Скачать презентацию Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов в которых Скачать презентацию Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов в которых

Галоген алканы.pptx

  • Количество слайдов: 51

Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена.

Классификация галогенпроизводных По характеру галогена По числу атомов галогенов По характеру углеводородного радикала По Классификация галогенпроизводных По характеру галогена По числу атомов галогенов По характеру углеводородного радикала По характеру атома углерода, связанного с галогеном

КЛАССИФИКАЦИЯ По характеру галогена Фтор. Хлор. Бром. Иодпроизводные КЛАССИФИКАЦИЯ По характеру галогена Фтор. Хлор. Бром. Иодпроизводные

КЛАССИФИКАЦИЯ По числу атомов галогенов Моно. Ди. Три. Полизамещенные КЛАССИФИКАЦИЯ По числу атомов галогенов Моно. Ди. Три. Полизамещенные

КЛАССИФИКАЦИЯ По природе углеводородного радикала Алифатические Алициклические Ароматические (предельные и непредельные) КЛАССИФИКАЦИЯ По природе углеводородного радикала Алифатические Алициклические Ароматические (предельные и непредельные)

КЛАССИФИКАЦИЯ По характеру атома углерода, связанного с галогеном Первичные Вторичные Третичные КЛАССИФИКАЦИЯ По характеру атома углерода, связанного с галогеном Первичные Вторичные Третичные

НОМЕНКЛАТУРА Систематическая (заместительная) положение галогена + галоген + углеводород Пример: 2 -бромпентан Рациональная название НОМЕНКЛАТУРА Систематическая (заместительная) положение галогена + галоген + углеводород Пример: 2 -бромпентан Рациональная название радикала + галогенид Пример: трет-бутилхлорид Тривиальная (исторически сложившаяся)

НОМЕНКЛАТУРА 1 2 3 3 -хлорпропен (зам) Трихлорметан(зам) Аллилхлорид (рац) Хлороформ(трив) НОМЕНКЛАТУРА 1 2 3 3 -хлорпропен (зам) Трихлорметан(зам) Аллилхлорид (рац) Хлороформ(трив)

ИЗОМЕРИЯ Структурная а) характерная для углеводородов + а) положения заместителя Пространственная Если характерна для ИЗОМЕРИЯ Структурная а) характерная для углеводородов + а) положения заместителя Пространственная Если характерна для углеводородов, от которого образовано галогенпроизводное

ИЗОМЕРИЯ Изомерия углеродного скелета Изомерия положения заместителя ИЗОМЕРИЯ Изомерия углеродного скелета Изомерия положения заместителя

Методы получения 1. Галогенирование алканов RH + Hal 2 → RHal + HHal 2=Cl Методы получения 1. Галогенирование алканов RH + Hal 2 → RHal + HHal 2=Cl 2, Br 2, F 2/N 2 (Co. F 3/F 2) Фторирование чистым F 2 — НЕВОЗМОЖНО! Процесс слишком экзотермичен.

Методы получения 2. Присоединение галогеноводородов к алкенам Реакция Хараша. Только в случае HBr! Методы получения 2. Присоединение галогеноводородов к алкенам Реакция Хараша. Только в случае HBr!

Методы получения 3. Галогенирование спиртов а) Взаимодействие спиртов с галогеноводородами Реакция ― обратима! Поэтому Методы получения 3. Галогенирование спиртов а) Взаимодействие спиртов с галогеноводородами Реакция ― обратима! Поэтому галогеноводород берут в избытке!

Методы получения Наиболее легко галогенируются третичные спирты. Труднее ― вторичные и первичные Методы получения Наиболее легко галогенируются третичные спирты. Труднее ― вторичные и первичные

Методы получения а) Взаимодействие спиртов с хлоридами фосфора Методы получения а) Взаимодействие спиртов с хлоридами фосфора

Методы получения а) Взаимодействие спиртов с тионилхлоридом. Галогенирование тионилхлоридом широко используется, так как побочные Методы получения а) Взаимодействие спиртов с тионилхлоридом. Галогенирование тионилхлоридом широко используется, так как побочные продукты газообразны и легко удаляются.

Методы получения 4. Аллильное замещение. R-CH 2 -CH=CH 2 + Cl 2 to hν Методы получения 4. Аллильное замещение. R-CH 2 -CH=CH 2 + Cl 2 to hν hν t R-CHCl-CH=CH 2 + HCl

Методы получения 5. Гидрогалогенирование алкинов. Сu 2 Cl 2 , to Образуется геминальный дигалогеналкан Методы получения 5. Гидрогалогенирование алкинов. Сu 2 Cl 2 , to Образуется геминальный дигалогеналкан (продукт присоединения по Марковникову)!

Методы получения 6. Галогенирование алкинов. HC≡CH + Br 2 → CHBr=CHBr + Br 2 Методы получения 6. Галогенирование алкинов. HC≡CH + Br 2 → CHBr=CHBr + Br 2 → CHBr 2–CHBr 2 Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая)

Физические свойства Галогеналканы в нормальных условиях — жидкости (кроме монозамещённого метана) со специфическим запахом Физические свойства Галогеналканы в нормальных условиях — жидкости (кроме монозамещённого метана) со специфическим запахом или твердые вещества. Малорастворимы в воде , хорошо растворимы в органических растворителях. Плотность >1.

Физические свойства Температуры кипения увеличиваются: ― с увеличением порядкового номера галогена ― с увеличением Физические свойства Температуры кипения увеличиваются: ― с увеличением порядкового номера галогена ― с увеличением углеводородного радикала ― с увеличением числа атомов галогенов Плотность увеличивается: ― с увеличением числа атомов галогенов ― с увеличением порядкового номера галогена

Физические свойства Температуры кипения (С) Физические свойства Температуры кипения (С)

Физические свойства Температуры кипения (С) Физические свойства Температуры кипения (С)

Химические свойства +δ -δ Электрофильный центр Галогеналканы имеют полярную С-Hal связь подверженную гетеролитическому разрыву. Химические свойства +δ -δ Электрофильный центр Галогеналканы имеют полярную С-Hal связь подверженную гетеролитическому разрыву.

Химические свойства Характеристика связи C-Hal F(4, 0) > Сl(3, 0) > Вг(2, 8) > Химические свойства Характеристика связи C-Hal F(4, 0) > Сl(3, 0) > Вг(2, 8) > I(2, 5); Сsp 3(2, 5) Связь Энергия, к. Дж/моль Длина, нм С—F 448 0. 142 C—Cl 326 0. 177 C—Br 285 0. 191 C—I 213 0. 213 C—H 414 0. 112 С—C 347 0. 154

Химические свойства Для галогеналканов характерны реакции Замещения SN 1 SN 2 Отщепления E 1 Химические свойства Для галогеналканов характерны реакции Замещения SN 1 SN 2 Отщепления E 1 E 2

Химические свойства 1. Нуклеофильное замещение +δ Таким образом можно заменять галоген на другие функциональные Химические свойства 1. Нуклеофильное замещение +δ Таким образом можно заменять галоген на другие функциональные группы или углеводородные радикалы и получать из галогенпроизводных любые классы органических соединений.

Химические свойства Примеры использования реакций замещения Нуклеофил Продукт OH- (H 2 O) R-OH R Химические свойства Примеры использования реакций замещения Нуклеофил Продукт OH- (H 2 O) R-OH R 2 NH R 3 N RO- R-O-R CN- R-CN RCOO- RCOOR R-N=C H 2 S R-SH NO 2 - R-NO 2 RSH R 2 S R-O-N=O NH 3 RNH 2 Hal- R-Hal R-NH 2 R 2 NH NCS- R-NCS

Химические свойства Механизм SN 2 Одностадийный процесс! Участвуют оба реагента! Химические свойства Механизм SN 2 Одностадийный процесс! Участвуют оба реагента!

Химические свойства Механизм SN 2 1. Кинетические признаки Строения субстрата V=k∙[R-Hal]∙[Nu-] Природы нуклеофила Скорость Химические свойства Механизм SN 2 1. Кинетические признаки Строения субстрата V=k∙[R-Hal]∙[Nu-] Природы нуклеофила Скорость по SN 2 зависит от Природы уходящей групы Влияния растворителя

Химические свойства 1)Влияние строения субстрата(стерический фактор) Переходный комплекс Заместители при электрофильном углероде Пентакоординированный атом Химические свойства 1)Влияние строения субстрата(стерический фактор) Переходный комплекс Заместители при электрофильном углероде Пентакоординированный атом углерода Чем объемнее заместители ― тем больше силы отталкивания, и тем менее стабильный переходный комплекс!

Химические свойства 1)Влияние строения субстрата(стерический фактор) Скорость SN 2 увеличивается в ряду : R Химические свойства 1)Влияние строения субстрата(стерический фактор) Скорость SN 2 увеличивается в ряду : R 2 CH-Hal < R-CH 2 -Hal < CH 3 -Hal В третичных галогеналканах , или при наличии объемных заместителей при электрофильном углероде (трет-бутильных, каркасных) механизм SN 2 не реализуется.

