I.Реакции нуклеофильного замещения

Галогенпроизводные.

Это производные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены на атом галогена. Они имеют огромное значение в науке и технике, т.к. они гораздо активнее углеводородов, с их помощью легко осуществляются переходы к другим классам органических соединений.

Классификация

1. По строению углеродной цепи (предельные и непредельные);

2. По количеству атомов галогена (моно- и полигалогенопроизводные);

3. По положению галогена (первичные, вторичные, третичные);

4. По природе галогена (фтор-, хлор-, бром- и йодпроизводные).

Моно- и полигалогенопроизводные предельных углеводородов (кроме полифторпроизводных)

Моногалогенпроизводные

СН₃Cl хлористый метил

СН₃I йодистый метил

С₂Н₅Br бромистый этил

(СН₃)₃СI йодистый третбутил и т.д.

Полигалогенопроизводные

СН₂Cl₂ хлористый метилен

CHCl хлороформ (хлористый метин)

CCl₄ четыреххлористый углерод

CH₃-CHCl₂ хлористый этилиден

CH₂Cl-CH₂Cl хлористый этилен и т.д.

Изомерия

На примере монохлорпроизводных бутана

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-Cl хлористый бутил (1)

СН₃-СН-СН₂-СН₃ хлористый вторбутил (2)

СН₃-СНCl-СН₂-Cl хлористый изобутил (3)

Способы получения

1.Действие галогенов на углеводороды. CH4+Cl2=CH3Cl

Применяется, в основном, для получения полигалогенопроизводных.

2. Присоединение Нhal к непредельным углеводородам.

CH3-CH3+Cl2=CH3-CH2-Cl

3. Замещение группы ОН в спиртах на Hal: C-COHC+PCl3 = C-CClC

а) взаимодействие с галогенводородными кислотами

СН₃ОН + HCl Н₂О + СН₃Cl

3. Замещение на галоген кислорода в альдегидах и кетонах

СН₃-СOH-СН₃ + PCl₅

CН₃-СCl-СН₃ + POCl₃+ HCl

5. Из серебряных солей карбоновых кислот под действием галогена

СН₃-СН₂-СO + Br₂

CН₃-СН₂-Br + CО₂ + AgBr

6. Получение тригалогензамещенных метана из альдегидов или кетонов, имеющих в -положении метильную группу:

Действие галогена в присутствии щелочи приводит к максимальному галоидированию в -положение.

а) СН₃-С-Н + 3I₂ + 3 КОН 3KI + 3H₂O + CI₃-C-H

7. Действие галоидных солей на галоидные алкилы (реакция Финкельштейна)

Применяется для получения труднодоступных йодистых и фтористых алкилов. Фтор слишком активен, а йод недостаточно активен для прямого галоидирования.

Физические свойства

1. Галогенопроизводные предельных углеводородов – бесцветные вещества, в воде не растворяются, легко растворяются в спирте и эфире, низшие представители обладают сладковатым наркотическим запахом.

Агрегатное состояние: газообразные

Химические свойства

Вещества очень реакционноспособные, благодаря наличию полярной связи С-Hal. Наиболее высокой реакционной способностью обладают легко поляризующиеся йодистые алкилы. Наименьшей активностью – фтористые алкилы.

Атом углерода в связи С Hal имеет частичный положительный заряд, поэтому подвергается атаке нуклеофильных (отрицательно заряженных) реагентов.

I.Реакции нуклеофильного замещения

1. Гидролиз под действием воды или водной щелочи

СН₃ I + НОН СН₃-ОН + HI

С₂Н₅Br + NaOH C₂Н₅ОН + NaBr

При гидролизе полигалогенопроизводных могут образовываться многоатомные спирты, альдегиды, кетоны, кислоты.

2. Аммонолиз (взаимодействие с аммиаком)

СН₃Cl + 2NH₃ C2Н₅NH₂ + NH4Cl

3. Взаимодействие со спиртами и алкоголятами

СН₃I + HOC₂H₅ CH₃-O-C₂H₅ + H

СН₃I + NaOC₂H₅ CH₃-O-C₂H₅ + NaI

4.Взаимодействие с солями органических и неорганических кислот

CH₃I + NaCN NaI + CH₃CN

СH₃I + NaSH NaI + CH₃SH

СH₃I + NaNO₂ CH₃NO₂ + NaI

С₂H₅Br + AgONO₂ AgBr + C₂H₅ONO₂