Номенклатура, изомерия, строение, способы получения и химические свойства предельных галогенпроизводных. Отдельные представители

Рациональная номенклатура:

Названия моногалогенпроизводных часто производят от названий соединенных с галогеном радикалов с добавлением прилагательного, образованного из названия галогена: иодистый метил, бромистый изопропил, хлористый винил и т. п.

Систематическая: Названия галогенопроизводных по систематической номенклатуре образуют из названий соответствующих им предельных углеводородов, добавляя название галогена с цифрой, указывающей его положение в цепи. Простейшие галогенопроизводные называют по входящим в них радикалам:

CH₃-Cl хлорметан, хлористый метил

CH₃-CH₂Cl хлорэтан, хлористый этил

CH₃-CH₂-CH₂Cl 1-хлорпропан, хлористый пропил

ГПУ нумеруют с того конца, к которому ближе всего расположен галоген:

СН₃-СН-СН-СН₃

Cl Cl

2-хлор-3-метилбутан

Изомерия:

Структурная изомерия:

Изомерия галогенопроизводных зависит от строения углеводородного скелета и положения атома галогена в цепи. Следовательно, галогенопро­изводные имеют большее число изомеров, чем предельные углеводороды. Изомерия начинается с третьего члена ряда.

Оптическая изомерия:

Возникает у молекул, в которых имеется асимметричный атом углерода, имеющий 4 различных заместителя. При этом возникает 2 изомера:

d(+) l(-)

(S-конфигурация) (R-конфигурация)

d- вращает плоскость поляризованного света вправо, l - влево.

Строение:

Моногалогенпроизводные предельных углеводородов называют галогеналкилами.

Возможны три типа галогенпроизводных: первичные — в них галоген находится при углероде, связанном только с одним углеводородным радикалом; вторичные — галоген находится при углероде, связанном с двумя углеводородными радикалами; третичные — галоген расположен при углероде, соединенном с тремя радикалами. Например, существуют четыре хлорпроизводных бутана:

Способы получения

1. Получение моногалогенопроизводных из предель­ных углеводородов реакцией замещения атомов водо­рода галогенами — наиболее важный технический ме­тод.

2. Присоединение галогеноводородов к олефинам идет обычно на холоду. Этот способ особенно удобен для получения моногалогенопроизводных, так как реакция не сопровождается образованием побочных продуктов — по- лигалогенопроизводных, как это происходит при использовании первого метода.

3. Очень часто галогенопроизводные получают замещением гидрокси- льной группы спиртов галогеном:

а) действием галогеноводородов

R-OH+HCl↔ R-Cl+H₂O

Или

R-OH+KBr+H₂SO₄↔R-Br+KHSO₄+H₂O

б) галогенидов фосфора

R—ОН+РС1₅↔R—CI+HCI+POCI3,

3R—OH+POCI3↔3R—С1+РО(ОН)₃;

в) хлористого тионила

R-OH+SOCl₂↔RO-SO-Cl+HCl

RO-SO-Cl↔R-Cl+SO₂

При работе с РС1₃ в качестве побочного продукта образуется сложный эфир P(OR)₃.

Галогениды фосфора иногда получают непосредственно в реакционной системе взаимодействием красного фосфора с бромом или иодом.

Легче всего замещается галогеном гидроксил у третичного атома угле­рода. В этом случае часто достаточно взболтать спирт с концентрирован­ной галогеноводородной кислотой. В первичных спиртах гидроксил при действии галогеноводородов замещается только в присутствии катализа­торов: кислот, галогенидов цинка и т. д.

Применение хлористого тионила SOCI2 для получения хлоралкилов особенно удобно, так как все побочные продукты этой реакции — раство­римые в воде газы, которые легко отделяются от полученного гало- геналкила.

4. Моногалогенопроизводные получают действием галогенов на сухие серебряные соли карбоновых кислот. При этом углеродная цепь укорачи­вается на один углеродный атом:

 

Hlg₂

R-COOAg ↔ R-COOHlg↔ R-Hlg

-CO₂

5. Фтористые алкилы получают обменной реакцией из хлористых, бромистых или иодистых алкилов действием фторидов Hg, Ag, Со, Sb и др. Например:

2C₂H₅Br+HgF₂↔2C₂H₅F+HgBr₂

Реакции между хлористыми и бромистыми алкилами и KF в обычных условиях не проходят. Однако их можно провести взаимодействием KF с галогеналкилами в бензоле в присутствии краун-эфира — 8-краун-6 (гл. 4.2). С хорошим выходом и в мягких условиях обменные реакции можно проводить с помощью ионообменных смол.

Хим свойства:

ГПУ – имеют 3 реакционных центра:

Введение электроно-донорных заместителей ускоряет реакцию, электроно-акцепторных – замедляет.

1. Гидролиз ГПУ: