Физические свойства. Физические свойства галогенопроизводных зависят от строения углеводородного радикала, вида галогена и числа галогенов

Физические свойства галогенопроизводных зависят от строения углеводородного радикала, вида галогена и числа галогенов. С увеличением молекулярной массы и переходом от F к I плотность и температура кипения увеличиваются для моногалогенопроизводных. Дигалогенопроизводные – тяжелые масла или твердые вещества. Все галогенопроизводные нерастворимы в воде, растворяются в органических растворителях. Токсичны, большинство имеют специфический резкий запах. Некоторые обладают анестезирующим действием (CH₂Cl₂, CHCl₃) или антисептическим (CHI₃).

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Т.к. в молекуле галогенопроизводных σ-связь сильно поляризована из-за большей электроотрицательности атома галогена, электронная плотность у атома углерода понижается, поэтому он легко атакуется нуклеофильными частицами (т.е. молекулами или ионами, способными предоставлять свою электронную пару (НО^-, NO₂^-, CN^-, I^-, NH₃, Н₂О и др).

Галогенопроизводные – очень реакционноспособные вещества, легко вступают в реакции замещения (S_N1, S_N2) и отщепления (E_N1, E_N2), протекающие по нуклеофильным механизмам, а также в реакции восстановления.

1) Восстановление галогенопроизводных может быть проведено водородом в присутствии катализаторов, либо водородом в момент выделения:

2) Реакции отщепления галогена (элиминирования) протекают по механизмам E_N1 и E_N2 под действием спиртовых растворов щелочей. Механизм E_N2 характерен для первичных галогенопроизводных

Третичные галогенопроизводные реагируют по механизму E_N1:

Легкость отщепления галогена в S_N-реакциях убывает в ряду .

3) Реакции замещения протекают по двум механизмам: S_N2 – характерен для первичных галогенопроизводных, описывается кинетическим уравнением второго порядка, т.е. скорость реакции зависит от концентрации обоих компонентов. Реакционная способность убывает в ряду: метиленовые галогенопроизводные > первичные > вторичные > третичные.

Вначале нуклеофильная частица ОН¯ подходит к атому углерода, связанному с галогеном, находящимся в sp³-гибридизованном состоянии.

Образуется активированный неустойчивый комплекс; по мере приближения аниона ОН¯ к атому углерода он отталкивает атомы водорода, которые располагаются под углом 120^о. При этом связи С–Н лежат в одной плоскости, то есть углерод переходит в sp²-гибридное состояние. Затем происходит вытеснение Cl¯ и углерод снова становится sp³-гибридизованным.

S_N1 – механизм, который характерен для третичных галогенопроизводных.

Вначале происходит диссоциация галогенопроизводного на ионы, затем образующийся при этом карбкатион атакуется нуклеофильной частицей. При этом скорость процесса зависит только от концентрации галогенопроизводных и определяется кинетическим уравнением первого порядка. Вторичные галогенопроизводные вступают в реакции замещения по смешанному механизму.

При замещении галогена на нуклеофилы могут быть получены разнообразные классы органических соединений:

4) Образование магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра) происходит при действии Mg на галогенопроизводные в среде абсолютного эфира.

ФТОРПРОИЗВОДНЫЕ

По способу получения и по химическим свойствам фторпроизводные резко отличаются от других галогенопроизводных. Из-за химической активности фтора прямое фторирование затруднено, поэтому фторпроизводные могут быть получены следующими способами:

1. Действием AgF на Br-, Cl- и I-производные, т.е. заменой галогена на галоген

2. Фторирование алканов в среде азота

Химические свойства фторпроизводных также отличаются рядом особенностей. Монофторгалогенопроизводные легко восстанавливаются:

Дифторгалогенопроизводные – более устойчивы, полностью фторгалогенопроизводные исключительно химически и термически устойчивы, не разлагаются при температуре 500 ^оС, стойки к кислотам и щелочам, не токсичны. Используются для производства инертных растворителей, смазывающих масел и пластмасс.

Дата добавления: 2014-04-15; просмотров: 565; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!