Derivati halogenati R-X

Clasificarea)În funcţie de numărul atomilor de halogen- monohalogenaţi : CH3Cl clorometan- dihalogena ţ i :

Cl | geminali CH3-CH 1,1 diclorometan

|Cl

vicinali CH2-CH2 | | 1,2 diclorometan Cl Cl

izolaţi CH2-CH2-CH2 | | 1,3 dicloropropan Cl Cl

- polihalogenaţi : C6H6Cl6 hexaclorociclohexan

b) In functie de natura radicalului hidrocarbonat- saturati CH3-CH2-Cl clorura de etil-nesaturati CH2=CH-Cl clorura de vinil (cloroetena)-aromatici C6H5-Cl clorobenzen

c)In functie de natura atomilor de carbon de care este legat halogenul-derivat halogenat primar |

---C--- | X -derivat halogenat secundar | | |

--- C---C---C--- | | | X

-derivat halogenat tertiar

1

| ---C--- | | |

--- C---C---C--- | | | X

Obtinere

1.Halogenarea directa a hidrocarburilor saturate-cel mai reactive,mai putin selective va reactiona cu toti atomii de hydrogen ducand la un amestec de izomeri.CH3-CH2-CH3 + Cl2 CH2-CH2-CH3 + CH3-CH2-CH3

| | Cl Cl

CH3-CH2-CH3 + Br2 CH3-CH2-CH3

| Br2. Halogenarea alchenelor . Aditiile de Br2 si I2 sunt mai selective.

CCl4R-CH=CH=R’ + X2 ----------->R-CH-CH- R’

| | X X

3.Aditia hidracizilor la alchene HI>HBr>>HCl

R-CH=CH2 + HX R –CH-CH3

| X

4.Substitutia in pozitia alilica cu Cl2, Br2 la 500°C in presenta NBS

CH2=CH-CH2-R’ + Cl2 ----------> CH2 = CH- CH –R’

-HCl |

2

Cl

5. Obtinerea derivatilor halogenati din alcoolia) Tratarea alcoolilor cu hidracizi.R-OH + HX R-X + H2O

Rtertiar>Rsecundar>Rprimar HI>HBr>HCl

b)Tratarea halogenurii active din seria fosforului si sulfului

3R-OH + PCl3 3R-CL + H3PO3

R-OH + PCl5 R-Cl + POCl3 +HCl

R-OH + SOCl2 R-Cl + HCl + SO2

Sunt gaze si se indeparteaza usor.

6.Obtinerea din acizi carboxilici prin decarboxilareR-COOH R-X

a) Transformam acidul in sare de acid pe care o tratam cu halogen

R-COO-Ag+ + Br2 R-Br + CO2 + AgBrb) Acidul se trateaza cu HgO si cu X

2R-COOH + HgO + 2Br2 2R-Br + 2CO2 + H2O + HgBr2

7. Reactia de schimb de halogenCH3-CH2-Br + KI CH3-CH2-I + KBrCH3-CH2-Br + HgF2 CH3-CH2-F + HgBr2

8.Aditia halogenurilor la hidrocarburile aromatice

hϑ

+ 3Cl2 -----> C6H6Cl69. Reactia compusilor carbonilici

Cl |

CH3-C-CH2-CH3 + PCl5 CH3-C-CH2-CH3 + POCl3 || | O (Butanona) Cl

3

II. Obtinerea de compusi halogenati nesaturati1.Dehidrohalogenarea derivatilor dehalogenati vicinali sau geminali

X |

R-CH-CH-R’ -----> R-CH=C-R’ <------ R-CH2 –C –R | | -HX | -HX | X X X X

Conditii: KOH/alcool NaOH/alcool

Ca(OH)2

300°C

2.Aditia de X si H intr-o singura etapa la alchineCH≡C-CH3 + HCl CH2=C-CH3

| Cl

III.Sinteza de compusi halogenati aromatic sau benzilici

1.Halogenarea directa a arenelor la nucleu.

FeCl3

+ Cl2 -------> + Cl oro benzen

hϑ

+ Cl2 ------->

4

CH2-CH3

Cl-CH-CH3

HCl

FeCl3 -------> +

-2HCl

-reactia se desfasoara la intuneric cu character electrofil-cinetica reactiei este de ordin 3 v=k[C6H6][X2][FeX3]-reactantul X+ nu apare liber in decursul reactiei

2. Tratarea sarurilor de diazoniu cu compusi cu halogen-sarurile se obtin prin tratarea aminelor aromatice primare cu acid azotos la temperature scazute de t<5°C-in practica se foloseste acidul azotic de natriu care genereaza acidul azotos.

