Галогенопохідними вуглеводнями називають сполуки, які можна розглядати як продукти заміщення одного або декількох атомів водню в молекулі вуглеводню атомами галогенів. Прикладами сполук цього класу можуть служить хлороформ, чотирихлористий вуглець та інші речовини.
Фізичні властивості
Фізичні властивості залежать від вуглеводню, галогену та кількості атомів галогену.
Нижчі представники — гази або рідини, вищі — рідини або кристалічні речовини. Температура кипіння збільшується зі збільшенням довжини вулеводню та кількості атомів галогенів при однакових галогенах, та зі збільшенням атомної маси галогену при однакових вуглеводнях. Винятками є фторпохідні вуглеводнів, бо зі збільшенням кількості атомів фтору температура кипіння зменшується.
Назва | Формула | Температура плавлення, оС | Температура кипіння, оС | Відносна густина |
---|---|---|---|---|
Фторметан | -141,8 | -78,6 | 0,877 (-79оС) | |
Хлорметан | -141,8 | -24,2 | 0,991 (-25оС) | |
Бромметан | -93,6 | 3,6 | 1,732 (0оС) | |
Йодметан | -66,1 | 42,5 | 2,279 (20оС) | |
Фторетан | -143,2 | -37,7 | 0,816 (-37) | |
Хлоретан | -138,7 | 12,2 | 0,921 (0оС) | |
Бромметан | -119 | 38,2 | 1,43 (20оС) | |
Йодетан | -108,5 | 72,2 | 1,993 (20оС) | |
1-Хлорпропан | -122,8 | 47,2 | 0,892 (20оС) | |
3-Хлорпропен | -136,4 | 44,6 | 0,938 (20оС) | |
3-Хлорпропін | - | 65 | 1,045 (20оС) | |
Хлортолуол | -48,0 | 179,3 | 1,103 (20оС) | |
Дифторметан | - | -51,6 | - | |
Дихлорметан | -96.7 | 40,1 | 1,326 (20оС) | |
Дийодметан | 5,0 | 180 | 3,325 (20оС) | |
Трифторметан | -163 | -82,2 | - | |
Трихлорметан | 63,5 | 61,5 | 1,488 (20оС) | |
Трийодметан | 119 | 210 | 4,008 (20оС) | |
Тетрафторметан | -184 | -128 | 1,96 (-184) | |
Тетрахлорметан | -22,8 | 76,8 | 1,595 (20оС) | |
Хлоретилен (Хлористий вініл) | -153,8 | -13,8 | 0,973 (-15оС) | |
Брометилен | -137,8 | 15,8 | 1,5286 (11оС) | |
Трихлоретилен | -86,4 | 87,2 | 1,465 (20оС) | |
2-хлорбута1,3-дієн | - | 59,4 | 0,9585 (20оС) | |
Хлорбензен | -45,6 | 131,7 | 1,1063 (20оС) | |
Бромбензен | -30,6 | 156 | 1,495 (20оС) | |
Йодбензен | -31,3 | 188,4 | 0,832 (20оС) | |
Орто-дихлорбензен | -17,5 | 182 | 1,305 (20оС) | |
Пара-дихлорбензен | 53 | 173 | 1,458 (20оС) |
Часто мають солодкий запах.
Не розчиняються у воді, але розчиняються в органічних розчинниках. Деякі рідкі галогенпохідні вуглеводнів самі є розчинником для органічних сполук.
Хімічні властивості
В залежності від гібридизації атому карбону, з яким утворює зв'язок галоген, галогенпохідні вуглеводнів поділяють на: — галогеналкани (Hal-C(sp3)), наприклад, йодометан CH3I, (Hal-C(sp2)), наприклад, вінілхлорид CH2=CHCl, (Hal-C(sp)), наприклад, йодацетилен HCCI — (Hal-C(ароматичний)), наприклад, хлорбензен, PhCl
Будова
Зв'язок C-Hal
Хімічні властивості сильно залежать від зв'язку карбону з галогеном.
Оскільки у галогенів та карбону різна електронегативність, цей зв'язок є полярним та схильним до гетеролітичного розриву. Усі зв'язки , окрім , є менш міцними, ніж .
На полярність зв'язку також впливає вуглеводневий радикал. Найбільш полярними є сполуки з аллінільною групою , далі йде .
Зв'язок | Енергія зв'язку, кДж/моль | Довжина зв'язку, нм | Ковалентний радіус галогену, нм |
---|---|---|---|
443 | 0,141 | 0,06 | |
328 | 0, 176 | 0,099 | |
279 | 0,191 | 0,114 | |
240 | 0,21 | 0,136 |
Найменш полярним та найбільш міцним є зв'язок через високу електронегативність атома карбону у sp-гібридізації.
Ізомерія
R, S-ізомерія
Якщо в галогенпохідному вуглеводні міститься один або більше хіральних атомів карбону, у цієї сполуки є оптичні ізомери.
Для позначення цих ізомерів використовують R, S-номенклатуру: спочатку треба зрозуміти, який замісник є старшим. Старшим вважається той замісник, у якого більший атомний номер елеметна, з'єднаного з хіральним атомом. Якщо вони однакові, старшим вважається той, у кого більше атомний номер у другому, третьому шарі. Наприклад, старший за , бо в нього у другому шарі атом карбону. Якщо є подвійні зв'язки, то вважається, що там є ще один атом того елементу. Наприклад, вважається, що в групі є два атоми оксигену.
