Войти
Галогенирование - это химическое вещество действие, которое включает добавление одного или нескольких галогенов к соединению или материалу. Путь и стехиометрия галогенирования зависит от структурных особенностей и функциональных групп органического субстрата, а также от конкретного галогена. Неорганические соединения, такие как металлы, также подвергаются галогенированию.
Существует несколько путей галогенирования органических соединений, включая свободнорадикальное галогенирование, реакция галогенирования кетона, электрофильного галогенирования и реакция присоединения галогена. Структура субстрата является одним из факторов, определяющих путь.
Насыщенные углеводороды обычно не добавляют галогены, но подвергаются свободнорадикальному галогенированию, включая замещение атомов водорода галогеном. Региохимия галогенирования алканов обычно определяется относительной слабостью имеющихся связей C – H. Предпочтение реакции в третичных и вторичных положениях обусловлено большей стабильностью соответствующих свободных радикалов и переходного состояния, ведущего к ним. Свободнорадикальное галогенирование используется для промышленного производства хлорированных метанов:
Такие свободнорадикальные реакции часто сопровождаются перегруппировкой.
Ненасыщенные соединения, особенно алкены и алкины, добавляют галогены:
Добавление галогенов к алкенам происходит через промежуточные ионы галония. В особых случаях такие промежуточные соединения выделяли.
Структура иона бромония Ароматические соединения подвержены электрофильному галогенированию:
Эта реакция работает только с хлором и бромом и осуществляется в присутствии кислоты Льюиса, такой как FeX 3 (лабораторный метод). Роль кислоты Льюиса - поляризовать связь галоген-галоген, делая молекулу галогена более электрофильной. Промышленно это осуществляется обработкой ароматического соединения X 2 в присутствии металлического железа. Когда галоген закачивается в реакционный сосуд, он вступает в реакцию с железом с образованием FeX 3 в каталитических количествах. Механизм реакции можно представить следующим образом:
Галогенирование бензола .
Поскольку фтор очень реактивен, описанный выше протокол не будет эффективным, поскольку ароматическая молекула будет реагировать деструктивно с F 2. Следовательно, для получения фторированных ароматических соединений необходимо использовать другие методы, такие как реакция Бальца – Шимана.
.
Для йода, однако, должны использоваться окислительные условия, чтобы выполнить йодирование. Поскольку йодирование - обратимый процесс, продукты должны быть удалены из реакционной среды, чтобы ускорить реакцию, см. принцип Ле Шателье. Это может быть выполнено путем проведения реакции в присутствии окислителя, который окисляет HI до I 2, таким образом удаляя HI из реакции и генерируя больше йода, который может далее реагировать. При йодировании используются следующие этапы реакции:
Иодирование бензола .
Другим методом получения ароматических иодидов является реакция Сандмейера.
В Hunsdiecker реакция, из карбоновых кислот превращаются в галогенид с укороченной цепью. Карбоновая кислота сначала превращается в ее серебряную соль, которая затем окисляется галогеном:
Реакция Сандмейера используется для получения арилгалогенидов из солей диазония, которые получают из анилинов.
В Hell – Volhard– Зелинский галогенированный, карбоновые кислоты альфа-галогенированы.
В оксихлорировании комбинация хлористого водорода и кислорода служит эквивалентом хлора, как показано на следующем пути получения дихлорэтана:
На возможность галогенирования влияет галоген. Фтор и хлор более электрофильны и являются более агрессивными галогенирующими агентами. Бром является более слабым галогенирующим агентом, чем фтор и хлор, а йод является наименее химически активным из всех. Установка дегидрогалогенирования следует обратной тенденции: йод легче всего удаляется из органических соединений, а фторорганические соединения очень стабильны.
Органические соединения, как насыщенные, так и ненасыщенные, легко реагируют, обычно взрывоопасно, с фтором. Фторирование элементарным фтором (F 2) требует высокоспециализированных условий и оборудования. Многие коммерчески важные органические соединения подвергаются электрохимическому фторированию с использованием фтороводорода в качестве источника фтора. Метод называется электрохимическое фторирование. Помимо F 2 и его электрохимически генерируемого эквивалента, известны различные фторирующие реагенты, такие как дифторид ксенона и фторид кобальта (III) <199.>Хлорирование Хлорирование обычно очень экзотермическое. Как насыщенные, так и ненасыщенные соединения вступают в непосредственную реакцию с хлором, причем для первого обычно требуется УФ-свет для инициирования гомолиза хлора. Хлорирование проводится в промышленных масштабах; основные процессы включают способы получения 1,2-дихлорэтана (предшественника ПВХ ), а также различных хлорированных этанов в качестве растворителей. Бромирование является более селективным, чем хлорирование, поскольку реакция менее экзотермична. Чаще всего бромирование проводят добавлением Br 2 к алкенам. Примером бромирования является органический синтез анестетика галотана из трихлорэтилена : Броморганические соединения являются наиболее распространенными галогенидами в природе. Их образование катализируется ферментом бромопероксидазой, который использует бромид в сочетании с кислородом в качестве окислителя. По оценкам, океаны выделяют 1-2 миллиона тонн бромоформа и 56 000 тонн бромметана ежегодно. Йод является наименее химически активным галогеном и не реагирует с большинством органических соединений. Добавление йода к алкенам является основой аналитического метода, называемого йодным числом, мера степени ненасыщенности для жиров. йодоформная реакция включает разложение метилкетонов. Все элементы, кроме аргона, неона и гелия, образуют фториды путем прямой реакции с фтором. Хлор немного более селективен, но все же реагирует с большинством металлов и более тяжелыми неметаллами. Следуя обычной тенденции, бром менее реакционноспособен, а менее всего - йод. Из многих возможных реакций иллюстративным является образование хлорида золота (III) путем хлорирования золота. Хлорирование металлов обычно не имеет большого значения в промышленности, поскольку хлориды легче получить из оксидов и галогенида водорода. В тех случаях, когда хлорирование неорганических соединений практикуется в относительно больших масштабах, используется для производства треххлористого фосфора и монохлорида серы.Бромирование
Йодирование
Неорганическая химия
См. Также
 | Викицитатная цитата содержит цитаты, относящиеся к: Галогенирование |
