Halogenowanie: Różnice pomiędzy wersjami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Alexbot (dyskusja | edycje)
m robot dodaje: es:Halogenación
Ksysiek (dyskusja | edycje)
m →‎Bromowanie etenu: dibromoetan nie może być w odmianie trans, co najwyżej w konformacji s-trans
Linia 34: Linia 34:
:[[Grafika:Alkene-bromine-addition-2D-skeletal.png|500 px]]
:[[Grafika:Alkene-bromine-addition-2D-skeletal.png|500 px]]


Jon bromkowy (Br<sup>-</sup>) atakuje [[karbokation]] od drugiej strony niż przyłączony w pierwszej kolejności atom halogenu tworząc dibromopochodną [[etan]]u w odmianie [[Izomeria geometryczna|trans]]
Jon bromkowy (Br<sup>-</sup>) atakuje [[karbokation]] od drugiej strony niż przyłączony w pierwszej kolejności atom halogenu tworząc dibromopochodną [[etan]]u w [[konformacja|konformacji]] [[Izomeria geometryczna|s-trans]] (w konfromacji antiperiplanarnej)


== Chlorowanie benzenu ==
== Chlorowanie benzenu ==

Wersja z 21:33, 27 maj 2008

Halogenowanie - reakcja chemiczna polegająca na addycji (dodaniu) lub substytucji (wymianie na) atomów pierwiastków z grupy fluorowców do cząsteczek dowolnych związków chemicznych.

W zależności od tego jaki atom fluorowca się przyłącza reakcja ta jest nazywana fluorowaniem, chlorowaniem, bromowaniem lub jodowaniem. Najczęściej reakcje te przeprowadza się przy pomocy bezpośredniego działania tych pierwiastków w formie gazu lub roztworu na związki chemiczne. Istnieją również mieszane wersje halogenowowania np: jodobromowanie czy jodochlorowanie, gdzie na związki działa się odpowiednio jodkiem bromu (IBr) i jodkiem chloru (ICl).

Generalnie, aktywność flurowców w reakcji halogenowania przedstawia się następująco:

F > Cl > Br > I

Reakcji halogenowania ulegają zarówno węglowodory alifatyczne (alkany, alkeny , alkiny) jak i aromatyczne. W zależności od typu związku i warunków reakcji przebiega ona według różnych mechanizmów.

Chlorowanie metanu

Chlorowanie metanu jest przykładem reakcji halogenowania stosunkowo mało reaktywnych nasyconych węglowodorów alifatycznych. Jednak w pewnych warunkach (promieniowanie świetlne, ogrzewanie, obecność nadtlenków) zachodzi reakcja chlorowania według mechanizmu wolnorodnikowego.

Przebieg reakcji:

  • Inicjowanie: w pierwszym etapie chlor, najczęściej pod wpływem promieniowania UV, ulega rozpadowi na wolne rodniki, inicjujące łańcuch reakcji.
Cl2 → Cl· + Cl·
  • Propagacja: wolne rodniki chloru reagują z metanem, tworząc rodnik metylowy, który następnie w reakcji z wolnym chlorem tworzy produkt (jeden z wielu) chlorowania i kolejny wolny rodnik zdolny do dalszych reakcji:
CH4 + Cl· → CH3· + HCl
CH3· + Cl2 → CH3Cl + Cl·
CH3Cl + Cl· → CH2Cl· + HCl
CH2Cl· + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
itd..
Chlorowanie przebiega do mono- i wielopodstawionych chloropochodnych metanu CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 oraz CCl4.
  • Zakończenie łańcucha reakcji - może zajść na wiele sposobów. Najczęściej jest to spowodowane rekombinacją się dwóch wolnych rodników, która prowadzi do powstania niereaktywnych cząsteczek:
CH3· + Cl· → CH3Cl

Bromowanie etenu

Bromowanie etenu bromem jest przykładem reakcji halogenowania alkenów, która przebiega zgodnie z mechanizmem addycji elektrofilowej.

Przebieg reakcji:

Elektrony wiązania π etenu atakują cząsteczkę bromu. Powstaje kompleks π. Wiązanie pomiędzy atomami bromu ulega polaryzacji i pęka tworząc jon bromoniowy i bromkowy:

Jon bromkowy (Br-) atakuje karbokation od drugiej strony niż przyłączony w pierwszej kolejności atom halogenu tworząc dibromopochodną etanu w konformacji s-trans (w konfromacji antiperiplanarnej)

Chlorowanie benzenu

Benzen poddany chlorowaniu w obecności światła ulega rodnikowemu podstawieniu wszystkich wodorów pierścienia aromatycznego dając heksachlorocykloheksan.

Plik:Chlorowanie benzenu hcch.png

W przypadku obecności w środowisku reakcji katalizatora o własnościach silnego kwasu Lewisa (AlCl3, FeCl3, czy SnCl) zachodzi substytucja elektrofilowa, która zachodzi zgodnie z mechanizmem Friedla-Craftsa. Rolą katalizatora jest wytworzenie dodatniego czynnika elektrofilowego Cl-:

AlCl3 + Cl2 → AlCl4- + Cl+
Plik:Chlorowanie benzenu Se.png

W przypadku związków aromatycznych z bocznym łańcuchem alkilowym (np. toluen) podczas reakcji w obecności katalizatora (AlCl3) następuje podstawienie pierścienia aromatycznego w pozycje orto- i para-. Gdy zaś reakcję prowadzi się w warunkach sprzyjającym tworzeniu wolnych rodników (światło, nadtlenki) atom halogenu ulega podstawieniu w łańcuchu bocznym.

Zobacz też