Методы получения

Галогенопроизводные углеводородов

Лекция № 22

Галогенопроизводные со связью С(sp³)-галоген.

· Номенклатура, изомерия. Физические свойства и спектральные характеристики. Методы получения: галогенирование алканов, реакции присоединения к алкенам и алкинам, реакции замещения в спиртах, альдегидах, кетонах и карбоновых кислотах. Характеристика связи углерод-галоген, индукционный эффект атома галогена. Реакционная способность галогенопроизводных в зависимости от природы галогена.

· Химические свойства. Реакции нуклеофильного замещения галогена у насыщенного атома углерода как метод получения спиртов, тиолов, простых эфиров, нитросоединений, аминов, нитрилов, сложных эфиров и др. Два механизма нуклеофильного замещения (S_N1 и S_N2). Бимолекулярные реакции (S_N2): кинетика, стереохимия, обращение конфигурации. Мономолекулярные реакции (S_N1): кинетика, стереохимия, рацемизация. Устойчивость и перегруппировки карбокатионов. Зависимость S_N1 и S_N2 реакций от природы радикала и уходящей группы субстрата, природы нуклеофильного агента и растворителя.

Галогенопроизводные – органические соединения, в молекуле которых есть связь углерод – галоген (фтор, хлор, бром, йод). Их классифицируют по типу углеродного атома, с которым связан галоген:

· галогенопроизводные со связью С(sp³)-галоген – галогеноалканы;

· галогенопроизводные со связью С(sp²)-галоген, которые в свою очередь подразделяют на галогеналкены и галогеноарены.

Число и природа атомов галогена, связанных с органическим радикалом могут изменяться в широких пределах (от моно- до поли-).

Ранее рассмотрены:

· прямое галогенирование насыщенных углеводородов (смесь от моно- до пергалогеноалканов);

· присоединение галогеноводорода к p-связи (моногалогеноалканы);

· присоединение галогена к p-связи (вицинальные дигалогеноалканы);

· присоединение галогеноводорода к тройной связи (геминальные дигалогеноалканы или моногалогеноалкены);

· присоединение галогена к тройной связи (вицинальные дигалогеноалкены или тетрагалогеноалканы);

· получение аллилгалогенопроизводных;

· каталитическое галогенирование ароматических соединений.

Получение галогеноалканов может быть выполнено замещением ОН-группы в легко доступных спиртах на атом галогена. Реакция может быть проведена действием галогеноводородной кислоты на спирт.

Недостатки: обратимости замещения, много побочных реакций.

Часто для замещения ОН-группы на галоген используют реакции с галогенидами форсфора. Эти синтезы необратимы и не сопровождаются побочными реакциями.

Хлорирование может быть проведено действием PCl₃, POCl₃ или PCl₅. Бромирование - PBr₃, PBr₅, йодирование – PI₅.

Для получения хлоропроизводных очень удобно использовать хлористый тионил (SOCl₂).

Галогеноарены могут быть получены через соли диазония по следующей схеме (подробное рассмотрение будет проведено в разделе «Органические соединения азота»).