Тема 8. Галогенпроизводные углеводородов
Галогенопроизводные можно рассматривать как продукты замещения водорода углеводородов на атомы галогенов. В зависимости от природы углеводорода, от которого они происходят, галогенопроизводные могут быть насыщенными, ненасыщенными, ароматическими. В зависимости от природы галогена их подразделяют на фтор-, бром-, хлор- и иодпроизводные. В зависимости от числа атомов галогена различают моно-, ди-, три- и вообще полигалогенпроизводные.
Галогенпроизводные редко встречаются в природе, их получают синтетическим путем. Чаще всего для их синтеза используют реакции замещения водорода в предельных углеводородах на галоген, присоединение галогенов или галогеноводородов к ненасыщенным углеводородам. Их также можно получить из органических соединений других классов, например, из спиртов, альдегидов и кетонов.
Галогенопроизводные, в свою очередь, служат исходными веществами для синтеза многих органических соединений. Физические и химические свойства галогеналкилов зависят от химической природы входящего галогена и строения радикала.
Большинство галогенопроизводных углеводородов – весьма реакционноспособные соединения, широко применяемы в различных синтезах. Наибольшее значение имеют реакции замещения (SN) и отщепления (элиминирования, Е). Примерами взаимодействия с металлами является реакция Вюрца, Вюрца-Фиттига и реакция с магнием.
Задания для самостоятельной работы.
Задание 1. Способы получения галогенпроизводных.
1. Получить моногалогенпризводные из указанных реагентов и указать ип реакции:
а) из 2-метилбутана
б) из пропена получить 3-хлорпропен и 2-хлорпропан
в) из циклопропана
г) из циклогексана
д)из пропанола
е) из пропина
ж) из бензола
з)из толуола полчить хлортолуол и хлористый бензил
2. Получить дигалогенпроизводные из:
а) из бутана
б) из 1-бутена
в) из 1-бутина
г) из циклопропана
д) из циклогексана
е) из фенилацетилена
ж) из винилбензола (стирола)
з) из изопрена (2 продукта)
и) из бензола
Задание 2. Свойства галогенпроизводных.
Написать структурные формулы и названия полученных продуктов приведенных ниже реакций. Указать тип химических реакций.
и) СН3-СН2-Сl + NаОН →
Лабораторная работа №4.
ОПЫТ №1. Открытие хлора в составе органических соединений (проба Бельштейна).
Реактивы и материалы: хлороформ (или дихлорэтан), медная проволока.
Галогены в составе органических соединений проще всего открываются по Бельштейну – прокаливанием органического вещества с оксидом меди в пламени горелки.
Медную проволоку длиной 10см с петлей на конце прокаливают над пламенем горелки до исчезновения посторонней окраски пламени (признак отсутствия загрязнения медной проволоки). Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом оксида меди, опускают в пробирку с 1-2 каплями хлороформа (или дихлорэтана) и вновь вносят в пламя горелки. Немедленно появляется ярко-зеленая окраска пламени.
При прокаливании кислород оксида меди окисляет углерод и водород органического вещества в диоксид углерода и воду, медь же образует с галогеном летучие соединения, которые и окрашивают пламя горелки в зеленый цвет. Появление зеленого окрашивания указывает на присутствие в органическом соединении галогена.
Химизм процесса: 2СНСl3 + 5СuО → СuСl2 + 4СuСl + 2СО2 + Н2О
Подобную окраску пламени дают помимо хлористых и другие галогеносодержащие органические соединения.
ОПЫТ №2 Получение хлористого этила.
Реактивы и материалы: этиловый спирт, конц. Н2SО4, NаСl(кристал.), газоотводная трубка.
В пробирку помещают 2-3мл заранее приготовленной смеси этилового спирта с концентрированной серной кислотой. Прибавляют 1-2г хлорида натрия. Пробирку закрывают пробкой с небольшой газоотводной трубкой, укрепляют наклонно в штативе и осторожно нагревают над пламенем горелки. Если поднести через некоторое время к отверстию газоотводной трубки зажженную лучину, то наблюдается горение образовавшегося хлористого этила с характерным колечком зеленого цвета по краю газоотводной трубки. Реакция образования хлористого этила протекает по следующей схеме:
2NаСl + Н2SО4 → 2НСl + Nа2SО4;
СН3-СН2-ОSО2ОН + НСl → СН3СН2Сl + Н2SО4.