- Alkilhalogenidų savybės
- Virimo ir lydymosi temperatūra
- Poliškumas
- Tirpiklio galia
- Nomenklatūra
- Pavyzdys
- Gavimas
- Halogeninimas naudojant šviesos arba ultravioletinę spinduliuotę
- Vandenidų arba halogenų pridėjimas prie alkenų
- Reakcijos
- Nukleofilinis pakaitalas
- Pavyzdžiai
- Pašalinimas
- Grignardo reagentų sintezė
- Pavyzdžiai
- Programos
- Tirpiklis
- Organinė sintezė
- Vaistų pramonė
- Šaldymo agentai
- Nuorodos
Pateikti alkilo halogenidai yra organiniai junginiai, kurioje anglies atomas sp hibridizavosi 3 yra kovalentiškai surištas su halogenu (F, Cl, Br, I),. Žvelgiant iš kitos perspektyvos, patogu paprasčiau manyti, kad jie yra haloalkanai; Tai yra alkanai, kuriuose kai kuriuos H atomus pakeitė halogeno atomai.
Taip pat, kaip rodo jo pavadinimas, halogeno atomai turi būti sujungti su alkilo grupėmis R, kad būtų laikoma šio tipo halogenidu; nors struktūriškai jie gali būti pakeisti arba išsišakoję ir turėti aromatinius žiedus ir vis tiek likti alkilhalogenidu.
1-chlorbutano molekulė, alkilhalogenido pavyzdys. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.
Viršuje yra 1-chlorbutano molekulė, kuri atitinka vieną iš paprasčiausių alkilhalogenidų. Galima pastebėti, kad visi jo angliavandeniliai turi viengubas jungtis, taip pat turi sp 3 hibridizaciją . Todėl žalioji sfera, atitinkanti Cl atomą, yra sujungta su skeletu, gautu iš alkano butano.
Net paprastesni nei 1-chlorbutano pavyzdžiai yra tie, gauti iš metano dujų: mažiausias iš visų angliavandenilių.
Iš savo CH 4 molekulės H atomai gali būti pakeisti, tai yra, jodu. Jei pakeisite H, turėsite CH 3 I (jodmetaną arba metiljodidą). Pakeisdami du H, turėsite CH 2 I 2 (dijodmetaną arba metileno jodidą). Tada galiausiai Is pakeis visus H, suteikiančius CHI 3 (jodoformą), ir Cl ( 4, anglies tetraiodidą).
Alkilhalogenidai pasižymi tuo, kad yra labai reaktyvūs, o periodinėje lentelėje turintys daugiausia elektroneigiamų atomų, įtariama, kad per begalinius mechanizmus jie daro įtaką biologinėms matricoms.
Alkilhalogenidų savybės
Šios junginių šeimos savybės priklauso nuo jų molekulinės struktūros. Tačiau palyginus su jo išvestų alkanų skirtumais, pastebimas paprastas CX jungčių faktas (X = halogeno atomas).
T. y., CX jungtys yra atsakingos už bet kokį skirtumą ar panašumą tarp vieno ar daugiau alkilhalogenidų.
Visų pirma, CH jungtys yra beveik apolinės, atsižvelgiant į mažą C ir H elektronegatyvumo skirtumą; Priešingai, CX jungtys sukelia nuolatinį dipolio momentą, nes halogenai yra labiau elektronegatyvūs nei anglis (ypač fluoras).
Kita vertus, kai kurie halogenai yra lengvi (F ir Cl), o kiti - sunkūs (Br ir I). Jų atominės masės taip pat formuoja skirtumus tarp CX jungčių; ir, savo ruožtu, tiesiogiai apie halogenido savybes.
Todėl halogenų pridėjimas prie angliavandenilio yra lygus jo poliškumo ir molekulinės masės padidėjimui; Tai reiškia, kad jis tampa mažiau lakus (iki taško), mažiau degus ir padidėja jo virimo ar lydymosi temperatūra.