Далі треба подивитися по осі зв'язку С-молодший замісник (зазвичай це зв'язок С-Н) з протилежного від молодшого замісника боку (тобто так, щоб атом карбону закривав замісник). Буде видно три замісники. Якщо вони стоять в порядку від старшого до молодшого за годинниковою стрілкою, то це R-ізомер, а якщо проти годинникової — S-ізомер.
Але може бути й так, що є декілька хіральних атомів карбону. Тоді у молекули є більше двох ізомерів. Наприклад, у 2,3-дибромпентана (два хіральних атома) є 4 ізомери: R,R; S, S; S, R; R, S. Пари R, R та S, S, а також R, S та S, R є оптичними антиподами. Інші пари (R, R та R, S, S, S та S, R та інші) не є антиподами. Вони є стереоізомерами, або діастереомерами. Діастереомери відрізняються фізичними, а інколи й хімічними, властивостями.
Ізомери галогенаренів
У галогенарену є ізомери, якщо там є два або більше атомів галогену. Якщо є два атоми галогену, вони можуть бути у трьох різних положеннях відносно одне одного: орто-, мета- та пара-положення. Якщо замісники прикріплені до двох сусідніх атомів карбону, то це — орто-ізомер, якщо між ними є один атом карбону — мета-, а якщо два — пара-. Такі ізомери можуть відрізнятися фізичними властивостями. Наприклад, температура плавлення орто-дихлорбензену -17,5оС, а пара-дихлорбензену — 53оС.
Реакції нуклеофільного заміщення
В результаті реакцій нуклеофільного заміщення нуклеофіл замінює галоген:
Щоб ця реакція відбувалася, потрібно, що аніон галогену був стабільніший за нуклеофіл. Стабільність аніонів збільшується зі збільшенням періоду галогену. Тому найбільш хімічно активними є йодпохідні вуглеводнів.
З атомом карбону у sp3-гібридізації
У реакції нуклеофільного заміщення вступають переважно галогенпохідні вуглеводнів, в яких атом карбону, з'єднаний з галогеном, знаходиться у sp3-гібридізації.
Вступають у реакцію із основами з утворенням спиртів:
Із сульфідами або сірководнем утворюють тіоли:
Найактивніші представники можуть взаємодіяти навіть із водою:
Взаємодіють з алкоголятами з утворенням простих ефірів:
Аналогічно утворюють тіоетери:
А при взаємодії з тіоетерами утворюють :
Із солями карбонових кислот утворюють естери:
Вступають у реакцію з аміаком з утворенням первинних амінів:
Далі ці первинні аміни вступають у реакцію з утворенням вторенних і третинних амінів та четвертинних амонієвих солей:
Потім ця суміш амінів взаємодіє з галогеноводневими кислотами, що утворилися, з утворенням солей:
Також утворюють нітросполуки:
Щоб отримати чистіші нітросполуки, використовують AgNO2, бо галогеніди срібла нерозчинні:
При взаємодії з ціанідом натрію утворюють органічні ціаніди:
Потім група може бути перетворена у карбонільну або аміногрупу:
З атомом карбону у sp2-гібридізації
Оскільки електронегативність атома карбону у sp2-гібридізації вища, ніж в sp3-гібридізації, зв'язок C-Hal є менш полярним та більш міцним. Через це галогенпохідні вуглеводнів з атомом карбону у sp2-гібридізації важче вступають у реакції нуклеофільного заміщення.
При звичайній температурі галогеналкени майже не вступають у ці реакції, а якщо їх нагріти — буде йти багато побічних реакцій.
Серед таких сполук реагують переважно галогенарени при температурі вище 200оС з мідью та солями міді(|). При цьому ароматичне кільце залишається стабільним:
Можна використовувати солі міді(|) з потрібним аніоном:
Для отримання фенолу можна використати гідроксид натрію:
Реакції з металами
Галогенпохідні вуглеводнів реагують з магнієм:
Галогенпохідні вуглеводнів зі зв'язком C(sp2)-Hal реагують з магнієм тільки в розчині тетрагідрофурану.
Також реагують з натрієм з утворенням алканів:
Взаємодія з натрієм відбувається поетапно:
- Спочатку атом натрію віддає електрон галогенпохідному вуглеводню, який потім може перейти до галогену:
2. Потім до цього радикалу приєднується інший атом натрію, утворюючи поляризовану натрійорганічну сполуку:
Далі ця поляризована сполука зустрічає нову молекулу галогенпохідного вуглеводню, теж поляризовану. Позитивний натрій з'єднується з негативним галогеном, а радикали, що залишилися, утворюють алкан:
Заміщення галогену воднем
Галогенпохідні вуглеводнів зі зв'язком C(sp3)-Hal можуть вступати у реакцію з йодоводневою кислотою із заміщенням атома галогену на атом гідрогену:
Галогенпохідні вуглеводнів зі зв'язком C(sp2)-Hal у такі реакції, як і у реакції нуклеофільного заміщення, вступають важче.
Реакції дегідрогалогенізації
Реакції дегідрогалогенізації — це реакції, при яких від галогенпохідних вуглеводнів відривається одночасно атом галогену й атом гідрогену.
Якщо галоген прикріплений до атома карбону з номером 1, то реакція може пройти у трьох варіантах: α-дегідрогенізація (відривається атом гідрогену від першого атому карбону), β-дегідрогалогенізація (від другого), а також γ-дегідрогалогенізація (від третього).
При α-дегідрогалогенізації утворюється нестабільний карбен:
При β-дегідрогалогенізації утворюється алкен:
А при γ-дегідрогалогенізації утворюється цикл:
При α- та γ-дегідрогалогенізації утворюються нестабільні сполуки. Також третій атом карбону не такий активний, бо розташований далеко від галогену. Тому найбільш розповсюдженими є реакції β-дегідрогалогенізації.
Реакції протікають у спиртових розчинах лугів, бо галогеноводень, що вивільнюється, нейтралізує луг:
При дегідрогалогенізації дигалогеналканів утворюються галогеналкени:
Аналогічно з дигалогеналкенів утворюються галогеналкіни:
Галогеналкіни також можна отримати дегідрогалогенізацією тетрагалогеналканів:
Отримання
Пряме галогенування
Можна отримати галогенуванням алканів та аренів. Ця реакція підходить для отримання хлор- та бромпохідних вуглеводнів:
Для хлорування потрібна висока температура або ультрафіолетове випромінювання. Еквімолярна суміш хлору та алкану може вибухати, тому цю реакцію проводять з надлишком алкану. Для бромування потрібна і температура, і ультрафіолетове випромінювання. Бромування для метану та етану малохарактерно.
Але ці способи не дуже добрі, оскільки утворюється суміш моно-, ди-, полізаміщених похідних.
Для отримання фторпохідних вуглеводнів використовують фторування бром- та хлорпохідних за допомогою фториду срібла, кобальту або мангану:
Ця реакція йде дуже енергійно та з вибухом. В результаті цієї реакції утворюються перфторалкани.
Приєднання
Ще можна отримати галогенуванням алкенів та алкінів:
Такі реакції добре йдуть, якщо галоген — це хлор, бром або йод.
Можна отримати гідрогалогенуванням алкенів та алкінів:
Зазвичай розчин HF не дає добрих результатів. Це пов'язано з низькою нуклеофільністю іону CF2-, який утворюється у цих розчинах. Тому краще вукористовувати безводний фтороводень.
Заміщення
Також можна отримати галогенуванням альдегідів, кетонів, або карбонових кислот :
Найбільш розповсюджений лабораторний спосіб — заміщення гідроксильної групи на атом галогену:
Для отримання хлоралканів краще використовувати :
Ще можна отримати із солей карбонових кислот:
Галогенметилування
Щоб отримати галогенпохідні аренів з галогеном у боковому ланцюзі, арени можна галогенметилувати :
Ця реакція відбувається поетапно:
- Спочатку утворюється гідроксиметил-катіон, спиртякий може з'єднатися з галогеном, утворююяи хлорметиловий спирт
2. Далі він з'єднується з ареном:
Інші методи
Ненасичені галогенпохідні вуглеводнів можна отримати за допомогою реакцій дегідрогалогенізації (див. Реакції дегідрогалогенізації).
Представники
Дихлорметан — CH2Cl2 рідина з температурою кипіння 40,1 оС. Застосовується як розчинник.
Хлороформ CHCl3 (або трихлорметан) — рідина, що кипить при 61,5 °C; застосовувалася для наркозу при хірургічних операціях.
Йодоформ CHI3 — кристалічна речовина жовного кольору, що плавиться при 119 оС. Має антисептичну дію.
Чотирихлористий вуглець CCl4 — важка негорюча рідина (темп. кип. 76,8 °C); застосовується як розчинник при витяганні жирів і масел з рослин; як важка рідина для фракційних аналізів мінеральної сировини тощо.
Дифлуордихлорметан CF2Cl2 (фреон) — газ, що конденсується при мінус 29,8 °C. Фреон не отруйний, не реагує при звичайній температурі з металами; при випаровуванні його поглинається велика кількість тепла. Застосовується в холодильних машинах.
— безбарвний газ. Його отримують за допомогою піролізу фреона-22 CHF2Cl. З нього отримують фторопласт.
Хлоретан CH3-CH2Cl — газ, що легко зріджується. У рідкому вигляді застосовується для анастезії. При інгаляційному введенні має наркотичну дію.
Хлористий вініл СН2=CHCl — похідна етилену. Безбарвний газ, що легко полімеризується в пластичну масу, так званий полівінілхлорид (—СН2 — CHCl—), дуже стійку до дії кислот і лугів.
Полівінілхлорид широко використовується для футерування труб і реакторів в хімічній промисловості. Він застосовується також для ізоляції електричних дротів, виготовлення штучної шкіри, лінолеуму, прозорих портативних плащів і т. д.
Хлоруванням полівінілхлориду одержують , з якої виготовляють хімічно стійке волокно .
Література
- В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600.
- Кузнецов Д. Г. Органическая химия: Учебное пособие. — СПб.: Издательство «Лань», 2016. — 556 с.
- Глинка Н. Л. Общая химия. 24-е изд. — Л.: Химия, 1985. — 702с.
- О. Я. Нейланд. Органическая химия. — М.: Высшая школа, 1990. — 751 с. — 35 000 экз. — .
