Галогенпроизводные углеводородов

Общие сведения

Общая их формула: $\mathrm{R\! - \! Hal}$, где R - углеводородный радикал, а Hal - галоген (F, Cl, Br, I).

В зависимости от углеводородного радикала выделяют следующие виды галогенпроизводных углеводородов:

1. Предельные.
2. Непредельные.
3. Ароматические.

По числу атомов галогенов галогенпроизводные делятся на:

1. Моногалогенпроизводные, к которым относятся первичные, вторичные и третичные.
2. Полигалогенпроизводные.

Способы получения галогенпроизводных углеводородов

Галогенпроизводные можно получить различными способами:

1. Из алканов с помощью реакции свободнорадикального замещения:

   $\mathrm{CH_4 + Cl_2\xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl}$

   Хлорметан может подвергаться дальнейшему дальнейшему хлорированию с образованием смеси продуктов $\mathrm{CH_2Cl_2, CHCl_3 , CCl_4}$.

2. Из алкенов путем электрофильного присоединения:

   $\mathrm{CH_2\! = \! CH_2 + Br_2 \longrightarrow BrCH_2\! - \! CH_2Br}$

   Замечание 1

   Данная реакция является качественной, так как в результате обесцвечивается бромная вода.

3. При присоединении галогена к бутадиену могут получиться два продукта:

   $\mathrm{CH_2\! = \! CH \! - \! CH \! = \!CH_2 + Br_2 \xrightarrow{1,2} CH_2\! =\! CH \! - \! CHBr \! - \! CH_2Br}$

   $\mathrm{CH_2\! = \! CH \! - \! CH \! = \!CH_2 + Br_2 \xrightarrow{1,4} BrCH_2\! - \! CH \! = \! CH \! - \! CH_2Br}$

4. Галогенпроизводные из алкинов можно получить путем галогенирования и гидрогалогенирования.

   Галогенирование протекает в две стадии: первая приводит к образованию дибромэтена, вторая - к образованию тетрабромэатана вследствие реакции с избытком брома.

   $\mathrm{CH\! \equiv \!CH\xrightarrow{Br_2} CHBr\! = \! CHBr\xrightarrow{Br_2} CHBr_2 \! - \! CHBr_2}$

   Для активации галогенводорода при гидрогалогенировании алкинов используют хлорид алюминия.

   $\mathrm{CH\! \equiv \!CH + HCl\xrightarrow{AlCl_3} CH_2\! = \! CHCl}$

   При избытке галогенводорода происходит полное гидрогалогенирование алкина:

   $\mathrm{CH_3\! - \! C \! \equiv \! CH + 2HBr\xrightarrow{AlBr_3}CH_3 \! - \! CBr_2 \! - \! CH_3}$

5. Из аренов с помощью:

   • галогенирования в присутствии катализаторов

   $\mathrm{C_6H_6 + Cl_2\xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5Cl + HCl}$

   • радикального галогенирования

   $\mathrm{C_6H_6 + 3Cl_2 \xrightarrow{hv} C_6H_6Cl_6}$

   • реакции радикального замещения в боковой цепи гомологов бензола

   $\mathrm{C_6H_5\! - \! CH_2\! -\! CH_3 + Cl_2\xrightarrow{hv}C_6H_5\! - \! CHCl\! -\! CH_3 + HCl}$

   • реакции замещения в бензольном кольце в присутствии катализатора

   $\mathrm{C_6H_5\! - \! CH_3 + Cl_2\xrightarrow{AlCl_3}C_6H_4Cl\! - \! CH_3 + HCl}$

6. Реакция электрофильного замещения в феноле

   $\mathrm{C_6H_5\! - \! ОН + 3Br_2\longrightarrow C_6H_2Br_3 \! - \! OH + 3HBr}$

Химические свойства галогенпроизводных углеводородов

Химические свойства галогенпроизводных углеводородов весьма различны. Рассмотрим их более подробно.

С помощью галогенпроизводных можно получить алканы в ходе проведения реакции Вюрца, а точнее из моногалогензамещенного алкана при нагревании с металлическим натрием получают алканы с удвоенным числом атомов углерода: $\mathrm{C_2H_5Br + 2Na + BrC_2H_5\longrightarrow C_2H_5 \! - \! C_2H_5 + 2NaBr}$

С помощью отщепления двух атомов галогена от дигалогеналканов получают циклоалканы:

Рисунок 1. Основной способ получения циклоалканов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Галогенпроизводные участвуют также в реакциях образования алкенов. Алкены можно получить двумя способами:

• с помощью отщепления галогенводородов при действии спиртовых растворов щелочей:

  $\mathrm{CH_3\!-\! CH_2 \! - \! CHBr \! -\! CH_3 + KOH\xrightarrow{C_2H_5OH}CH_3\!-\! CH\! =\! CH\!- \! CH_3 + KBr + H_2O}$

• при нагревании дигалогенидов, имеющих атомы галогена у соседних атомов углерода:

  $\mathrm{CH_2Br\!-\!CHBr\!-\!CH_3 + Mg\longrightarrow CH_2\!=\!CH\!-\!CH_3 + MgBr_2}$

Для получения алкинов используют дигалогеналканыи спиртовой раствор щелочи:

$\mathrm{CH_2Br\!-\!CH_2Br + 2KOH\xrightarrow{C_2H_5OH} HC\! \equiv \! CH + 2KBr +2H_2O}$

$\mathrm{CH_3\!-\!CBr_2\!-\!CH_3 + 2KOH\xrightarrow{C_2H_5OH} CH_3\!-\!C\! \equiv \!CH + 2KBr +2H_2O}$

Для галогенпроизводных углевородов характерна реакция гидролиза для получения спиртов под действием водных растворов щелочей.

$\mathrm{CH_3\!-\!CH_2\!-\!Br + NaOH\longrightarrow CH_3\!-\!CH_2\!-\!OH + NaBr}$