Галогенопроизводные. Растворимость, общие закономерности

Содержание

Слайд 2

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОМЕРИЯ R – X. НОМЕНКЛАТУРА Изомерия CnH2n+1 X обусловлена: а)

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

ИЗОМЕРИЯ R – X. НОМЕНКЛАТУРА

Изомерия CnH2n+1 X обусловлена:
а) изомерией углеродного

скелета;
б) положением галогена;
Слайд 3

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ НОМЕНКЛАТУРА R – X Причем название X ставится либо перед, либо после названия радикала:

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

НОМЕНКЛАТУРА R – X

Причем название X ставится либо перед, либо

после названия радикала:
Слайд 4

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ 2. Заместительная номенклатура:

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

2. Заместительная номенклатура:

Слайд 5

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ АРИЛГАЛОГЕНИДЫ Общая формула Ar – X; в этих соединениях галоген

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

АРИЛГАЛОГЕНИДЫ

Общая формула Ar – X; в этих соединениях галоген непосредственно

связан с атомом углерода ароматического кольца (поэтому мало подвижен!!):

бромбензол

Слайд 6

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА R – X (звездочкой (*) отмечены методы, используемые

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

МЕТОДЫ СИНТЕЗА R – X
(звездочкой (*) отмечены методы, используемые также в

промышленности).

1. Из спиртов:
действием галогеноводородов (НХ) и галогенидов фосфора (РХ):

Общая схема:

R – OH R – X

спирт

алкилгалогенид

Слайд 7

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА R – X. ПРИМЕРЫ: СН3СН2OН СН3СН2Br конц. НBr,

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

МЕТОДЫ СИНТЕЗА R – X. ПРИМЕРЫ:

СН3СН2OН СН3СН2Br

конц. НBr, t °C

или (NaBr

+ H2SO4)

этанол

бромистый этил

3С2Н5ОН + РСlЗ 3C2H5Cl + Н3PО3

2*. Галогенирование углеводородов:

R–H + X2 R–X + HX

алкан

(X = Cl, Br)

Слайд 8

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ 3*. Присоединение галогеноводородов к алкенам: 4*. Присоединение галогенов к алкенам

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

3*. Присоединение галогеноводородов к алкенам:

4*. Присоединение галогенов к алкенам и алкинам:

Х2

Х

Х

С – С –

– С = С –

Н– С ≡ С –Н Н– СХ2 – СХ2–Н

Х2

Слайд 9

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ. ПОЛУЧЕНИЕ Промышленные способы: 1.1. Галогенирование алканов (обычно образуются смеси изомеров,

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ. ПОЛУЧЕНИЕ

Промышленные способы:

1.1. Галогенирование алканов (обычно образуются смеси изомеров, что

несколько снижает ценность метода):

1.2. Присоединение галогеноводородов и галогенов к алкенам и алкинам:

НС≡СН СН2=СН–Сl

HCl, HgCl2

ацетилен

хлористый винил

Слайд 10

Cl2 500°C хлористый винил этилен СН2=СН–Сl СН2 = СН2 СН2 – СН2 Сl Сl ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ. ПОЛУЧЕНИЕ

Cl2

500°C

хлористый винил

этилен

СН2=СН–Сl

СН2 = СН2

СН2 – СН2

Сl

Сl

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ. ПОЛУЧЕНИЕ

Слайд 11

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА R – X Температура плавления и кипения R

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА R – X

Температура
плавления и
кипения R – X

Температура
плавления и
кипения

R – H

>

1.

2. При данном R температура кипения повышается в ряду:

R–F < R–Cl < R–Br < R–I

?

3. Растворимость R – X: хотя R – X – полярные соединения, они нерастворимы в воде (почему ?), но хорошо растворимы в обычных органических растворителях.

?

Слайд 12

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ РАСТВОРИМОСТЬ: ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ Компонент А Компонент В Старинное правило: «ПОДОБНОЕ

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

РАСТВОРИМОСТЬ: ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Компонент А

Компонент В

Старинное правило:
«ПОДОБНОЕ РАСТВОРЯЕТСЯ В

ПОДОБНОМ»

(Растворяемое вещество)

(Растворитель)

Слайд 13

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА R – X Характерной чертой RX является наличие

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА R – X

Характерной чертой RX является наличие группировки:

:

..

..

δ-

δ+

– C

– X

Анализ строения позволяет отметить следующее:
1. функциональная группа не имеет кратных связей, поэтому не склонна к реакциям присоединения;

2. галогены как элементы более электроотрица-тельные, чем углерод, создают на связанном с ними атоме углерода частичный положительный заряд (δ+).

Слайд 14

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ «S» - от слова «substitution» - замещение; «N» - от

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

«S» - от слова «substitution» - замещение;
«N» -

от слова «nucleophilic».
В SN – реакциях происходит атака нуклеофила :Nu (т.е. реагента, предоставляющего электронную пару) на атом углерода с вытеснением галогена в виде :X–

R:Nu + :X–

Nu: + R :X

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА R – X

Отмеченные обстоятельства заставляют предполо-жить: Наиболее характерными реакциями галогенпроизводных будут реакции нуклео-фильного замещения (SN – реакции).

Слайд 15

ПРИМЕРЫ НУКЛЕОФИЛОВ: а) Анионы: НО– (гидроксил-анион) RO– (алкоголят-ионы) RCOO– (ионы органических кислот) СN– (цианид-ион)

ПРИМЕРЫ НУКЛЕОФИЛОВ:

а) Анионы: НО– (гидроксил-анион)
RO– (алкоголят-ионы)
RCOO– (ионы органических кислот)

СN– (цианид-ион)
Слайд 16

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ С2H5Cl + KOH C2H5OH + KCl CH3CH2Cl + H2O CH3CH2OH

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

С2H5Cl + KOH C2H5OH + KCl

CH3CH2Cl + H2O CH3CH2OH + HCl

этилхлорид

этанол

НУКЛЕОФИЛЬНОЕ

ЗАМЕЩЕНИЕ:
примеры реакций
Слайд 17

ОБШАЯ СХЕМА: R:X + :Nu R:Nu + :X– 1. R:X +

ОБШАЯ СХЕМА:

R:X + :Nu R:Nu + :X–

1. R:X + :ОН– R:OH

+ :X–

спирт

2. R:X + Н2О: R:OH + H:X

спирт

3. R:X + -:OR′ R:OR′ + :X–

простой эфир

НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ:

ПРИМЕРЫ РЕАКЦИЙ

Слайд 18

4. R:X + –:С ≡ СR′ R:C ≡ CR′ + :X–

4. R:X + –:С ≡ СR′ R:C ≡ CR′ + :X–

алкин

5.

R:X + Na:R′ R:R′ + :X–

алкан

6. R:X + :I– R:I + :X–

иодистый алкил

7. R:X + :CN– R:CN + :X–

нитрил

8. R:X + R′COO:– R′COO:R + :X–

сложный эфир

НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ:

ПРИМЕРЫ РЕАКЦИЙ

Слайд 19

9. R:X+ :NH3 [R:NH3]+:X– R–NH2 амин 10. R:X + :NH2R′ [R:NH2R′]+X–

9. R:X+ :NH3 [R:NH3]+:X– R–NH2

амин

10. R:X + :NH2R′ [R:NH2R′]+X–

RNHR′ + НX

алкилбензол


реакция Фриделя – Крафтса:

11. R:X + ArH Ar – R

AlCl3

арен

12. и др. …

НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ:

ПРИМЕРЫ РЕАКЦИЙ

вторичный амин

:NH3

Слайд 20

ДРУГИЕ РЕАКЦИИ ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ 2) Дегидрогалогенирование: отщепление КОН (спирт) – С =

ДРУГИЕ РЕАКЦИИ ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ

2) Дегидрогалогенирование: отщепление

КОН

(спирт)

– С = С – + НХ

Х

H

С – С –

3) Синтез реактива Гриньяра:

RX + Mg RMgX

Слайд 21

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ Важнейшие представители Ненасыщенные галогенопроизводные могут вступать в реакции присоединения, обладая

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ

Важнейшие представители

Ненасыщенные галогенопроизводные могут вступать в реакции присоединения, обладая способностью

легко полимеризовываться, образуя высокомолекулярные вещества:

Примеры:

поливинилхлорид

винилхлорид

1. nCH2=CHCI [–CH2 –CHCI –]n

2. nCF2=CF2 [–CF2 –CF2 –]n

тетрафторэтилен

тефлон

фторэтен

поливинилфторид

3. nCH2=CHF [–CH2 –CHF –]n