Посилання
- ГАЛОГЕНОПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ [ 10 березня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Galogenopohidnimi vuglevodnyami nazivayut spoluki yaki mozhna rozglyadati yak produkti zamishennya odnogo abo dekilkoh atomiv vodnyu v molekuli vuglevodnyu atomami galogeniv Prikladami spoluk cogo klasu mozhut sluzhit hloroform chotirihloristij vuglec ta inshi rechovini Fizichni vlastivostiFizichni vlastivosti zalezhat vid vuglevodnyu galogenu ta kilkosti atomiv galogenu Nizhchi predstavniki gazi abo ridini vishi ridini abo kristalichni rechovini Temperatura kipinnya zbilshuyetsya zi zbilshennyam dovzhini vulevodnyu ta kilkosti atomiv galogeniv pri odnakovih galogenah ta zi zbilshennyam atomnoyi masi galogenu pri odnakovih vuglevodnyah Vinyatkami ye ftorpohidni vuglevodniv bo zi zbilshennyam kilkosti atomiv ftoru temperatura kipinnya zmenshuyetsya Fizichni vlastivosti galogenpohidnih vuglevodniv Nazva Formula Temperatura plavlennya oS Temperatura kipinnya oS Vidnosna gustina Ftormetan CH 3 F displaystyle ce CH3F 141 8 78 6 0 877 79oS Hlormetan CH 3 Cl displaystyle ce CH3Cl 141 8 24 2 0 991 25oS Brommetan CH 3 Br displaystyle ce CH3Br 93 6 3 6 1 732 0oS Jodmetan CH 3 I displaystyle ce CH3I 66 1 42 5 2 279 20oS Ftoretan CH 3 CH 2 F displaystyle ce CH3 CH2F 143 2 37 7 0 816 37 Hloretan CH 3 CH 2 Cl displaystyle ce CH3 CH2Cl 138 7 12 2 0 921 0oS Brommetan CH 3 CH 2 Br displaystyle ce CH3 CH2Br 119 38 2 1 43 20oS Jodetan CH 3 CH 2 I displaystyle ce CH3 CH2I 108 5 72 2 1 993 20oS 1 Hlorpropan CH 3 CH 2 CH 2 Cl displaystyle ce CH3 CH2 CH2Cl 122 8 47 2 0 892 20oS 3 Hlorpropen CH 2 CH CH 2 Cl displaystyle ce CH2 CH CH2Cl 136 4 44 6 0 938 20oS 3 Hlorpropin CH C CH 2 Cl displaystyle ce CH C CH2Cl 65 1 045 20oS Hlortoluol C 6 H 5 CH 2 Cl displaystyle ce C6H5 CH2Cl 48 0 179 3 1 103 20oS Diftormetan CH 2 F 2 displaystyle ce CH2F2 51 6 Dihlormetan CH 2 Cl 2 displaystyle ce CH2Cl2 96 7 40 1 1 326 20oS Dijodmetan CH 2 I 2 displaystyle ce CH2I2 5 0 180 3 325 20oS Triftormetan CHF 3 displaystyle ce CHF3 163 82 2 Trihlormetan hloroform CHCl 3 displaystyle ce CHCl3 63 5 61 5 1 488 20oS Trijodmetan jodoform CHI 3 displaystyle ce CHI3 119 210 4 008 20oS Tetraftormetan CF 4 displaystyle ce CF4 184 128 1 96 184 Tetrahlormetan CCl 4 displaystyle ce CCl4 22 8 76 8 1 595 20oS Hloretilen Hloristij vinil CH 2 CHCl displaystyle ce CH2 CHCl 153 8 13 8 0 973 15oS Brometilen CH 2 CHBr displaystyle ce CH2 CHBr 137 8 15 8 1 5286 11oS Trihloretilen Cl 2 C CHCl displaystyle ce Cl2C CHCl 86 4 87 2 1 465 20oS 2 hlorbuta1 3 diyen CH 2 CCl CH CH 2 displaystyle ce CH2 CCl CH CH2 59 4 0 9585 20oS Hlorbenzen C 6 H 5 Cl displaystyle ce C6H5Cl 45 6 131 7 1 1063 20oS Brombenzen C 6 H 5 Br displaystyle ce C6H5Br 30 6 156 1 495 20oS Jodbenzen C 6 H 5 I displaystyle ce C6H5I 31 3 188 4 0 832 20oS Orto dihlorbenzen C 6 H 4 Cl 2 displaystyle ce C6H4Cl2 17 5 182 1 305 20oS Para dihlorbenzen C 6 H 4 Cl 2 displaystyle ce C6H4Cl2 53 173 1 458 20oS Chasto mayut solodkij zapah Ne rozchinyayutsya u vodi ale rozchinyayutsya v organichnih rozchinnikah Deyaki ridki galogenpohidni vuglevodniv sami ye rozchinnikom dlya organichnih spoluk Himichni vlastivostiV zalezhnosti vid gibridizaciyi atomu karbonu z yakim utvoryuye zv yazok galogen galogenpohidni vuglevodniv podilyayut na galogenalkani Hal C sp3 napriklad jodometan CH3I Hal C sp2 napriklad vinilhlorid CH2 CHCl Hal C sp napriklad jodacetilen HCCI Hal C aromatichnij napriklad hlorbenzen PhCl Budova Zv yazok C Hal Himichni vlastivosti silno zalezhat vid zv yazku karbonu z galogenom Oskilki u galogeniv ta karbonu rizna elektronegativnist cej zv yazok ye polyarnim ta shilnim do geterolitichnogo rozrivu Usi zv yazki C Hal displaystyle ce C Hal okrim C F displaystyle ce C F ye mensh micnimi nizh C H