Halogenowanie: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja nieprzejrzana] | [wersja nieprzejrzana] |
m →Bromowanie etenu: dibromoetan nie może być w odmianie trans, co najwyżej w konformacji s-trans |
|||
Linia 37: | Linia 37: | ||
== Chlorowanie benzenu == |
== Chlorowanie benzenu == |
||
[[Benzen]] nie ulega reakcji chlorowania pod wpływem światła. |
|||
[[Benzen]] poddany chlorowaniu w obecności światła ulega rodnikowemu podstawieniu wszystkich wodorów pierścienia aromatycznego dając heksachlorocykloheksan. |
|||
[[Grafika:Chlorowanie benzenu hcch.png]] |
[[Grafika:Chlorowanie benzenu hcch.png]] |
||
Wersja z 10:16, 18 cze 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 nie ulega reakcji chlorowania pod wpływem światła. 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+
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.