Химические свойства 1)Влияние природы нуклеофила. Нуклеофилы― это частици , которые отдают свою пару электронов Химические свойства 1)Влияние природы нуклеофила. Нуклеофилы― это частици , которые отдают свою пару электронов на образование новой связи. Нуклеофильность — относительная величина, характеризующая влияние реагента на скорость нуклеофильного замещения. Основность ― термодинамическая величина , характеризующая равновесие в системе X-+H+↔HX Нуклеофильности !

Химические свойства Нуклеофильность понижается в ряду : R 2 СH- > RNH- > OH- Химические свойства Нуклеофильность понижается в ряду : R 2 СH- > RNH- > OH- > FS 2 - > HS- > H 2 S I- > Br- > Cl- > F-

Химические свойства 3) Влияние природы уходящей групы Прочность связи С―Hal уменьшается в ряду : Химические свойства 3) Влияние природы уходящей групы Прочность связи С―Hal уменьшается в ряду : C-F > C-Cl > C-Br > C-I Термодинамическая стабильность уходящего галогениданиона увеличивается в ряду. F- < Cl- < Br- < I-

Химические свойства 3) Влияние растворителя Чем выше степень локализации заряда в частице тем лучше Химические свойства 3) Влияние растворителя Чем выше степень локализации заряда в частице тем лучше она сольватируется полярными растворителями. Скорость SN 2 обычно ↑ с ↓ полярности растворителя.

Химические свойства Стереохимические аспекты SN 2 замещения Обращение конфигурации оптически однородного вещества на противоположную Химические свойства Стереохимические аспекты SN 2 замещения Обращение конфигурации оптически однородного вещества на противоположную в результате реакции называется Вальденовским обращением.

Химические свойства Химические свойства

Химические свойства Механизм SN 1 1 -я стадия ― диссоциация субстрата по связи С―Hal Химические свойства Механизм SN 1 1 -я стадия ― диссоциация субстрата по связи С―Hal (лимитирующая) 2 -я стадия ― присоединение нуклеофила к карбкатиону.

Химические свойства Механизм SN 1 1. Кинетические признаки Строения субстрата V=k∙[R-Hal] Скорость по SN Химические свойства Механизм SN 1 1. Кинетические признаки Строения субстрата V=k∙[R-Hal] Скорость по SN 1 зависит от Природы уходящей групы Влияния растворителя

Химические свойства Влияние строения субстрата 1) Стерический фактор Sp 3 Sp 2 Стерическое отталкивание Химические свойства Влияние строения субстрата 1) Стерический фактор Sp 3 Sp 2 Стерическое отталкивание в Sp 3 состоянии больше чем в Sp 2 !

Химические свойства Влияние строения субстрата Увеличение количества и/или объема заместителей дестабилизирует исходное состояние сильнее Химические свойства Влияние строения субстрата Увеличение количества и/или объема заместителей дестабилизирует исходное состояние сильнее чем образующийся катион ! Скорость SN 1 -замещения увеличивается в ряду: (CH 3)2 CH ― Hal < (CH 3)3 C ― Hal < (C 2 H 5)3 C―Hal << Ph 3 C―Hal

Химические свойства Влияние строения субстрата 1) Электронный фактор Заместители стабилизирующие образующийся карбкатион ускоряют реакцию! Химические свойства Влияние строения субстрата 1) Электронный фактор Заместители стабилизирующие образующийся карбкатион ускоряют реакцию! Скорость SN 1 -замещения падает в ряду: RCH=CH―CH 2 ―Hal > R 3 C ―Hal > R 2 CH ―Hal R―CH 2―Hal и CH 3―Hal в реакции SN 1 не вступают !

Химические свойства Влияние растворителя Нейтральная молекула Заряженные частици Рекции SN 1 легче всего протекают Химические свойства Влияние растворителя Нейтральная молекула Заряженные частици Рекции SN 1 легче всего протекают в сильнополярных протонных растворителях. Так как полярные растворители сольватируют образующиеся ионы и способствуют диссоциации.

Химические свойства Химические свойства

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Амбидентный реагент Соединение обладающее двумя реакционными центрами, с каждым из которых в ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Амбидентный реагент Соединение обладающее двумя реакционными центрами, с каждым из которых в ходе реакции может быть образована новая связь Термин применим к сопряженным нуклеофилам, например цианид-, нитрат- , енолят-ионам. центр наибольшей основности центр наибольшей нуклеофильности

Химические свойства Направление р-ции амбидентного аниона зависит от природы противоиона (р-ции 1 и 2), Химические свойства Направление р-ции амбидентного аниона зависит от природы противоиона (р-ции 1 и 2), р-рителя (3, 4), электроф. агента (3, 5, 6):