 связей.

Физические свойства

1. Галогенопроизводные предельных углеводородов – бесцветные вещества, в воде не растворяются, легко растворяются в спирте и эфире, низшие представители обладают сладковатым наркотическим запахом.

Агрегатное состояние: газообразные

Монофторпроизводные С14 СН3F-C4H9F



Монохлорпроизводные С12 СН3Сl-C2H5Cl

Монобромпроизводные С1 СН3Br

а также полифторпроизводные С12

Большая часть галогенопроизводных – жидкости. Йодиды – только жидкие и твердые.

2. Температуры плавления, кипения, плотность галогенопроизводных возрастают от фтор-производных к йод=производным (т.е. по мере увеличения атомного веса галогена и молекулярного веса галогенопроизводных). Очень большой плотностью обладают полийодпроизводные, например, йодоформ имеет плотность СНI3 – 4,0, четырехйодистый углерод СI4 – 4,3.

3. Жидкие галогенопроизводные являются прекрасными растворителями различных органических веществ.

4. Важное свойство галогенпроизводных – высокая летучесть, более высокая, чем у спиртов и углеводородов, имеющих близкую молекулярную массу.

 

Формула М Ткип.,0С
С2Н5Br
n-C7H16
C2H5OH

 

Исходя из этого, галогенопроизводные применяются как:

а) анестезирующие вещества (хлороформ, хлористый этил);

б) хладоагенты в холодильниках (фреон 12 - ССl2F2, фреон 22 - СHClF2).

Химические свойства

Вещества очень реакционноспособные, благодаря наличию полярной связи С-Hal. Наиболее высокой реакционной способностью обладают легко поляризующиеся йодистые алкилы. Наименьшей активностью – фтористые алкилы.

+ -

Атом углерода в связи С Hal имеет частичный положительный заряд, поэтому подвергается атаке нуклеофильных (отрицательно заряженных) реагентов.

 


Просмотров 493

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!