Галерея диаграмм связей Галогенированные углеводороды
Это интеллектуальная карта галогенированных углеводородов в органической химии, которая знакомит с классификацией, наименованием, идентификацией, химическими свойствами, физическими свойствами и т. д.
Отредактировано в 2024-04-09 11:03:37Галогенированные углеводороды
Классификация
Первичный галоалкан-первичный галоалкан Вторичный галоалкан-вторичный галоалкан
имя
Общее наименование
Номенклатура системы: атом галогена в качестве заместителя.
идентифицировать
Идентификация галогенированных углеводородов с тем же галогеном
Следовательно, легко получать стабильные промежуточные продукты (стабильный карбокатион) и легко вступать в реакции.
Объясните, почему третий тип не реагирует
Идентификация одной и той же углеводородной группы и разных галогенов
химические свойства
Две типичные реакции алкилгалогенидов: реакция нуклеофильного замещения и реакция отщепления.
реакция нуклеофильного замещения
Первая реакция: реакция гидролиза галогенированных углеводородов. Поскольку реакция обратима, ее проводят в водном щелочном растворе (нейтрализуя HX).
Вторая реакция: синтез Вильямсона для получения смешанных эфиров
Третья реакция: замещение цианогруппой может увеличить углеродную цепь (мульти-С).
Общие нуклеофилы:
Гидроксид-ион Цианид-ион Ион аммония Алкоксид-ион
Реакция галогенированных углеводородов и нитрата серебра в спиртовом растворе. Идентификация галогенированных алканов с различными галогенами.
Реакционная способность атомов галогена - посмотрите на степень поляризации связи углерод-галоген - чем больше радиус атома галогена, тем меньше связь атомного ядра с крайним электроном - чем больше степень поляризации, тем легче заключается в том, чтобы связь разделилась и сформировалась.
I>Br>cl>F
процесс реакции
Символ SN относится к нуклеофильному замещению.
Реакция нуклеофильного замещения одной молекулы
1. Связь углерод-галоген расщепляется под действием электрического поля реагента (медленная реакция - скоростьопределяющая реакция) 2. Реакция между нуклеофилом и карбокатионным интермедиатом (быстрая реакция)
Скорость определяющей скорости реакции связана только с концентрацией галогенированных углеводородов (реакция первого порядка).
Пример: третичный алкилгалогенид.
Нуклеофил OH- может атаковать с передней и задней стороны карбокатиона, при этом половина конфигурации продукта сохраняется, а половина переворачивается (рацемат).
Активность алкилгалогенидов в реакциях мономолекулярного нуклеофильного замещения: R3CX 3°> R2CHX 2°> RCH2X 1°>> CH3X Причина: чем стабильнее карбокатион, образующийся в реакции, тем меньше требуется энергии активации и тем выше скорость реакции.
Перегруппировка нуклеофильного замещения одной молекулы карбокатионом
реакция бимолекулярного нуклеофильного замещения
Реакция протекает только в одну стадию, причем скорость определяющей реакции связана как с концентрацией галогенированных углеводородов, так и с концентрацией нуклеофилов - реакция второго порядка.
Нуклеофилы могут атаковать только сзади - конфигурация претерпевает трансформацию Уолдена - поэтому рацемата нет.
Активность реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения алкилгалогенида: CH3X > RCH2X 1°> R2CHX 2° >> R3CX 3° Реакция без перегруппировки карбокатионов
Примечание. Два процесса реакции нуклеофильного замещения существуют одновременно, конкурируют друг с другом и имеют разные преимущества в разных условиях.
реакция элиминирования (реакция элиминирования)
Устранение асимметричных галогенированных углеводородов
Второй способ устранения асимметричных галогенсодержащих углеводородов – формирование сопряженной системы.
механизм реакции
Реакция элиминации одной молекулы E1
Это реакция первого порядка, в которой сначала образуется промежуточный карбокатион, а затем теряется βH (реакция первой стадии такая же, как и SN1, и они часто происходят вместе).
Реакционная способность: третичная > вторичная > первичная.
В соответствии с SN1
Реакция координированного бимолекулярного элиминирования E2
2. Чем более щелочным является атакующий реагент, тем легче он вступает в реакцию с βH и быстрее образует двойную связь. 3. Поскольку реакция SN2 и реакция E2 часто протекают одновременно (потому что много атакующих реагентов (гидроксиды, алкоксиды). и т. д.) также могут атаковать αC (он может атаковать βH), поэтому они являются антагонистами, а активность реакции карбокатиона противоположна.
Примеры правил Анти-Зайцева
Когда может быть образована сопряженная система, в основном используется метод реакции, который может образовать сопряженную систему.
Реагирует с активными металлами
Галогенированные углеводороды реагируют с металлами с образованием углеродных цепей - реакция Вюрца.
Реагирует с Mg с образованием магнийорганических соединений (реактив Гринара – сокращенно реактив Гриньяра)
Реактивы Гриньяра химически активны и в качестве растворителя обычно используют безводный эфир. Реакционная система не вступает в контакт с воздухом.
физические свойства
1) При комнатной температуре, за исключением фторметана, фторэтана, фторпропана, метилхлорида, этилхлорида и бромистого метила, которые являются газами, другие распространенные галогенированные углеводороды являются жидкостями; 2) Галогенированный алкил обычно бесцветен, но иодированный алкил легко разлагается и осаждает элемент йода, который после длительного пребывания в нем становится коричневато-красным; он нерастворим в воде, но растворим в органических растворителях; 3) Температура кипения галогеналканов увеличивается с увеличением числа атомов углерода. Из-за большой полярности связи углерод-галоген увеличивается диполь-дипольное взаимодействие молекулы, поэтому температура кипения выше, чем у алканов. схожей молекулярной массы.
SN1, SN2, E1, E2 Только катионная реакция C SN2 имеет активность первичная > вторичная > третичная (1 > 2 > 3), а остальные третичные > вторичные > первичные (3 > 2 > 1) P18
Причина: SN2, SN1 и E2 обладают антагонистическими эффектами. Примечание. Хотя E1 и SN1 обладают антагонистическими эффектами, они сначала разрывают связь, а затем образуют связь, поэтому реакционная способность карбокатионов одинакова.
Фокус: Нуклеофильное замещение, реакция элиминирования, систематическое наименование, метод идентификации галогенированных углеводородов.