V. Галогенирование карбонильных соединений

Гетеролитическое галогенирование альдегидов и кетонов (кроме фторирования) в присутствии кислот и оснований идет в -положение по отношению к карбонильной группе:

Механизм галогенирования (A_E):

Моногалогенирование можно провести лишь в присутствии кислоты. В присутствии оснований идет полигалогенирование. Если с карбонильной группой связан метильный радикал, имеет место галоформная реакция – это реакция галогенирования метилкарбонильных соединений в щелочной среде, в результате чего образуется галоформ.

Причиной полигалогенирования является повышенная способность -галогенкарбонильных соединений к енолизации, а, следовательно, и к реакции галогенирования.

Хлороформ получают этим методом из ацетона или этанола и хлорной извести. При этом спирт вначале окисляется до ацетальдегида а затем идет галоформная реакция:

Электрохимитический метод получения хлороформа является наиболее современным.

- Иодоформная проба –использование иода в галоформной реакции в аналитических целях для обнаружения группировок CH₃CO и CH₃CHOH. Образовавшийся иодоформ имеет специфический запах:

VI. Галогенирование карбоновых кислот

Углеводородную цепь карбоновых кислот галогенируют в гетеролитических условиях в -положение:

1. В тех же условиях, что и для альдегидов и кетонов, если кислота содержит высокий процент енольной формы (например, малоновая).

2. После превращения кислот в ацилгалогениды, более склонные к енолизации.

3. В присутствии катализаторов (фосфор и его галогениды), Например:

VII. Замена кислорода в карбонильных и карбоксильных группах на галоген

1. Взаимодействие карбонильной группы с пентахлоридом фосфора:

2. Фторирование кетонов четырехфтористой серой.

3. C помощью тионилхлорида (наиболее применяемый метод):

Реакцию проводят без растворителя или в среде дихлорэтана, хлороформа и т.д. Газообразные HCl и SO₂ удаляются по мере образования. Чаще всего после отгонки избытка хлористого тионила и растворителя, хлорангидриды кислот используются без дополнительной очистки. Катализаторами являются иод, пиридин, хлорид цинка, диметилформамид. Например (производство ацефена):

4. С помощью хлоридов фосфора (III и V) или хлорокиси фосфора

Метод применяется только тогда, когда продукт можно экстрагировать органическим растворителем или отогнать из реакционной массы.

5. Фторирование кислот четырехфтористой серой:

VIII. Замена гидроксильных групп в спиртах и фенолах на галоген

1. Галогеноводороды превращают спирты в хлор-, бром- и иодалканы и чаще всего по S_N1-механизму. При этом активность галогенводородов возрастает в ряду HCl < HBr < HI, а спиртов – в ряду первичный < вторичный < третичный. Например, изоамилбромид в производстве барбамила получают исходя из бромида натрия в серной кислоты:

Недостатком такого способа является большой расход серной кислоты.

- Хлористый водород с вторичными и особенно первичными спиртами реагируют очень медленно. Для ускорения процесса повышают концентрацию хлористого водорода, проводят реакцию под давлением при повышенной температуре или используют катализаторы (серная кислота и хлорид цинка). Недостаток метода – процесс сопровождается перегруппировкой углеродного скелета.

2. Реакции спиртов и фенолов с галогенидами фосфора (PCl₅, PHlg₃, POCl₃).

- В реакциях со спиртами трибромид и трииодид фосфора можно получить непосредственно в реакционной массе:

- Хлорокись фосфора обычно применяют для замены активированной –ОН группы в ароматических и гетероароматических соединениях. В качестве катализаторов можно использовать основания или кислоты.

3. Реакции гидроксилсодержащих соединений с тионилхлоридом является самым распространенным методом синтеза хлоридов: