Галогеналканы: строение, номенклатура, свойства
Строение и классификация
Галогенпроизводные — главные субстраты реакций замещения и отщепления. Их поведение определяется типом атома углерода при галогене.
Как классифицировать галогенпроизводное
- Найдите атом углерода, связанный с галогеном.
- \(sp^3\)-углерод: по числу соседних атомов углерода — первичный, вторичный, третичный.
- Рядом с двойной связью (\(\ce{C=C-C-X}\)) — аллильный; рядом с бензольным кольцом (\(\ce{Ar-C-X}\)) — бензильный.
- Галоген прямо у атома двойной связи — винильный, у бензольного кольца — арильный.
Примеры
1. 1-Бромпропан — первичный; 2-бром-2-метилпропан — третичный.
2. 3-Хлорпроп-1-ен (аллилхлорид) — аллильный.
3. Бензилхлорид \(\ce{C6H5CH2Cl}\) — бензильный; хлорбензол \(\ce{C6H5Cl}\) — арильный.
4. Свойства. Связь C–X полярна: углерод δ+. От C–F к C–I связь длиннее и слабее. В воде галогеналканы не растворяются; плотность растёт с массой и числом атомов галогена и падает с длиной цепи:
| Вещество | \(\rho\), г/мл |
|---|---|
| \(\ce{CH3CH2CH2CH2Cl}\) | 0,89 (легче воды) |
| \(\ce{CH3CH2CH2CH2Br}\) | 1,28 |
| \(\ce{CH3CH2CH2CH2I}\) | 1,62 |
| \(\ce{CHCl3}\) | 1,48 |
errorБензильный — не арильный
В бензилхлориде хлор при \(\ce{CH2}\) рядом с кольцом — он очень реакционноспособен. В хлорбензоле хлор прямо на кольце — почти инертен к нуклеофилам.
edit_noteПопробуйте сами
Классифицируйте: бромциклогексан, 3-бромциклогексен, 1-бромциклогексен, 1-бром-2-метилпропан.
expand_moreПоказать решение
Вторичный; аллильный (вторичный); винильный; первичный.
Получение галогенпроизводных
Галогенпроизводные получают из всех основных классов. Подробно каждую реакцию разберём в своей главе.
Как выбрать способ получения
- Из алканов — радикальное галогенирование на свету (глава 13): смесь продуктов, бром селективнее хлора.
- Из алкенов — присоединение HX (по Марковникову) или \(\ce{X2}\) (дигалогениды) — глава 11.
- Из спиртов — HX, \(\ce{SOCl2}\), \(\ce{PBr3}\) — урок 90.
- Обмен галогена (Финкельштейн): \(\ce{R-Cl + NaI ->[ацетон] R-I + NaCl v}\) — NaCl (и NaBr) в ацетоне почти не растворяются и выпадают, сдвигая равновесие.
Примеры
1. \(\ce{(CH3)2C=CH2 + HBr -> (CH3)3CBr}\).
2. \(\ce{3CH3CH2OH + PBr3 -> 3CH3CH2Br + H3PO3}\).
3. \(\ce{CH3(CH2)3Br + NaI ->[ацетон] CH3(CH2)3I + NaBr v}\).
4. \(\ce{C6H5CH3 + Cl2 ->[h\nu] C6H5CH2Cl + HCl}\) — хлор идёт в бензильное положение.
errorРадикальное галогенирование — смесь
Хлорирование алкана с неэквивалентными атомами водорода даёт смесь изомеров. Для синтеза конкретного галогенида удобнее спирт или алкен.
edit_noteПопробуйте сами
Как лучше получить 1-бромбутан: бромированием бутана на свету или из бутан-1-ола?
expand_moreПоказать решение
Из бутан-1-ола (\(\ce{PBr3}\) или HBr): бромирование бутана даст почти только 2-бромбутан.
push_pinГлавное
Галогенпроизводные классифицируют по атому углерода при галогене: первичные, вторичные, третичные, аллильные, бензильные, винильные, арильные. Связь C–X полярна (углерод δ+) и слабеет от F к I; галогенид-ионы — уходящие группы: \(\ce{I-} > \ce{Br-} > \ce{Cl-} \gg \ce{F-}\). Получают галогенпроизводные из алканов (радикально), алкенов (присоединение HX и \(\ce{X2}\)), спиртов (HX, \(\ce{SOCl2}\), \(\ce{PBr3}\)), обменом галогена (Финкельштейн).
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.