マインドマップギャラリー 有機化学 ハロゲン化炭化水素
炭化水素分子の水素原子がハロゲン原子に置換された化合物は、ハロアルカン、または略してハロアルカンと呼ばれます。ハロゲン化炭化水素の一般式は (Ar)R-X です。X はハロゲン原子であり、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン化炭化水素の官能基とみなすことができます。大学の有機化学におけるハロゲン化アルキルの知識ポイントを迅速に収集し、完璧にします。
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ハロゲン化炭化水素およびフェノール
有機化学 - ハロゲン化炭化水素
医療用有機化学反応の概要
求核置換と脱離
ハロゲン化炭化水素
分類と命名
分類
結合した炭化水素基に応じて
ハロゲン化アルカン
ハロゲン化オレフィン
ハロゲン化芳香族化合物
ベンゼン
ベンジル
孤立した
結合している炭素原子の種類に応じて
第一級ハロアルカン
第三級アルキルハライド
第二級ハロアルカン
名前
通称:一般的にはその付加基に応じて「ハロゲン化炭化水素」または「ハロゲン」と呼ばれます。
ハロアルカンの命名法
最も近いセグメントからの番号
アルキル基を優先する
ハロゲン化アルケンの命名法
オレフィン系
二重結合に近い端からの番号
ハロゲン化芳香族化合物の命名法
ハロゲン原子がベンゼン環に直接結合している場合、ベンゼン環が親となります。
直接接続されていない場合、側鎖が親になります。
物理的特性
溶解度
有機溶剤に易溶
密度
フルオロアルキルとモノハロゲン化アルキルを除いて、他のほとんどは水より重い
安定させる
一塩化アルカンは比較的安定ですが、クロロホルム、臭化アルキル、ヨウ化アルキルは光により容易に分解されます。
重要なハロゲン化炭化水素
トリクロロアルカン
クロロホルム
無色、甘味、不燃性
ジフルオロジクロロメタン
冷媒
ハロセン
麻酔薬
四フッ化エチレン
プラスチックの王様、テフロン
トリクロフェン
効果が高く毒性の低い殺虫剤
化学的特性
ハロゲン原子の電気陰性度が大きいため、ハロゲン原子は部分的に負の電荷を持ち、α炭素原子は正の電荷を持っているため求核試薬による攻撃を受けやすく、βγ炭素原子は部分的に正の電荷を持っており、 βγ 炭素原子は部分的に正電荷を持っており、H 原子は遊離しており、ハロゲン原子により容易に除去され、脱離反応を形成します。
求核置換反応
水酸基に置換(アルカリ加水分解)
アルコキシで置換されてエーテルを形成
エーテルの調製 (ウィリアムソン法によるエーテル製造)
この反応は単純な第一級ハロゲン化アルキルに対してのみ機能します (第二級第三ハロゲン化物の脱離が起こります)。
シアノ基で置換されてニトリルを形成
炭素原子が 1 つ追加されたアミン、アミド、カルボン酸、およびエステルの調製
この反応は単純な第一級アルキルハロゲン化物に対してのみ機能します。
硝酸塩と置換されて硝酸エステルが形成される
反応性
RI>RBr>RCl
C3RX>C2RX>CRX
さまざまな構造のハロゲン化炭化水素の求核置換反応性
アリルまたはベンジル(即時)>三次(振動)>一次または二次(加熱)>ビニルまたはベンゼン(無反応)
アミノ基で置換されてアミンを形成
求核置換反応プロセス
2分子プロセスSN2
特徴
ワンステップで完了、中級(古い絆の破壊と新しい絆の形成を同時に行う)
製品構成の反転
影響を与える要因
立体障害
反応速度
CH3X>1>2>3
単一分子プロセス SN1
段階的に完成し、カルボカチオン中間体が存在します (最初に破壊し、次に形成)
本品はラセミ体です
影響を与える要因:
カルボカチオンの安定性
アリルまたはベンジル>第三級>第二級>第一級>CH3X
排除反応
ハロゲン化炭化水素のβ-脱離
条件:強塩基、アルコール系溶剤
ザイツェフ・ルール
ハロゲン化炭化水素の脱離生成物は主に、より多くのアルキル基が二重結合に結合したアルケンです。
例外
ハロゲン化アルケンやハロゲン化芳香族化合物の脱離反応が起こると、主に共役オレフィンが生成します。
脱離反応プロセス
生体分子プロセス E2
3>2>1>CH3X
有利な要因
もっとβ-H
強アルカリ性試薬
高温
単一分子プロセス E1
金属と反応する
フォーマット試薬の調製
難易度
RI>RBr>RCl>RF (通常は臭化アルキルで調製)
ボ>セカンド>おじさん
特性と保存
活性が高く、不安定
無水かつ酸素のない条件下で保管
グリニャール試薬との反応・
転位反応
SN1、E1で発生
まとめ
4つの反応が同時に存在する
一級ハロゲン化炭化水素は主にSN2(強塩基下ではE2の割合が増加します)
第二級ハロゲン化炭化水素、強力な求核試薬、SN2 の影響を受けやすい、強塩基は E2 に有益
3級ハロゲン化炭化水素が塩基を持たない場合、SN1とE1が共存します。
試薬はアルカリ性が高く濃度が高いため、加熱すると E2 に有益です。
この試薬は求核性が高く、サイズが小さいため SN2 にとって有利です。
単一分子反応では、温度を上げると E1 に有益です