Virimo ir lydymosi temperatūra
Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta, įvairių halogenų dydis ir svoris parodomi didėjančia tvarka:
F <Cl <Br <I
Taigi galima tikėtis, kad alkilhalogenidai, turintys F atomų, bus lengvesni už tuos, kuriuose yra Br arba I atomai.
Pavyzdžiui, laikomi kai kurie halogenidai, gauti iš metano:
CH 3 F <CH 3 Cl <CH 3 Br <CH 3 I
CH 2 F 2 <CH 2 Cl 2 <CH 2 Br 2 <CH 2 I 2
Ir tt kitiems aukštesnio laipsnio halogeninimo dariniams. Atminkite, kad tvarka išlaikyta: fluoro halogenidai yra lengvesni nei jodo halogenidai. Ne tik tai, bet ir jų virimo bei lydymosi temperatūra taip pat paklūsta šiai tvarkai; RF verda žemesnėje nei RI temperatūroje ( šiuo atveju R = CH 3 ).
Taip pat visi šie skysčiai yra bespalviai, nes elektronai, esantys jų CX jungtyse, negali absorbuoti ar išlaisvinti fotonų, kad galėtų pereiti kitus energijos lygius. Tačiau kai jie tampa sunkesni, jie gali kristalizuotis ir parodyti spalvas (kaip ir jodoformas, CHI 3 ).
Poliškumas
CX obligacijos skiriasi poliškumu, tačiau atvirkštine tvarka, kaip aprašyta aukščiau:
CF> C-Cl> C-Br> Cl
Todėl CF obligacijos yra poliaresnės nei CI obligacijos. Būdami poliariškesni, RF halogenidai linkę sąveikauti per dipolio-dipolio jėgas. Tuo tarpu RBr arba RI halogeniduose jų dipolio momentai yra silpnesni, o sąveika, valdoma Londono dispersinių jėgų, įgyja didesnę jėgą.
Tirpiklio galia
Kadangi alkilhalogenidai yra poliaresni nei alkanai, iš kurių jie yra gaunami, jie padidina jų sugebėjimą ištirpinti daugiau organinių junginių. Būtent dėl šios priežasties jie yra geresni tirpikliai; Nors tai nereiškia, kad jie gali pašalinti alkanus visose srityse.
Yra techniniai, ekonominiai, ekologiniai ir eksploataciniai kriterijai, kurie teikia pirmenybę halogenintam tirpikliui, o ne alkanui.
Nomenklatūra
Yra du būdai, kaip pavadinti alkilhalogenidą: bendruoju pavadinimu arba sisteminiu pavadinimu (IUPAC). Paprastai paprastus pavadinimus patogiau naudoti, kai RX yra paprastas:
CHCl 3
Chloroformas: bendras pavadinimas
Metiltrichloridas arba trichlormetanas: IUPAC pavadinimas.
Bet geriau pasirinkti sisteminius pavadinimus (ir vienintelį variantą), jei turite šakotas struktūras. Ironiška, bet įprasti pavadinimai vėl naudingi, kai struktūros yra pernelyg sudėtingos (kaip tos, kurias matysite paskutiniame skyriuje).
Junginio pavadinimo pagal IUPAC sistemą taisyklės yra tokios pačios kaip ir alkoholių: nustatoma pagrindinė grandinė, kuri yra ilgiausia arba labiausiai šakota. Tada angliavandeniliai yra išvardijami, pradedant nuo arčiausiai pakaitalų ar šakų esančio galo, pavadinto abėcėlės tvarka.
Pavyzdys
Norėdami iliustruoti, turime šį pavyzdį:
Alkilhalogenidas kaip nomenklatūros pavyzdys. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.
Pirmoji šaka yra metilo grupė prie C-4; tačiau, kadangi yra dviguba jungtis, ji įgyja didesnį prioritetą prieš nurodytą taisyklę. Dėl šios priežasties ilgiausia grandinė pradedama išvardyti iš dešinės, kuriai vadovauja anglies atomas, sujungtas su dviem halogenais: Cl ir Br.
Surašius pakaitus, vardai nurodomi abėcėlės tvarka:
1-brom-1-chlor-4-metil-2-heksenas.
