Глава 10. Галогенопроизводные.

Производные углеводородов, в молекуле которых один или несколько атомов водорода замещены на галоген, называют галогенопроизводными.

10.1 КлассификацияВ зависимости от числа атомов водорода, замещенных в углеводороде на галоген, их различают: моно-, ди- и полигалогенопроизводные, например:

СН₃ – СН₂Сl СН₂Сl – СН₂Сl CCl₄

моногалогено- дигалогено- полигалогено-

производное производное производное

В зависимости от характера радикала, связанного с галогеном, их различают:

производные алканов – алкилгалогениды;

производные циклоалканов – циклоалкилгалогениды;

производные непредельных углеводородов – ненасыщенные галогенроизводные;

производные аренов – арилгалогениды.

10.2 Изомерия. Номенклатура. Алкилгалогениды имеют общую формулу С_nH_2n+1Х (где Х – F, Cl, Br, J). Изомерия их обусловлена строением углеродного скелета и положением галогена, например, для состава С₄Н₉Сl возможны четыре изомера:

1) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂Сl; 2) СН₃ – СН₂ – CHCl – СН₃;

3) СН₃ – СН – СН₂Сl; 4) СН₃ – СCl – СН₃.

СН₃ СН₃

По Р.н. – называется радикал и соответствующий галоген.

По М.н. – выбирают главную цепь, в которой содержится галоген. Нумеруют с того конца, к которому ближе расположен заместитель, стоящий первым в алфавитном порядке (алкил или галоген). Указывают номер углеродного атома, при котором стоит заместитель, называют заместитель и в конце пишется название алкана длинной цепи.

Р.н. М.н.

1) первичный хлористый бутил 1-хлорбутан

2) вторичный хлористый бутил 2-хлорбутан

3) первичный хлористый изобутил 2-метил-1-хлорпропан

4) третичные хлористый изобутил 2-метил-2-хлорпропан

Например: СН₃ – СН – СН₂ – СНBr – СН₃

СН₃ 2-бром-4-метилпентан

В ненасыщенных галогенопроизводных начало цепи определяет кратная связь (двойная, тройная), например:

СН₃ – СН = СН – СН – СН₂Сl; СН₃ –СН – СНBr– СН = СН₂

СН₃ СН₃

4-метил-5-хлорпентен-2 3-бром-4-метилпентен-1

Можно пользоваться и рациональной номенклатурой, например:

СН₂ = СHCl; СН₂ = СH – CH₂Cl

хлористый хлористый

винил аллил

Изомерия их зависит от строения углеродного скелета, а также от положения кратной связи и атома галогена:

СН₃ – СН = СН – СНBr – СН₃; СН₃ – СBr – СН = СН₂

4-бромпентен-2

СН₃

3-бром-3-метилбутен-1

Название ароматических галогенопроизводных строится из названия галогена и арена, или радикала.

10.3 Способы получения. Получение алкилгалогенидов.

hυ

Галогенирование алканов:

С_nH_2n+2 + Cl₂ ¾® С_nH_2n+1Cl + HCl

Эта реакция используется в промышленности для получения СCl₄, CHCl₃, CH₂Cl₂, C₂H₅Cl при определенных условиях протекания.

По реакционной способности галогены можно расположить в ряд: F₂ > Cl₂ > Br₂ > J₂.

Действие галогенов или галогеноводородов на алкены:

СН₃ – СН = СН₂ + Br₂ ¾® СН₃ – СНBr – СН₂Br

1,2-дибромпропан

СН₃ – СН = СН₂ + HBr ¾® СН₃ – СНBr – СН₃

2-бромпропан

H2O2

Если вести реакцию в присутствии H₂O₂, то она идет против правила Марковникова:

СН₃ – СН₂ – СН = СН₂ + HBr ¾® СН₃–СН₂–СН₂–СН₂Br

Действие на спирты галогеноводородом или пентахлоридом фосфора PCl₅ или PCl_3, или SO₂Cl₂:

ROH + HBr RBr + H₂O

CaCl₂ служит для связывания H₂O.

R – OH + SO₂Cl₂ ¾® RCl + HCl↑ + SO₂↑

хлористый

тионил

HCl (газ) и SO₂ (газ) – хорошо растворимы в воде и легко отделяются.

Действие фторида серебра (Hg, Co и др.) на галогеналкилы получают фтористые алкилы:

С₂H₅Br + AgF ¾® С₂H₅F + AgBr↓ т.к. прямое фторирование углеводородов затруднено.

Действием красного фосфора и J₂ на спирты получают иодпроизводные:

2P+3J₂ ¾® 2PJ₃

3R – OH + PJ₃ ¾® 3RJ + H₃PO₃

или действием HJ на алкены:

СH₂ = СH₂ + HJ ¾® CH₃ – CH₂J

или действием NaJ на хлорпроизводные:

RCl + NaJ ¾® RJ + NaCl