Tvorba systematických názvů Deriváty uhlovodíků Tvorba systematických názvů Základem uhlovodíková kostra Charakteristické skupiny (vše kromě vodíku, alkylu a heterocyklického zbytku) Hlavní charakteristická skupina (pouze jedna a určuje koncovku v názvu sloučeniny)

Hierarchie vybraných charakteristických skupin nejvyšší „oniové“ kationty OH hydroxyderiváty SH sulfanylderiváty O-O-H hydroperoxidy NH2 aminy OR ethery SR sulfidy Br,Cl,F,I halogenidy NO2 nitroderiváty COOH karboxylové kys. SO3H sulfonové kys. COOR estery COCl acylhalogenidy CONH2 acylamidy C  N nitrily CH = O aldehydy CO - ketony

Tvorba názvu 1. nalezení hlavní charakteristické skupiny 2. nalezení hlavního řetězce a) maximální počet charakteristických skupin b) maximální počet násobných vazeb c) maximální počet atomů uhlíku v řetězci 3. očíslovat uhlíky hlavního řetězce (hlavní charakteristická skupina co nejmenší číslo) 4. pojmenovat všechny charakteristické skupiny a uhlovodíkové zbytky a sestavit název sloučeniny

Halogenderiváty uhlovodíků Názvosloví

Zastaralé a triviální názvy CH3Br methylbromid CH2I2 methylenjodid CHI3 jodoform CHBr3 bromoform CHCl3 chloroform CHF3 fluoroform

R – I > R – Br > R – Cl >> R – F Reaktivita halogenderivátů Alkylační činidla: R – X  R+ + X- R – I > R – Br > R – Cl >> R – F Halogen vázaný na atom uhlíku, který nese násobnou vazbu, lze odštěpit jen velmi obtížně:

Vliv struktury uhlovodíkového řetězce na reaktivitu

SN Typická reakce R – X + AY  R – Y + AX Jde o navázání alkylu R na vhodnou skupinu Y – ALKYLACE Z hlediska reakčního mechanismu se jedná o nukleofilní substituci SN

Nukleofilní substituce monomolekulární SN1 Sloučenina AY se snadno štěpí na ionty: AY  A+ + Y- Pokud se snadno štěpí na ionty i halogenderivát R – X  R+ + X- dojde k reakci karbokationtu s nukleofilní částicí za vzniku produktu RY: R+ + Y-  R – Y

Nukleofilní substituce bimolekulární SN2 Pokud se halogendrivát štěpí na ionty neochotně, pak částice Y- atakuje nedisociovanou molekulu halogenderivátu:

Vedlejší reakce při alkylacích Eliminace:

Přesmyky:

substrát nukleofil produkt využití R - X H2O R – OH + HX příprava alkoholů OH- R – OH + X- R´- O- R – O – R´ + X- příprava etherů SH- R – SH + X- příprava thiolů

příprava amoniových solí R - X R´- S- R – S – R´ + X- příprava sulfidů NH3 R - NH3+ X- příprava amoniových solí R – NH2 R2 NH2+ X- R2 NH R3 NH+ X- R3 N R4 N+ X-

příprava organokovových sloučenin R - X CN- R – CN + X- příprava nitrilů Mg R - MgX příprava organokovových sloučenin Li R – Li + LiX R – R + MgX2 příprava uhlovodíků

Příprava halogenderivátů Z uhlovodíků: radikálová chlorace CH4 + Cl2  CH3Cl + HCl CH2 = CH - CH3 + Cl2  CH2 = CH – CH2Cl + HCl

iontová chlorace

iontová adice halogenovodíku CH2 = CH - CH3 + HCl  CH3 - CHCl - CH3 radikálová adice bromovodíku CH2 = CH - CH3 + HBr  Br - CH2 - CH2 - CH3 adice halogenů CH2 = CH - CH3 + Cl2  CH2Cl - CHCl - CH3

Příprava halogenderivátů z alkoholů Při reakci R – OH + HX  R – X + H2O nastávají často komplikace

V reakční směsi nesmí být přebytek jodovodíku! jodderiváty: R – OH + HI  R – I + H2O R – I + HI  R – H + I2 V reakční směsi nesmí být přebytek jodovodíku! R – OH + KI + H3PO4  R – I + KH2PO4 + H2O R – OH + I2 + P  R – I + H3PO3

bromderiváty: R – OH + HBr  R – Br + H2O R – OH + PBr3  R – Br + H3PO3

k posunutí rovnováhy je nutno vázat vodu chlorderiváty: R3C – OH + HCl  R3C – Cl + H2O k posunutí rovnováhy je nutno vázat vodu R – OH + HCl + ZnCl2  R – Cl + ZnCl2H2O vysoké výtěžky za použití halogenidů anorganických kyselin (PCl3, PCl5, SOCl2, SO2Cl2 …) R – OH + PCl3  R – Cl + H3PO3

R – OH + R´ – SO2Cl  R´ – SO2– O-R + HCl fluorderiváty: R – OH + SF4  R – F + SOF2 + HF Všechny halogenderiváty je možno připravit z alkoholů dvoustupňovou syntézou: R – OH + R´ – SO2Cl  R´ – SO2– O-R + HCl R´ – SO2– O-R + KI  R – I + R´ – SO3K

Příprava halogenderivátů z etherů R1 – O – R2 + HI  R1 – I + R2 – I + H2O

R – CH = O + PCl5  R – CHCl2 + POCl3 Příprava halogenderivátů z aldehydů a ketonů R – CH = O + PCl5  R – CHCl2 + POCl3

R – COOH + SF4  R – COF + SOF2 + HF Příprava fluorderivátů z karboxylových kyselin R – COOH + SF4  R – COF + SOF2 + HF R – COF + SF4  R – CF3 + SOF2

Nutná přítomnost katalyzátoru SbCl5!!! Příprava „freonů“ CCl4 + HF  CCl3F + HCl Nutná přítomnost katalyzátoru SbCl5!!!

Organokovové sloučeniny Příprava: nejběžnější: halogenderivát + kov Organokovové sloučeniny těžkých kovů velmi nebezpečné CH3 – Hg – CH3

Použití: 1. reakce s „kyselými vodíky“, například: 2. adice na polární násobné vazby (CO, CN apod.), například:

Shrnutí kapitoly. Halogenderiváty uhlovodíků obsahují polární vazbu uhlík halogen, ve které atom uhlíku, díky své menší elektronegativitě vůči atomu halogenu, nese parciální kladný náboj. Relativní snadnosti rozštěpení vazby uhlík – halogen se využívá při alkylačních reakcích. Jako alkylační činidla není většinou možno použít fluorderiváty a halogenderiváty, ve kterých je atom halogenu vázán na uhlík nesoucí násobnou vazbu. Při přípravě halogenderivátů je nutno si uvědomit rozdíl mezi iontovým a radikálovým průběhem reakce.

Při iontové adici bromovodíku se atom bromu váže na atom uhlíku s parciálním kladným nábojem, při radikálové adici na atom uhlíku s parciálním záporným nábojem. Při iontové substituci alkylaromátů se atom halogenu váže na aromatické jádro, při radikálové substituci na atom uhlíku uhlovodíkového řetězce, který sousedí s aromatickým jádrem.