+ HONO + HCl +CuBr -----------------> -----------> +N2 + CuCl T>5°C (CuCl)

KI

-N2 si -KCl

Proprietati fizice-termenii inferiori ai compusilor halogenati sunt gazosi la temperatura camerei-termenii mijlocii sunt lichizi

5

CH2-

Cl

CH2-CH3

Cl

NH2 N+≡N]Cl Br(Cl)

Iod

-termenii superiori sunt solizi

In seria derivatilor halogenati, cei monohalogenati sunt lichizi,iar cei polihalogenati sunt solizi. Sunt solubili in solvent organic si insolubili in apa. Derivatii bromo si cloro se altereaza la conservare,reactia este favorizata de lumina si de mediu acid;se pastreaza in sticle brune si se distila inainte de utilizare. Sunt toxici.

Proprietati chimiceI. Reactii generale ale compusilor halogenati

R-X R-H-H2/Pt, Ni, Pd, t°, p

Conditii - LiAlH4/eter anhidru-Na,Li si (CH3)3C-OH

Formarea compusilor organo-metalici. a)Grignard CH3-CH2 –Cl + Mg --------> CH3-CH2-MgCl (pe sageata eter anhidru) b)Obtinerea compusilor organoliticiCH3-CH2 –CH3 + 2Li ------> CH3-CH=CH3 + LiBr | | Br Li

II. Reactii ale compusilor halogenati cu reactivitate marita si normal.1. Reactii de substitutie

R-X + Y- R-Y + X-

-pot decurge dupa mecanism monomolecular sau bimolecular in functie de natura _____________________________________________-in urma reactiei se obtin compusi ce apartin altor clase de substanteR-X + X’- R-X’ + X-

a)reactii cu cianuri alcaline din care rezulta nitrili CH3-CH2 –Cl + NaCN CH3-CH2 –CN + NaCl

6

b)reactii de hidroliza in mediu alcalin-se obtin alcooli din derivatii monohalogenati-din derivatii ____________-din derivatii trihalogenati geminali ___________________ OH O | ||CH3-CHCl2 + 2NaOH -------> [CH3-CH] ------> CH3- C -2NaCl | -H2O |

OH H

CH3-CH-CH2-CH3 +NaOH ---> CH3-CH-CH2-CH3

| | Br OH

c)Reactia cu amoniacul – se obtine din amestec de amine primare, secundare, tertiare si saruri cuaternare de amoniu in functie de raportul molar dintre reactanti. +NH3+CH3-CH2-ClCH3-CH2-Cl + NH3 ------> CH3-CH2-NH3Cl- ------> CH3-CH2-NH2

---------------> -NH4Cl

+NH3 +CH3-CH2-Cl +NH3

[(CH3-CH2)2NH2+]Cl-------------> (CH3-CH2)2 ---------------> (CH3-

CH2)3+NHCl- ---------> -NH4Cl

-NH4Cl +CH3-CH2-Cl (CH3-CH2)2N----------->(CH3-CH2)4N+Cl-

d)Reactia cu fenooxizi si alcooxizi cand se obtin eteri

CH3-I + -----> + NaI

Anisol

e)Reactia cu sarurile acizilor carboxilici din care rezulta esteri

7

O-O-CH3

CH3-CH2-Cl + CH3COO-Na+ ----> CH3COOCH2-CH3 + NaCl

f)Reactia cu acetilurile alkaline din care se obtin alchilacetilene

CH3-CH2-Cl + CH COOR ----> CH3-CH2-CH COOR Na+ COOR COOR

g)Reactia cu ______________________ se obtin dioli

CH3-CH2-Br + NaSH ----> CH3-CH2-SH + NaBr

CH3-CH2-Br + CH3-CH2-S-Na+---> CH3-CH2-S-CH2-CH + NaBr

h)Eliminare de HX-se realizeaza prin eliminare HX cu baze tari cand reactia decurge cu mecanism bimolecular (e2) sau etanol-apa (e1)CH3-CH-CH2-CH3 ------------> CH3-CH=CH-CH3

| -HBr majoritar Br

Reactia de eliminare este concurata de reactia de substitutie care se desfasoara in aceleasi conditii.Temperatura ridicata favorizeaza reactia de eliminare,iar polaritatea mai ridicata a solventului favorizeaza reactia de substitutie.

HO- , H2O

CH3-CH-CH3 ----------------> CH3-CH-CH3

| | Br OH (sn2) HO-,EOH,t>>

-----------------> CH2=CH-CH3 (E2)

i) Substitutia nucleofila a halogenului aromatic

8

tioete

-halogenul aromatic are reactivitate mica si poate fi inlocuit cu OH la tratare solutiei de NaOH in conditii drastic (350°C, 300atm) obtinandu-se fenol din clorobenzen. Cl O-Na+

OH 350°C

300atm +H+

+ 2NaOH ------------> -----------> -NaCl

- H2O

-atomul de Cl poate fi inlocuit cu amino________ prin tratare C6H5Cl cu NaNH2 in NH3 lichid.-in acest caz reactia are loc la temperature joasa. Cl NH2

+ NaNH2 -----> + NaCl

9