Орг_Хим_Все лекции_презы
.pdf
Номенклатура галогенопроизводных углеводородов
Заместительная номенклатура
Вначале цифрой указывают положение замещения (если это необходимо), затем называют галоген (если нужно, то перед ним – количество атомов) и прибавляют название родоначальной структуры (в алифатических галогенопроизводных это главная углеродная цепь, в алициклических и ароматических – цикл). Нумерацию начинают с ближнего к галогену конца углеродной цепи.
Полностью галогенированные углеводороды (все атомы водорода замещены атомами галогена) называют пергалогенированными (в названиях используют префикс пер-)
Номенклатура галогенопроизводных углеводородов
Радикало-функциональная номенклатура
В этом случае названия составляют из названия углеводородного радикала, связанного с галогеном, и суффикса -фторид, -хлорид, -бромид или -йодид.
Тривиальные названия
Изомерия галогенопроизводных углеводородов
Структурная изомерия
Изомерия углеродного скелета |
Изомерия положения атомов галогенов |
Дигалогенопроизводные углеводородов с атомами галогенов у одного и того же атома углерода называют геминальными (сокращенно гем-), у соседних атомов углерода – вицинальными (сокращенно виц-).
Изомерия галогенопроизводных углеводородов
Пространственная изомерия Геометрическая изомерия
Оптическая изомерия
Способы получения галогеналканов
1.Галогенирование алканов
2.Присоединение галогеноводородов к алкенам
Способы получения галогеналканов
3. Взаимодействие спиртов с галогенирующими реагентами
Для этого используют галогеноводороды (НСl, НВr, HI)
Легче всего замещается галогеном гидроксильная группа у третичного атома углерода.
С более высокими выходами галогеналканы образуются при взаимодействии спиртов с галогенидами фосфора (PCl3, PCl5, РВr3, РВr5), тионилхлоридом (SOCl2).
4. Взаимодействие галогеналкаков с солями галогеноводородных кислот (реакция Финкельштейна)
Физические свойства галогеналканов
•Низшие галогеналканы – это газы или жидкости со своеобразным сладковатым запахом, средние – жидкости, высшие – твердые вещества.
•Температура кипения возрастает с увеличением атомной массы галогена, количества атомов галогена (за исключением фторпроизводных) и длины углеродной цепи молекулы.
•Низшие галогеналканы практически не растворимы в воде, но легко растворяются в органических растворителях. Некоторые из них сами являются хорошими растворителями.
•Многие галогеналканы обладают наркотическим действием.
Химические свойства галогеналканов
Реакции нуклеофильного замещения
Способность галогеналканов вступать в реакции SN обусловлена полярностью связи «углерод– галоген». Атом галогена, имея большую электроотрицательность, чем атом углерода, смещает на себя электронную плотность связи С–Hal.
Нуклеофильными реагентами могут быть:
•вещества, содержащие в составе молекул атомы с неподеленными парами электронов: NH3, R–NH2, R2NH, HOH и др.
•вещества, образующие при диссоциации анионы (нуклеофильные частицы):
NaOH (OH–), C2H5ONa (C2H5O–), KCN (CN–), NaSH (SH–), NaNO2 (NO2–), CH3COONa (CH3COO–), KBr (Br–), KI (I–) и др.
В реальных условиях реакционная способность галогеналканов в реакциях SN уменьшается в ряду: R–I > R–Br > R–Cl >> R–F.
Химические свойства галогеналканов
Реакции нуклеофильного замещения
В зависимости от строения галогеналкана, природы нуклеофила и растворителя реакции SN протекают по двум основным механизмам: SN2 и SN1.
Механизм SN2 (бимолекулярное нуклеофильное замещение).
По этому механизму реагируют первичные и несколько труднее вторичные галогеналканы. Реакция протекает в одну стадию через образование переходного состояния.
Образование переходного состояния сопровождается изменением гибридного состояния атома углерода с sр3 на sp2. Возвращение атома углерода в состояние sр3-гибридизации после отщепления галогенидиона происходит с обращением конфигурации.
в стадии, определяющей скорость реакции в целом (в данном случае – образование переходного состояния), участвует два реагента (галогеналкан и нуклеофил).
Скорость реакций, протекающих по этому механизму, за-висит от концентрации обоих реагентов.
Химические свойства галогеналканов
Реакции нуклеофильного замещения
Механизм SN1 (мономолекулярное нуклеофильное замещение)
В отличие от механизма SN2, где разрыв связи C–Hal и образование связи С–Nu происходят синхронно, в механизме SN1 разрыв связи C–Hal предшествует образованию связи C–Nu.
По этому механизму происходит нуклеофильное замещение в третичных и, при определенных условиях, во вторичных галогеналканах. По механизму SN1 реакция протекает в две стадии:
Механизм нуклеофильного замещения, протекающий по рассмотренной схеме, называется мономолекулярным, так как на стадии, определяющей скорость всего процесса (стадия I), принимает участие молекула только одного реагента – галогеналкана.