Шпаргалки к экзаменам и зачётам

 

 

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  CН₃-С-СН₃ + POCl₃

       O                                  Cl

                                   2,2-дихлорпропан

5. Из серебряных солей карбоновых кислот под действием галогена

                   O

СН₃-СН₂-С   + Br₂  CН₃-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.