Halogenderiváty Vazba uhlík - halogen Proč ?

Prezentace na téma: "Halogenderiváty Vazba uhlík - halogen Proč ?"— Transkript prezentace:

1 Halogenderiváty Vazba uhlík - halogen Proč ?
snadné heterolytické štěpení snadnost stoupá v řadě F < Cl < Br < I Proč ? elektronegativita stabilní halogenidové ionty X- (konfigurace vzácného plynu) stabilita roste s objemem iontu F < Cl < Br < I stabilnější snadněji vznikají polarita vazby stoupá v řadě I < Br < Cl < F

2 Struktura: alkylhalogenid alkenylhalogenid arylhalogenid
vazba C - Cl je polární -I efekt ovlivňuje C na kterém se vytvoří +náboj C může být napaden nukleofilní částicí alkenylhalogenid funguje -I efekt, ale také +M tzn. volný el. pár Cl se konjuguje s  elektrony dvojné vazby na vzdálenějším C se vytvoří - a může být atakovaná elektrofilní částicí arylhalogenid funguje -I efekt, ale také +M tzn. volný el. pár Cl se konjuguje s  elektrony aromatického systému v polohách o-, p- se vytváří -

3 Názvosloví: tvoří se připojením předpony vytvořené z názvu halogenu k názvu příslušného uhlovodíku (fluormethan, brómethan, atd.) lokalizace všech atomů halogenů se udává před název (2-chlór-1-fluorpropan, 1-bróm-2-jódethan) počet halogenů se uvádí řeckou předponou (2,2dichlórbutan, 1,2,2-trichlór-1,1,2,3-tetrajódpentan)

4 Rozdělení: podle typu uhlíkatého skeletu
alifatické alicyklické aromatické podle obsazení vazeb atomů uhlíku ostatními substituenty primární (-CH2-X) sekundární (=CH-X) terciární (C-X) podle počtu halogenů monohalogenderiváty, dihalogenderiváty, atd.

5 Fyzikální vlastnosti zvýšení hustoty (zavedení halogenu výrazně zvyšuje molární hmotnost) zvýšení bodu varu vzhledem k uhlovodíkům nejnižší jsou těkavé snížení hořlavosti (halogeny jsou "nehořlavé prvky") nerozpustné ve vodě dobře rozpustné v nepolárních rozpouštědlech charakteristický zápach jsou jedovaté - tzv. kumulativní jedy - ukládají se v tkáních (tucích)

6 Chemické vlastnosti halogenderivátů
vazba C - X se štěpí především heterolyticky na vazbách C - X mohou probíhat substituce jinou nukleofilní částicí substituci konkuruje eliminace, především u terciárních halogenderivátů alkylační činidla na -R další reakce podle typu vazeb (adice na C = C, na -A jádře substituce elektrofilní)

7 Nukleofilní substituce
v halogenderivátu je vazba mezi uhlíkem a halogenem polární halogen má částečně záporný náboj dva různé mechanismy SN1 - substituce nukleofilní monomolekulární terciární halogenderiváty slabá nukleofilní činidla u optických izomerů vzniká směs izomerních produktů nízká koncentrace činidla, slabší nukleofilní činidlo a polární rozpouštědlo SN2 - substituce nukleofilní bimolekulární primární a málo stericky stíněné halogenderiváty silná nukleofilní činidla z optického izomeru vzniká "opačný" izomer produktu (inverze, Waldenův zvrat) vysoká koncentrace činidla, silné nukleofilní činidlo a nepolární rozpouštědlo nukleofilní substituce probíhá mnohem hůře u aromatických halogenderivátů mezomerie působí proti heterolýze vazby C-X halogeny jsou substituenty 1. třídy usnadňují elektrofilní substituce na aromatickém jádře orientují do poloh o- a p-

8 Příprava halogenderivátů
z alkanů a cykloalkanů reaguje X2 SN vznikají halogenalkany z alkenů a cykloalkenů reaguje HX Ad vznikají halogenalkany X2 Ad vznikají dihalogenalkan z alkinů reaguje X2 Ad vznikají dihalogenalkeny 2 X2 Ad vznikají tetrahalogenalkeny, popř. tetrahalogenalkany HX Ad vznikají halogenalkeny 2 HX Ad vznikají dihalogenalkany z arenů reaguje X2 SE vznikají halogenareny

9 Nukleofilní substituce příklady:

10 Reakce s kovy halogenderiváty reagují s mnoha kovy
vznikají organokovové sloučeniny s polární vazbou C - kov kovy jsou méně elektronegativní než uhlík zdroj nukleofilních uhlíkatých aniontů Grignardovy sloučeniny vznikají reakcí halogenderivátu s hořčíkem v bezvodém etheru

11 Jiné organokovové sloučeniny
Zieglerovy katalyzátory

12 Důležité halogenderiváty
Halogenované methany nehořlavé, nejedovaté, stálé, bez zápachu, těkavé kapaliny chladící a nosná média, rozpouštědla CH3Cl - methylační činidlo, anestetikum CHCl3 - chloroform, narkotické účinky, bezb. kap., příjemná vůně, nehořlavý CCl4 - hasební prostředek, rozpouštědlo CCl2F2, CClF3 - nejběžnější freony CCl3F, (CClF2)2 - další freony CHI3 jodoform (žluté krystaly) jodoformová reakce

13 Důležité halogenderiváty
Halogenethany Halothan CF3-CHBrCl - anestetikum Chlorethen (vinylchlorid) vyrábí se adicí chlorovodíku na acetylen surovina pro PVC Trichlorethen Tetrachlorethen vynikající rozpouštědla Tetrafluorethen surovina pro výrobu teflonu

14 Důležité halogenderiváty
2-chlor-1,3-butadien, chloropren chlorprenový kaučuk (Neopren) chemopren Chlorbenzen výroba fenolu Benzylchlorid (C6H5)-CH2Cl nerozpustný ve vodě benzylační činidlo Insekticidy Fungicidy