Reacțiile substituției nucleofile
Atomii halogeni sunt destul de mobili și pot fi înlocuiți de acțiunea diferiților nucleofili, care este folosită pentru sinteza diverselor derivați:
Mecanismul reacțiilor de substituție nucleofilă
În cazul halogenurilor alchilice secundare și primare, de regulă, reacția are loc ca o substituție nucleofilă bimoleculară a SN2:
Reacțiile SN2 sunt procese sincrone - nucleofilul (în acest caz, OH -) atacă atomul de carbon, formând treptat o legătură cu el; În același timp, legătura C-Br este ruptă treptat. Ionul de bromură care părăsește molecula substratului se numește grupare lasată sau nucleofugă.
În cazul reacțiilor SN2, viteza de reacție depinde de concentrația nucleofilului și a substratului:
v este rata de reacție,
k este rata constantă a reacției
[S] este concentrația substratului (adică, în acest caz o halogenură de alchil)
Nu este concentrația de nucleofil
În cazul halogenurilor alchilice terțiare, substituția nucleofilă urmează mecanismul substituției nucleofile monomoleculare SN1:
Mecanismul acestei reacții este foarte similar cu mecanismul de reacții de schimb în chimia anorganică, este disociativ și se desfășoară în două etape:
nucleofile nucleare
În cazul reacțiilor SN1, viteza de reacție depinde de concentrația substratului și este independentă de concentrația de nucleofile: v = k [S]
2. Reacții de eliminare (scindare) - dehidrohalogenare
Ca urmare a reacțiilor de eliminare în cazul halogenurilor alchilice, se formează alchene și halogenuri de hidrogen. De exemplu, atunci când clorura de etil este încălzită cu alcalii în alcool, se elimină HCI și se formează etilenă:
În cazul halogenurilor alchilice nesimetrice, reacțiile de dehidrohalogenare se desfășoară în conformitate cu regula lui Zaitsev:
Despărțirea atomului de hidrogen din reacțiile de clivaj HX are loc din cel mai puțin hidrogenat atom de carbon.
De exemplu, despicarea bromurii de hidrogen din 2-bromobutan poate avea loc în două moduri:
Într-adevăr, implementat în ambele sensuri, dar de preferință se formează 2-butenă (80%), în timp ce butena-1 este format într-o cantitate mică (20%).
Mecanisme de reacții de eliminare
Eliminarea hidrogenului halogenat poate fi realizată prin trei mecanisme principale: E1, E2 și E1cb
Halogenura de alchil se disociază pentru a forma o carbocare și un ion de halogenură. Baza (B :) îndepărtează protonul de carbococlul rezultat și formează o alchenă:
substrat de carbocitare
Un astfel de mecanism este caracteristic halogenurilor alchilice terțiare.
În acest caz, secvența celuilalt: un proton de bază se separă de o halogenură de alchil pentru a forma karboaniona, care este apoi scindat cu un ion de halogenură pentru a forma o alchenă:
Acest mecanism este rar, de exemplu, se arată pentru reacția de eliminare a HF din 1,1,1-trifluor-2,2-dicloretan.
În acest caz, separarea ionului protonic și a halogenului are loc în mod sincron, adică simultan:
Mecanismul lui E2 este caracteristic în principal halogenurilor alchilice primare și secundare.
Mecanisme similare sunt observate în cazul eliminării apei din alcooli și în alte cazuri.
Interacțiunea cu metalele
3.1. În reacția halogenurilor alchilice cu metalele alcaline, reacția Wurz are loc cu formarea de alcani:
Reacția are loc prin formarea compușilor organosodici și nu merge cu halogenuri alchilice terțiare.
3.2. Atunci când interacționează cu metale divalente active, se formează compuși organometalici foarte utili în planul sintetic:
Octeții # 972; proc eed importanță Mg-organici compuși - reactivi Grignard Ele sunt formate prin expunerea magneziului metalic în soluție eterică ce conține halogenură:
Reactivii Grignard, spre deosebire de organozinc sunt inflamabile în aer și sunt foarte convenabile pentru sinteza organică. Prin utilizarea reactivilor Grignard pot fi preparate prin derivați soi de alcani, alcooli, acizi carboxilici, mercaptani, compuși organometalici:
Compușii halogenați ard, formând dioxid de carbon, apă și halogenuri de hidrogen, de exemplu:
După încălzire cu halogen cupru, atomii de halogen sunt scindate pentru a forma cloruri volatile ale cuprului, colorând flacăra într-o frumoasă cyan verde sau - această reacție calitativă pentru descompunerea halogenati numite Beilstein.
Trimiteți-le prietenilor: