Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства
advertisement
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫХ 1 Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена. 2 Галогенпроизводные углеводородов Классификация 3 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Получение из углеводородов CH3 CH3 C CH3 CH2 CH3 + Br2 H 2-метилбутан hv CH3 C CH2 CH3 + HBr Br 2-бром-2-метилбутан 4 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с циклоалканами Cl Cl2 hv HCl 5 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с алкенами и алкинами CH3CH CH2 + Br2 CH3CH Br CH2 Br 6 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с аренами Cl Cl2 AlCl3 HCl 7 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с аренами CHCH3 Br CH2CH3 1-бром-1-фенилэтан Br2 -HBr FeBr3 CH2CH3 Br 1-бром-2-этилбензол CH2CH3 Br 1-бром-4-этилбензол 8 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогеноводородовов с алкенами и алкинами Cl CH3 C пропин CH HCl CH3 C Cl CH2 2-хлорпропен HCl CH3 C CH3 Cl 2,2-дихлорпропан 9 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с галогеноводородами KBr + H2SO4 CH3CH2CH2OH + HBr пропанол-1 KHSO4 + HBr CH3CH2CH2Br + H2O 1-бромпропан 10 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с галогенидами фосфора 3CH3CH2OH + PI3 этанол CH3OH + PCl5 метанол 3CH3CH2I + H3PO3 иодэтан CH3Cl + HCl + POCl3 хлорметан 11 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с тионилхлоридом CH3CH2CH2OH + SOCl2 пропанол-1 тионилхлорид CH3CH2CH2Cl + HCl + SO2 1-хлорпропан 12 Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Получение из альдегидов и кетонов O CH3 C H PCl5 ацетальдегид CH3CHCl2 + POCl3 1,1-дихлорэтан Br CH3 C O ацетон CH3 + PBr5 CH3 C CH3 + POBr3 Br 2,2-дибромпропан 13 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Характеристика связи C-Hal F(4,0) > Сl(3,0) > Вг(2,8) > I(2,5); Сsp3(2,5) Связь Энергия, кДж/моль Длина, нм С—F 448 0.142 C—Cl 326 0.177 C—Br 285 0.191 C—I 213 0.213 C—H 414 0.112 С—C 347 0.154 14 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Характеристика связи C-Hal С—I > С—Вr > C—CI > C—F ''+ 3 '+ 2 + 1 - CH3 CH2 CH2 Cl ''+ < '+ < + 15 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Реакции, в результате которых в молекуле исходного соединения происходит замещение атома или группы атомов на другой нуклеофил, называют реакциями нуклеофильного замещения. Эти реакции обозначают SN. (от англ. substitution nucleophilic). 16 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Взаимодействие галогеналканов с водными растворами щелочей CH3CH2Br + KOH бромэтан CH3CH2OH + KBr этанол 17 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Взаимодействие галогеналканов с водными растворами щелочей Реакция нуклеофильного замещения S N 2 Уходящая группа Нуклеофил CH3 - HO + CH2 Br + бромэтан - HO CH3 CH3 - CH2 Br переходное состояние HO CH2 + Br- этанол 18 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Взаимодействие галогеналканов с водными растворами щелочей H H HO C Br CH3 19 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Взаимодействие галогеналканов с водными растворами щелочей 20 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Скорость реакции нуклеофильного замещения зависит от следующих факторов: - нуклеофильной реакционной способности реагента; - основности нуклеофильного реагента; - концентрации реагента; - величины положительного заряда на атакуемом атоме углерода в субстрате; - энергии связи и характера уходящей группы; -строения радикалов, связанных с атакуемым атомом углерода; - природы растворителя. 21 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Нуклеофильная реакционная способность реагента Под нуклеофильной реакционной способностью (нуклеофильной силой) принято понимать способность реагента (аниона или нейтральной молекулы) образовывать за счет неподеленной пары p-электронов одного из входящих в него атомов ковалентную связь с имеющим дефицит электронной плотности атомом углерода в органической молекуле (субстрате). 22 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Нуклеофильная реакционная способность реагента –CH 3 NH3 > H2O > HF –NH 2 –OH > NH3 > –NH2 > –OH > F– > H2O F– > HF I– > Br– > Cl– > F– CH3O– > H—O– CH3NH2 > H—NH2 23 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Основность нуклеофильных реагентов I– < Br– < Cl– < F– 24 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции элиминирования + H + H + C CH2 Br + H 25 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции элиминирования Нуклеофильное замещение SN 2 а а -Hal- RCH2CH2OH '+ R CH CH2 Hal + -OH +H б б -Hal-, -H2O RCH CH2 Элиминирование Е 26 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции элиминирования HO- H CH2 CH2 Br CH3 CH2 CHBr 2-бромбутан CH3 HO C2H5O- H CH2 CH2 Br CH3 CH CH - HO H + CH2 CH2 + Br- CH3 + CH3 CH2 CH бутен-2 81%; преобладает транс-изомер CH2 19% 27 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции третичных алкилгалогенидов CH3 CH3 C Hal - CH3 28 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции третичных алкилгалогенидов CH3+ < CH3CH2+ < CH3CHCH3 < (CH3)3C+ < CH2 CHCH2+ < < C6H5CH2+ < (C6H5)3C+ 29 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции третичных алкилгалогенидов CH3 CH3 C CH3 CH3 Br + CH3 C + - Br CH3 30 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции третичных алкилгалогенидов H2O CH3 CH3 C O+ CH3 C+ CH3 C CH3 C OH CH3 S N1 CH3 CH3 -H+ H CH3 +Nu- CH3 H Nu CH3 CH3 CH3 -H+ CH2 C CH3 E1 31 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Взаимодействие галогеналканов со спиртами 2C2H5OH + 2Na C2H5O- + CH3 этоксид-ион I иодметан 2C2H5O-Na+ + H2 C2H5O CH3 I - переходное состояние C2H5OCH3 + Iметилэтиловый эфир 32 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Взаимодействие галогеналканов с аммиаком C2H5 H3N: + CH2 Br 1-бромпропан + - [C3H7NH3] Br NH3 -NH4Br пропиламмонийбромид C3H7NH2 пропиламин 33 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Взаимодействие галогеналканов с цианидами CH3CH2Br + KCN бромэтан цианид калия -KBr 2H2O CH3CH2CN -NH CH3CH2COOH 3 пропанонитрил пропановая кислота 34 Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции ароматических галогенопроизводных OH Cl KOH 300°C, 150 атм KCl Cl 35