displaystyle ce C H Na polyarnist zv yazku takozh vplivaye vuglevodnevij radikal Najbilsh polyarnimi ye spoluki z allinilnoyu grupoyu R CH CH CH 2 Hal displaystyle ce R CH CH CH2 Hal dali jde Ar CH 2 Hal displaystyle ce Ar CH2 Hal Harakteristiki zv yazkiv C sp3 Hal Zv yazok Energiya zv yazku kDzh mol Dovzhina zv yazku nm Kovalentnij radius galogenu nm C F displaystyle ce C F 443 0 141 0 06 C Cl displaystyle ce C Cl 328 0 176 0 099 C Br displaystyle ce C Br 279 0 191 0 114 C I displaystyle ce C I 240 0 21 0 136 Najmensh polyarnim ta najbilsh micnim ye zv yazok R C C Hal displaystyle ce R C C Hal cherez visoku elektronegativnist atoma karbonu u sp gibridizaciyi Izomeriya R S izomeriya Yaksho v galogenpohidnomu vuglevodni mistitsya odin abo bilshe hiralnih atomiv karbonu u ciyeyi spoluki ye optichni izomeri Dlya poznachennya cih izomeriv vikoristovuyut R S nomenklaturu spochatku treba zrozumiti yakij zamisnik ye starshim Starshim vvazhayetsya toj zamisnik u yakogo bilshij atomnij nomer elemetna z yednanogo z hiralnim atomom Yaksho voni odnakovi starshim vvazhayetsya toj u kogo bilshe atomnij nomer u drugomu tretomu shari Napriklad C 2 H 5 displaystyle ce C2H5 starshij za CH 3 displaystyle ce CH3 bo v nogo u drugomu shari atom karbonu Yaksho ye podvijni zv yazki to vvazhayetsya sho tam ye she odin atom togo elementu Napriklad vvazhayetsya sho v grupi CH O displaystyle ce CH O ye dva atomi oksigenu Dali treba podivitisya po osi zv yazku S molodshij zamisnik zazvichaj ce zv yazok S N z protilezhnogo vid molodshogo zamisnika boku tobto tak shob atom karbonu zakrivav zamisnik Bude vidno tri zamisniki Yaksho voni stoyat v poryadku vid starshogo do molodshogo za godinnikovoyu strilkoyu to ce R izomer a yaksho proti godinnikovoyi S izomer Ale mozhe buti j tak sho ye dekilka hiralnih atomiv karbonu Todi u molekuli ye bilshe dvoh izomeriv Napriklad u 2 3 dibrompentana dva hiralnih atoma ye 4 izomeri R R S S S R R S Pari R R ta S S a takozh R S ta S R ye optichnimi antipodami Inshi pari R R ta R S S S ta S R ta inshi ne ye antipodami Voni ye stereoizomerami abo diastereomerami Diastereomeri vidriznyayutsya fizichnimi a inkoli j himichnimi vlastivostyami R ta S izomeri bromftorhlormetanu Izomeri galogenareniv U galogenarenu ye izomeri yaksho tam ye dva abo bilshe atomiv galogenu Yaksho ye dva atomi galogenu voni mozhut buti u troh riznih polozhennyah vidnosno odne odnogo orto meta ta para polozhennya Yaksho zamisniki prikripleni do dvoh susidnih atomiv karbonu to ce orto izomer yaksho mizh nimi ye odin atom karbonu meta a yaksho dva para Taki izomeri mozhut vidriznyatisya fizichnimi vlastivostyami Napriklad temperatura plavlennya orto dihlorbenzenu 17 5oS a para dihlorbenzenu 53oS Orto meta ta para izomeri Reakciyi nukleofilnogo zamishennya V rezultati reakcij nukleofilnogo zamishennya nukleofil zaminyuye galogen C Hal Nu C Nu Hal displaystyle ce C Hal Nu gt C Nu Hal Shob cya reakciya vidbuvalasya potribno sho anion galogenu buv stabilnishij za nukleofil Stabilnist anioniv zbilshuyetsya zi zbilshennyam periodu galogenu Tomu najbilsh himichno aktivnimi ye jodpohidni vuglevodniv Z atomom karbonu u sp3 gibridizaciyi U reakciyi nukleofilnogo zamishennya vstupayut perevazhno galogenpohidni vuglevodniv v yakih atom karbonu z yednanij z galogenom znahoditsya u sp3 gibridizaciyi Vstupayut u reakciyu iz osnovami z utvorennyam spirtiv R Hal KOH R OH KHal displaystyle ce R Hal KOH gt R OH KHal Iz sulfidami abo sirkovodnem utvoryuyut tioli R Hal NaSH R O H R SH NaHal displaystyle ce R Hal NaSH gt ROH R SH NaHal R Hal H 2 S R SH HHal displaystyle ce R Hal H2S gt R SH HHal Najaktivnishi predstavniki mozhut vzayemodiyati navit iz vodoyu R CH CH CH 2 Hal H 2 O R CH CH CH 2 OH HHal displaystyle ce R CH CH CH2 Hal H2O gt R CH CH CH2 OH HHal Vzayemodiyut z alkogolyatami z utvorennyam prostih efiriv R Cl R ONa R O R NaCl displaystyle ce R Cl R ONa gt R O R NaCl Analogichno utvoryuyut tioeteri R Hal R SNa R O H R S R NaHal displaystyle ce R Hal R SNa gt ROH R S R NaHal R Hal R SH R O H R S R HHal displaystyle ce R Hal R SH gt ROH R S R HHal 2 R Hal Na 2 S 2 NaHal R S R displaystyle ce 2R Hal Na2S gt 2NaHal R S R A pri vzayemodiyi z tioeterami utvoryuyut R Hal R S R SR 3 Hal displaystyle ce R Hal R S R gt SR3 Hal Iz solyami karbonovih kislot utvoryuyut esteri R Hal R C O ONa R C O O R NaHal displaystyle ce R Hal R C O ONa gt R C O O R NaHal Vstupayut u reakciyu z amiakom z utvorennyam pervinnih aminiv R Hal NH 3 R NH 2 HHal displaystyle ce R Hal NH3 gt R NH2 HHal Dali ci pervinni amini vstupayut u reakciyu z utvorennyam vtorennih i tretinnih aminiv ta chetvertinnih amoniyevih solej R Hal R NH 2 R NH R HHal displaystyle ce R Hal R NH2 gt R NH R HHal R Hal R 2 NH R 3 N HHal displaystyle ce R Hal R2NH gt R3N HHal RHal R 3 N R 4 N Hal displaystyle ce RHal R3N gt R4N Hal Potim cya sumish aminiv vzayemodiye z galogenovodnevimi kislotami sho utvorilisya z utvorennyam solej RNH 2 HHal RNH 3 Hal displaystyle ce RNH2 HHal gt RNH3 Hal Takozh utvoryuyut nitrospoluki R Hal NaNO 2 R NO 2 NaHal displaystyle ce R Hal NaNO2 gt R NO2 NaHal Shob otrimati chistishi nitrospoluki vikoristovuyut AgNO2 bo galogenidi sribla nerozchinni R Hal AgNO 2 R NO 2 AgHal displaystyle ce R Hal AgNO2 gt R NO2 AgHal v Pri vzayemodiyi z cianidom natriyu utvoryuyut organichni cianidi R Hal Na C N R C N NaHal displaystyle ce R Hal Na C N gt R C N NaHal Potim grupa C N displaystyle ce C N mozhe buti peretvorena u karbonilnu abo aminogrupu R C N 2 H 2 O R C O OH NH 3 displaystyle ce R C N 2H2O gt R C O OH NH3 R C N 2 H 2 R CH 2 H 2 N displaystyle ce R C N 2H2 gt R CH2 H2N Z atomom karbonu u sp2 gibridizaciyi Oskilki elektronegativnist atoma karbonu u sp2 gibridizaciyi visha nizh v sp3 gibridizaciyi zv yazok C Hal ye mensh polyarnim ta bilsh micnim Cherez ce galogenpohidni vuglevodniv z atomom karbonu u sp2 gibridizaciyi vazhche vstupayut u reakciyi nukleofilnogo zamishennya Pri zvichajnij temperaturi galogenalkeni majzhe ne vstupayut u ci reakciyi a yaksho yih nagriti bude jti bagato pobichnih reakcij Sered takih spoluk reaguyut perevazhno galogenareni pri temperaturi vishe 200oS z midyu ta solyami midi Pri comu aromatichne kilce zalishayetsya stabilnim Ar Hal Nu t 200 300 C u Ar Nu Hal displaystyle ce Ar Hal Nu gt t 200 300 Cu Ar Nu Hal Mozhna vikoristovuvati soli midi z potribnim anionom Ar Hal Cu Nu t Ar Nu Cu Hal displaystyle ce Ar Hal Cu Nu gt t Ar Nu Cu Hal Dlya otrimannya fenolu mozhna vikoristati gidroksid natriyu Ar Cl NaOH t 200 300 Ar OH NaCl displaystyle ce Ar Cl NaOH gt t 200 300 Ar OH NaCl Reakciyi z metalami Galogenpohidni vuglevodniv reaguyut z magniyem R CH 2 Hal Mg R O R R CH 2 Mg Hal displaystyle ce R CH2 Hal Mg gt R O R R CH2 Mg Hal Galogenpohidni vuglevodniv zi zv yazkom C sp2 Hal reaguyut z magniyem tilki v rozchini tetragidrofuranu Takozh reaguyut z natriyem z utvorennyam alkaniv 2 R Hal 2 Na 2 NaHal R R displaystyle ce 2R Hal 2Na gt 2NaHal R R Vzayemodiya z natriyem vidbuvayetsya poetapno Spochatku atom natriyu viddaye elektron galogenpohidnomu vuglevodnyu yakij potim mozhe perejti do galogenu R CH 2 Hal Na R CH 2 Hal Na R CH 2 Na Hal displaystyle ce R CH2 Hal Na gt R CH2Hal Na lt gt R CH2 Na Hal 2 Potim do cogo radikalu priyednuyetsya inshij atom natriyu utvoryuyuchi polyarizovanu natrijorganichnu spoluku R CH 2 Na R CH 2 Na displaystyle ce R CH2 Na gt R CH2Na Dali cya polyarizovana spoluka zustrichaye novu molekulu galogenpohidnogo vuglevodnyu tezh polyarizovanu Pozitivnij natrij z yednuyetsya z negativnim galogenom a radikali sho zalishilisya utvoryuyut alkan R CH 2 Na R CH 2 Hal R CH 2 Na Hal R CH 2 R CH 2 CH 2 R Na Hal displaystyle ce R CH2Na R CH2Hal gt R CH2 Na Hal R CH2 gt R CH2 CH2 R Na Hal Zamishennya galogenu vodnem Galogenpohidni vuglevodniv zi zv yazkom C sp3 Hal mozhut vstupati u reakciyu z jodovodnevoyu kislotoyu iz zamishennyam atoma galogenu na atom gidrogenu R CH 2 Hal 2 HI t R CH 3 HHal I 2 displaystyle ce R CH2 Hal 2HI gt t R CH3 HHal I2 Galogenpohidni vuglevodniv zi zv yazkom C sp2 Hal u taki reakciyi yak i u reakciyi nukleofilnogo zamishennya vstupayut vazhche Reakciyi degidrogalogenizaciyi Reakciyi degidrogalogenizaciyi ce reakciyi pri yakih vid galogenpohidnih vuglevodniv vidrivayetsya odnochasno atom galogenu j atom gidrogenu Yaksho galogen prikriplenij do atoma karbonu z nomerom 1 to reakciya mozhe projti u troh variantah a degidrogenizaciya vidrivayetsya atom gidrogenu vid pershogo atomu karbonu b degidrogalogenizaciya vid drugogo a takozh g degidrogalogenizaciya vid tretogo Pri a degidrogalogenizaciyi utvoryuyetsya nestabilnij karben R C R H C R H C R HHal R C R H C R H CR HHal displaystyle ce R C R H C R H C R HHal gt R C R H C R H CR HHal Pri b degidrogalogenizaciyi utvoryuyetsya alken R C R H C R H C R HHal R C R H C R C R H HHal displaystyle ce R C R H C R H C R HHal gt R C R H C R C R H HHal A pri g degidrogalogenizaciyi utvoryuyetsya cikl R C R H C R H C R HHal R 2 C CRH 2 HHal displaystyle ce R C R H C R H C R HHal gt R2C CRH 2 HHal Pri a ta g degidrogalogenizaciyi utvoryuyutsya nestabilni spoluki Takozh tretij atom karbonu ne takij aktivnij bo roztashovanij daleko vid galogenu Tomu najbilsh rozpovsyudzhenimi ye reakciyi b degidrogalogenizaciyi Reakciyi protikayut u spirtovih rozchinah lugiv bo galogenovoden sho vivilnyuyetsya nejtralizuye lug R C R H C R HHal KOH C 2 H 5 O H R C R C R H KHal H 2 O displaystyle ce R C R H C R HHal KOH gt C2H5OH R C R C R H KHal H2O Pri degidrogalogenizaciyi digalogenalkaniv utvoryuyutsya galogenalkeni R CHHal CHHal R KOH C 2 H 5 O H t R CH CHal R KHal H 2 O displaystyle ce R CHHal CHHal R KOH gt C2H5OH t R CH CHal R KHal H2O Analogichno z digalogenalkeniv utvoryuyutsya galogenalkini R CHal CHHal KOH t R C CHal KHal H 2 O displaystyle ce R CHal CHHal KOH gt t R C CHal KHal H2O R CH CHal 2 KOH R C CHal KHal H 2 O displaystyle ce R CH CHal2 KOH gt R C CHal KHal H2O Galogenalkini takozh mozhna otrimati degidrogalogenizaciyeyu tetragalogenalkaniv CHHal 2 CHHal 2 2 KOH t CHal CHal 2 KHal 2 H 2 O displaystyle ce CHHal2 CHHal2 2KOH gt t CHal CHal 2KHal 2H2O OtrimannyaPryame galogenuvannya Mozhna otrimati galogenuvannyam alkaniv ta areniv Cya reakciya pidhodit dlya otrimannya hlor ta brompohidnih vuglevodniv R H Hal 2 R Hal HHal displaystyle ce R H Hal2 gt R Hal HHal Ar H Hal 2 Ar Hal HHal displaystyle ce Ar H Hal2 gt Ar Hal HHal Dlya hloruvannya potribna visoka temperatura abo ultrafioletove viprominyuvannya Ekvimolyarna sumish hloru ta alkanu mozhe vibuhati tomu cyu reakciyu provodyat z nadlishkom alkanu Dlya bromuvannya potribna i temperatura i ultrafioletove viprominyuvannya Bromuvannya dlya metanu ta etanu maloharakterno Ale ci sposobi ne duzhe dobri oskilki utvoryuyetsya sumish mono di polizamishenih pohidnih Dlya otrimannya ftorpohidnih vuglevodniv vikoristovuyut ftoruvannya brom ta hlorpohidnih za dopomogoyu ftoridu sribla kobaltu abo manganu R Br AgF R F AgCl displaystyle ce R Br AgF gt R F AgCl Cya reakciya jde duzhe energijno ta z vibuhom V rezultati ciyeyi reakciyi utvoryuyutsya perftoralkani Priyednannya She mozhna otrimati galogenuvannyam alkeniv ta alkiniv R CH CH R Hal 2 R CHHal CHHal R displaystyle ce R CH CH R Hal2 gt R CHHal CHHal R R C C R Hal 2 R CHal CHal R displaystyle ce R C C R Hal2 gt R CHal CHal R Taki reakciyi dobre jdut yaksho galogen ce hlor brom abo jod Mozhna otrimati gidrogalogenuvannyam alkeniv ta alkiniv R CH CH R HHal R CHHal CH 2 R displaystyle ce R CH CH R HHal gt R CHHal CH2 R Zazvichaj rozchin HF ne daye dobrih rezultativ Ce pov yazano z nizkoyu nukleofilnistyu ionu CF2 yakij utvoryuyetsya u cih rozchinah Tomu krashe vukoristovuvati bezvodnij ftorovoden Zamishennya Takozh mozhna otrimati galogenuvannyam aldegidiv ketoniv abo karbonovih kislot R 2 CO PCl 5 R 2 CCl 2 Cl 3 PO displaystyle ce R2CO PCl5 gt R2CCl2 Cl3PO R C O H PCl 5 R CCl 2 H Cl 3 PO displaystyle ce R C O H PCl5 gt R CCl2 H Cl3PO R C O OH PCl 5 R C O Cl PCl 4 OH R CCl 3 PClOOH displaystyle ce R C O OH PCl5 gt R C O Cl PCl4OH gt R CCl3 PClOOH Najbilsh rozpovsyudzhenij laboratornij sposib zamishennya gidroksilnoyi grupi na atom galogenu R OH HHal R Hal H 2 O displaystyle ce R OH HHal gt R Hal H2O Dlya otrimannya hloralkaniv krashe vikoristovuvati SOCl 2 displaystyle ce SOCl2 R OH SOCl 2 R Cl HCl SO 2 displaystyle ce R OH SOCl2 gt R Cl HCl SO2 She mozhna otrimati iz solej karbonovih kislot R C O OAg Br 2 R Br CO 2 AgBr displaystyle ce R C O OAg Br2 gt R Br CO2 AgBr v Galogenmetiluvannya Shob otrimati galogenpohidni areniv z galogenom u bokovomu lancyuzi areni mozhna galogenmetiluvati Ar H HHal H 2 C O Z n C l 2 t Ar H 2 C Hal H 2 O displaystyle ce Ar H HHal H2C O gt ZnCl2 t Ar H2C Hal H2O Cya reakciya vidbuvayetsya poetapno Spochatku utvoryuyetsya gidroksimetil kation spirtyakij mozhe z yednatisya z galogenom utvoryuyuyai hlormetilovij spirt H 2 C O H Hal H 2 COH Hal H 2 CHal OH displaystyle ce H2C O H Hal lt gt H2COH Hal lt gt H2CHal OH 2 Dali vin z yednuyetsya z arenom Ar H H 2 CHal OH Ar CH 2 Hal H 2 O displaystyle ce Ar H H2CHal OH gt Ar CH2 Hal H2O Inshi metodi Nenasicheni galogenpohidni vuglevodniv mozhna otrimati za dopomogoyu reakcij degidrogalogenizaciyi div Reakciyi degidrogalogenizaciyi PredstavnikiDihlormetan CH2Cl2 ridina z temperaturoyu kipinnya 40 1 oS Zastosovuyetsya yak rozchinnik Hloroform CHCl3 abo trihlormetan ridina sho kipit pri 61 5 C zastosovuvalasya dlya narkozu pri hirurgichnih operaciyah Jodoform CHI3 kristalichna rechovina zhovnogo koloru sho plavitsya pri 119 oS Maye antiseptichnu diyu Chotirihloristij vuglec CCl4 vazhka negoryucha ridina temp kip 76 8 C zastosovuyetsya yak rozchinnik pri vityaganni zhiriv i masel z roslin yak vazhka ridina dlya frakcijnih analiziv mineralnoyi sirovini tosho Difluordihlormetan CF2Cl2 freon gaz sho kondensuyetsya pri minus 29 8 C Freon ne otrujnij ne reaguye pri zvichajnij temperaturi z metalami pri viparovuvanni jogo poglinayetsya velika kilkist tepla Zastosovuyetsya v holodilnih mashinah bezbarvnij gaz Jogo otrimuyut za dopomogoyu pirolizu freona 22 CHF2Cl Z nogo otrimuyut ftoroplast Hloretan CH3 CH2Cl gaz sho legko zridzhuyetsya U ridkomu viglyadi zastosovuyetsya dlya anasteziyi Pri ingalyacijnomu vvedenni maye narkotichnu diyu Hloristij vinil SN2 CHCl pohidna etilenu Bezbarvnij gaz sho legko polimerizuyetsya v plastichnu masu tak zvanij polivinilhlorid SN2 CHCl duzhe stijku do diyi kislot i lugiv Polivinilhlorid shiroko vikoristovuyetsya dlya futeruvannya trub i reaktoriv v himichnij promislovosti Vin zastosovuyetsya takozh dlya izolyaciyi elektrichnih drotiv vigotovlennya shtuchnoyi shkiri linoleumu prozorih portativnih plashiv i t d Hloruvannyam polivinilhloridu oderzhuyut z yakoyi vigotovlyayut himichno stijke volokno LiteraturaV I Saranchuk M O Ilyashov V V Oshovskij V S Bileckij Himiya i fizika goryuchih kopalin Doneck Shidnij vidavnichij dim 2008 s 600 ISBN 978 966 317 024 4 Kuznecov D G Organicheskaya himiya Uchebnoe posobie SPb Izdatelstvo Lan 2016 556 s ISBN 978 5 8114 1913 5 Glinka N L Obshaya himiya 24 e izd L Himiya 1985 702s O Ya Nejland Organicheskaya himiya M Vysshaya shkola 1990 751 s 35 000 ekz ISBN 5 06 001471 1 PosilannyaGALOGENOPOHIDNI VUGLEVODNIV 10 bereznya 2016 u Wayback Machine Farmacevtichna enciklopediya