Галогеналкани галогеналкени галогенарени

С_nH_2n+1Hal C_nH_2n-1Hal Ar-Hal

C₂H₅Cl CH₂=CH–Cl C₆H₅–Cl

Арилалкілгалогеніди

C₆H₅–CH₂–Cl

У відповідності з природою атома галогену галогенопохідні поділяють на:

фторпохідні, наприклад: тетрафторкарбон*

хлорпохідні, наприклад: хлороформ*, тетрахлоркарбон

бромпохідні, наприклад: бромоформ*

йодпохідні, наприклад: йодоформ*

За числом атомів галогену в молекулі розрізняють моно-, ди-, три- та полігалогенопохідні вуглеводнів:

– моногалогенпохідні – СН₃-СН₂-Сl (хлоретан); СН₃–Сl (хлорметан)

– дигалогенпохідні – Br-CH₂–CH₂–Br (1,2-дибромоетан); СH₃–CHCl₂ (1,1-дихлороетан)

– три-, тетра- та полігалогенпохідні: СHCl₃ (хлороформ);

СHJ₃ (йодоформ); ССl₂=CHCl (трихлоретилен);

CCl₄ (тетрахлоретан); СF₂Cl₂ (фреон-12)

СF₃ – CH(Cl)Br (2-бромо-1,1,1-трифлуоро-2-хлороетан – фторотан)

За положенням атомів галогену галогеналкани поділяють на – первинні, вторинні та третинні.

 

Номенклатура

За замісниковою номенклатурою ІЮПАК назви галогенопохід­них вуглеводнів складають аналогічно назвам відповідних вугле­воднів Атоми галогенів, що входять до складу сполук, позначаються в назві у вигляді префікса, до якого додають назву родоначальної структури. За родоначальну структуру в аліфатичних галогенопохідних береться головний вуглецевий ланцюг, в аліциклічних і ароматичних – цикл. Наприклад:

СН₃−СН(Br)−СН₂−СН₃ −Cl − Br

2-бромбутан хлорциклогексан бромбензен

Якщо при родоначальній структурі є декілька замісників (галогени та вуглеводневі радикали), то у назві перелічують їх в алфавітному порядку. Атоми Карбону родоначальної структури нумерують у цьому випадку таким чином, щоб замісник, який позначений у назві першим, мав найменший номер, наприклад:

СН₃ – СН – СН₂ – СН – СН₃ СН₃ – СН – СН₂ – СН – СН₃.

Вr СН₃ Сl СН₃

2-бром-4-метилпентан 2-метил-4-хлорпентан

У галогеналкенах та галогеналкінах нумерацію атомів вуглецю головного ланцюга проводять так, щоб найменші номери дістали атоми Карбону кратного зв’язку:

СН₂Сl – СН₂ – СН(СН₃) – СН = СН₂ СН º С – СН₂Вr.

5-хлор -3-метилпентен-1 3-бромпропін

Для найпростіших галогенопохідних використо­вують раціональну номенклатуру, згідно з якою назву складають з назви вуглеводневого радикала, зв’язаного з галогеном, та суфікса -фторид, -хлорид, -бромід або -йодид:

СН₃С1 С₂Н₅Вr С₆Н₅СН₂С1

метилхлорид етилбромід бензилхлорид

Для галогенопохідних, у яких усі наявні атоми водню у моле­кулі заміщені на галоген, у назвах використовують префікс пер-:

СF₃ – СF₃ СF₂ = СF_2..

перфторетан перфторетилен

 

За деякими галогенопохідними збереглися тривіальні назви:

СН₃СІ СНСІ₃ СНВr₃ СНІ₃ СН₂ = С (СІ) – СН = СН₂ хлористий метил хлороформ бромоформ йодоформ хлоропрен

 

34. Аліфатичні галогенопохідні:методи одержання і хімічні властивості.(лекція)

 

35. Ароматичні галогенпохідні: хімічні властивості

Хімічні властивості

Ароматичні вуглеводні відзначаються особливою здатністю до реакцій заміщення і стійкістю бензенового ядра. При замініводню в ароматичних вуглеводнів на галоген утворюються галогенопохідні; при реакціях з концентрованою азотною абосірчаною кислотами — нітросполуки або сульфосполуки.

Ароматичні вуглеводні майже не здатні до реакцій приєднання.

Реакція горіння (на прикладі бензолу):

2 C₆H₆ + 15 O₂ → 12 CO₂ + 6 H₂O

Арени горять кіптявим полум'ям, що свідчить про великий вміст Карбону.

Реакції заміщення.

Галогенування (на прикладі бензолу):

C₆H₆ + Br₂ (чиста речовина) → C₆H₅Br + HBr

Реакція відбувається за умови каталізатора FeCl₃ і простої речовини Br₂ у чистому вигляді до утворення хлорбензолу і бромідної кислоти.

На прикладі толуену:

C₆H₅CH₃ + 3 Br₂ (водний розчин) → C₆H₅Br₃CH₃ + 3 HBr

Реакція відбувається за звичайних умов при взаємодії толуену з бромною водою (розчин простої речовини брому у воді) до утворення 2,4,6-трибромтолуену (2,4,6-бром-1-метилбензен) - білого осаду (якісна реакція на толуен) і бромідної кислоти у співвідношенні 1:3

При заміщенні аренів атомом Хлору (Cl) використовується каталізатор AlCl₃

 

Нітрування (на прикладі бензолу):

C₆H₆ + HONO₂ → C₆H₅NO₂ + H₂O

В результаті взаємодії бензолу і нітратної кислоти утворюється нітробензен і вода. В результаті реакції утворюється жовта рідина і запах гіркого мигдалю, що є якісною реакцією на бензен. Реакція відбувається за наявності каталізатора H₂SO₄ (концентрованого розчину) - сульфатної кислоти, що є дуже гігроскопічною речовиною і поглинає воду, а також високої температури.

Окиснення (на прикладі толуену):

C₆H₅CH₃ + 3 [O] C₆H₅COOH + H₂O

Окисником виступає KMnO₄ (перманганат калію). В результаті окиснення утворюється бензойна кислота, оксид марганцю(IV) і вода. Під час реакції відбувається знебарвлення розчину перманганату калію.

Приєднання.

Гідрування (на прикладі бензолу):

C₆H₆ + 3 H₂ → C₆H₁₂

При приєднанні до бензолу атомів водню утворюється циклогексан. Відбувається розірвання подвійних зв'язків (у формулі Кекуле). Реакція відбувається за наявності нікелевого каталізатора і підвищеної температури

 

Хлорування (на прикладі бензолу):

C₆H₆ + 3 Cl₂ → C₆H₆Cl₆

При приєднанні до бензолу атомів хлору утворюється гексахлорциклогексан (гексахлоран). Реакція відбувається лише за наявності світла.

 

Ароматичні вуглеводні синтезують за реакціями Віттіга та Фріделя — Крафтса. В промисловості ароматичні вуглеводні спочатку добували з кам'яновугільної смоли; тепер їх добувають гол. чин. ароматизацією погонів нафти.

Реакція Зелінського (на прикладі бензолу):

C₆H₁₂ → C₆H₆ + 3 H₂

Добування бензолу відбувається із циклогексану при його термічному розпаді за наявності каталізатора Платини чи Паладію до утворення бензолу і водню.

Тримеризація ацетилену:

3 C₂H₂ → C₆H₆

При нагріванні (температура близько 600°)і наявності каталізатора -активованого вугілля 3 молекули ацетилену об'єднуються в одну молекулу бензолу.

36. Будова,класифікація, ізомерія та номенклатура спиртів.

 

Спирти — похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або кілька атомів Гідрогену заміщені гідроксильними групами (-OH). Гідроксильну групу зв'язану з sp3-гібридизованим атомом Карбону називають спиртовою. Органічні сполуки з двома гідроксильними групами називаються діолами, з трьома — тріолами і т. д. В українській мові їх також називають багатоатомними спиртами. В молекулі спиртів електронна густина зміщена до найбільш

електронегативного атому Оксигену. Внаслідок чого на атомі

Оксигену зосереджений частковий негативний заряд, а на атомах

Карбон та Гідрогену – часткові позитивні заряди.

Ковалентні зв’язки О−Н та С−О є полярними, причому зв'язок О−Н більш полярний ніж зв'язок С−О оскільки різниця електронегативності Оксигену і Гідрогену більша ніж Оксигену і 6 Карбону. Тому для спиртів притаманні реакції, що проходять з розривом зв’язків О−Н (заміщення атомів Гідрогену на атоми металів – кислотні властивості) та С−О (заміщення гідроксильної групи на атоми галогенів та інші функціональні групи).

 

Класифікація спиртів

За будовою карбонового ланцюга спирти поділяють на Насичені – H3C OH похідні алканів; Ненасичені, які містять кратні зв’язки між атомами Карбону H2C=CH-CH2=OH. Ароматичні – містять в своєму складі бензенове кільце і гідроксильну групу, що сполучені між собою не безпосередньо, а через атоми Карбону (бензен –CH2-OH; бензен- CH2-CH2-OH).

За кількістю гідроксильних груп в молекулі – на ОдноатомніCH3-CH2-CH2-OH; CH3-CH-CH3,

 

OH

Багатоатомні наприклад двоатомні CH2-CH2,

 

OH OH

Трьохатомні CH2-CH-CH2 і т.д.

 

OH OH OH

За положенням гідроксильної групи одноатомні спирти поділяють на- первинні, в молекулах яких гідроксильна група сполучена з первинним атомом Карбону CH3-CH2-CH2-OH

- вторинні, в молекулах яких гідроксильна група сполучена з вторинним атомом Карбону

CH3-CH-CH3

OH

-третинні, в молекулах яких гідроксильна група сполучена з третинним атомом Карбону:

OH

 

CH3-C-OH

 

OH

 

Номенклатура спиртів

За правилами IUPAC систематична назва спирту складається з

назви відповідного вуглеводню, до якої додають суфікс -ол.

Цифрами перед суфіксом вказують положення гідроксильної групи

в головному ланцюгу, а префіксами ді-, три-, тетра- і т.д. – їх

кількість.

CH3

1 2 3 1 2 2 1

CH3-CH-CH3 CH3-C-OH бензен- CH2-CH2-OH

OH CH3 2 –фенілетан-1-ол

Пропан-2-ол 2- метилпропан-3-ол

 

При нумерації атомів Карбону в ненасиченому ланцюгу

положення гідроксильної групи є пріоритетним перед положенням кратного зв’язкy

 

 

_

4 3 2 1

CH=C-CH-CH3

 

OH

Бут-3 –ін-2-ол

Поряд з міжнародною номенклатурою використовують також і тривіальні назви спиртів, наприклад, метанол – метиловий або деревинний спирт, етанол – етиловий або вінний, пропан-1-ол – пропіловий, пропан-2-ол – ізопропіловий.

Ізомерія

Для алканолів характерна структурна ізомерія за розгалуженням карбонового ланцюга та положенням функціональної групи –ОН, а також міжкласова ізомерія з простими ефірами (етерами), у молекулах яких атом Оксигену сполучений з двома вуглеводневими радикалами, наприклад, диметиловий етер СН3–О–СН3

 

ізомерію одноатомних насичених спиртів на

прикладі бутанолу: CH3-CH2-CH2-CH2-OH

бутан-1-ол

 

CH3

 

 

CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH2-OH CH3-C-CH3

 

OH CH3 OH

 

Бутан-2-ол метилпропан-1-ол метилпропан-2-ол

 

CH3-CH2-CH2-O-CH3 CH3-CH2-O-CH2-CH3

 

Метилпропіловий етер діетиловий етер

 

CH3-CH-O-CH3

 

CH3

Метилізопропіловий етер

 

37.Способи добування аліфатичних спиртів.

Одним з найважливіших методів виробництва спиртів є гідратація олефінів, в ході якої виробляють етиловий, ізопропіловий, ізобутіловий та інші спирти. Метиловий спирт отримують гідруванням окису вуглецю (з'єднання СО і водню в умовах високих тисків і температур у присутності каталізатора). Вищі спирти утворюються при гідруванні вищих жирних кислот і їх ефірів, альдегідів та ін.

 

38. Хімічні властивості аліфатичних спиртів.