Gavimas
Norint gauti alkilhalogenidus, molekulės turi būti halogenintos; tai yra, įskaitant halogenų atomų, į jų struktūrų, ypač atomą, su anglies sp 3 .
Yra du būdai jiems gauti arba susintetinti: naudojant ultravioletinius spindulius, naudojant laisvųjų radikalų mechanizmą, arba pridedant vandenilio rūgščių ar halogenų.
Halogeninimas naudojant šviesos arba ultravioletinę spinduliuotę
Pirmasis, mažiausiai tinkamas ir blogiausias efektyvumas, yra alkanų apšvitinimas ultravioletiniu spinduliuote (hv), dalyvaujant halogenui. Pavyzdžiui, parodytos metano chlorinimo lygtys:
CH 4 + Cl 2 => CH 3 Cl + HCl (ultravioletinėje šviesoje)
CH 3 Cl + Cl 2 = & gt; CH 2 Cl 2 + HCl,
CH 2 Cl 2 + Cl 2 => CHCI 3 + HCl,
CHCI 3 + Cl 2 => CCl 4 + HCl,
Keturi junginiai (CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 , CHCI 3 ir CCl 4 ) yra suformuota, ir dėl to yra mišinys, kuris gali būti veikiamas frakcinės distiliacijos. Tačiau šis metodas nepraktiškas, todėl pirmenybė teikiama organinėms sintezėms.
Kitas pavyzdys yra n-heksano bromavimas:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + Br 2 => CH 3 (Br) CHCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + HBr
Šioje reakcijoje vėl naudojama šviesa arba ultravioletinė spinduliuotė, siekiant skatinti laisvųjų radikalų susidarymą. Bromas, nes tai yra giliai raudonas skystis, reaguodamas keičia spalvą, todėl susidaro 2-bromheksanas.
Vandenidų arba halogenų pridėjimas prie alkenų
Antra gavimo būdas alkilo halogenidais susideda iš apdorojančių alkoholių (ROH) arba olefinų polimerai (R 2 , C = CR 2 ) su hydracids. Hidracidų formulė yra HX (HF, HCl, HBr ir HI). Bus parodytas kiekvieno iš jų etanolio pavyzdys:
CH 3 CH 2 OH + Aukšto dažnio = & gt; CH 3 CH 2 F + H 2 O
CH 3 CH 2 OH + HCl = & gt; CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
CH 3 CH 2 OH + HBr = & gt; CH 3 CH 2 Br + H 2 O
CH 3 CH 2 OH + HI => CH 3 CH 2 I + H 2 O
Alkenai taip pat gali pridėti HX molekules prie savo dvigubų jungčių, sudarydami antrinius alkilhalogenidus.
CH 2 = CH-CH 3 +, HBr => BrCH 2 -CH 2 -CH 3 + CH 3 -CHBr-CH 3
Produktas BrCH 2 -CH 2 -CH 3 yra 1-brompropanas, ir CH 3 -CHBr-CH 3 yra 2-brompropanas. Antrasis yra pagrindinis produktas, nes jis turi didžiausią stabilumą, o pirmasis pagamintas mažesne dalimi, nes jis yra nestabilesnis. Tai yra, nes CH 3 CHBrCH 3 yra antrinis alkilo halogenido.
Labai panašus atvejis, kai tai, kas pridedama prie alkeno, yra X 2 molekulė :
CH 2 = CH-CH 3 + Br 2 => BrCH 2 -CHBr-CH 3
Tačiau alkilhalogenidas gaunamas su dviem bromo atomais, sujungtais su gretimais anglimis; vicinal alkilhalogenidas. Jei, kita vertus, jūs turėtumėte du bromus, prijungtus prie tos pačios anglies, turėtumėte geminalkilo halogenidą, kaip antai:
Br 2 CH-CH 2 -CH 3
Reakcijos
Nukleofilinis pakaitalas
Alkilhalogenidų reaktyvumas yra pagrįstas CX jungties trapumu ar stiprumu. Kuo sunkesnis halogenas, tuo silpnesnė jungtis, todėl lengviau jis nutrūks. Vykstant cheminei reakcijai, jungtys nutrūksta ir susidaro naujos; CX jungtys yra suskaidomos, kad susidarytų CG jungtis (G = nauja grupė).
Tinkamiau tariant, X veikia kaip išeinančioji grupė, o G kaip įeinanti grupė nukleofilinės pakeitimo reakcijos metu. Kodėl atsiranda tokia reakcija? Kadangi X, būdamas labiau elektronegatyvus nei anglis, "vagia" elektronų tankį, palikdamas jame elektronų deficitą, kuris virsta teigiamu daliniu krūviu:
C δ + -X δ-
Jei neigiamos (: G - ) arba neutralios rūšys, turinčios elektronų porą (: G), sugebančios suformuoti stabilesnį CG ryšį, pasislenka aplink , X galų gale bus pakeistas G. Aukščiau aprašytą galima apibūdinti šia lygtimi: chemija:
RX +: G - => RG + X -
Kuo silpnesnis CX arba RX ryšys, tuo didesnis jo reaktyvumas ar polinkis būti pakeistas nukleofiliniu (arba nukleofiliniu) agentu G; tai yra, branduolių ar teigiamų krūvių mėgėjai.
Pavyzdžiai
Žemiau yra keletas bendrųjų lygčių, skirtų nukleofiliniams pakaitalams, kuriuos gali atlikti alkilhalogenidai:
RX + OH - => ROH + X - (alkoholiai)
+ ARBA '- => ROR ' (eteriai, Williamsono sintezė)
+ I - => RI (alkiljodidai)
+ CN - => RCN (nitrilai)
+ R'COO - => RCOOR '(esteriai)
+ NH 3 => RNH 2 (aminai)
+ P (C 6 H 5 ) 3 => RP (C 6 H 5 ) 3 + X - (fosfonio druskos)
+ SH - => RSH (tioliai)
Iš šių pavyzdžių jau galima įtarti, kokie vertingi alkilhalogenidai yra organinėms sintezėms. Vienas iš daugelio pakeitimų, kurie liko cituojami, yra Friedelio amatų reakcija, naudojama „išsinuomoti“ aromatinius žiedus:
RX + ArH + AlCl 3 => ArR
Šioje reakcijoje aromatinio žiedo H yra pakeistas R grupe iš RX.
Pašalinimas
Alkilhalogenidai gali išskirti HX molekules per eliminacijos reakciją; konkrečiai, dehidrohalogeninimas:
R 2 CH-CXR 2 + OH - => R 2 , C = CR 2 + HX
Teigiama, kad dehidrohalogenizacija vyksta dėl to, kad H ir X yra prarasti toje pačioje HX molekulėje.
Grignardo reagentų sintezė
Alkilhalogenidai gali reaguoti su tam tikrais metalais, sudarydami Grignardo reagentą, naudojamą R grupėms pridėti prie kitų molekulių. Bendroji jos sintezės lygtis yra tokia:
RX + Mg => RMgX
Pavyzdžiai
Keli alkilhalogenidų pavyzdžiai jau buvo paminėti skyriuose. Kai kurie kiti, paprasti, yra šie:
-Etil chloridas, CH 3 CH 2 Cl
-Izopropil fluorido, (CH 3 ) 2 CH 2 F
-2-metil-3-chloropentane, CH 3 -CH (CH 3 ) -CHCl-CH 2 CH 3
-secbutyl jodidas, CH 3 CH 2 CH 2 I-CH 3
-3-brom-6-iodoheptane, CH 3 -CH 2 -CHBr-CH 2 -CH 2 -CH 2 aš
-3,4-dibrom-1-pentenas, CH 3 -CHBr-CHBr-CH = CH 2
Programos
Tirpiklis
Ankstesniuose skyriuose buvo paminėta alkilhalogenidų tirpiklio talpa. Pramonė pasinaudojo šia savybe, kad galėtų jas naudoti kaip valymo priemones tekstilės medžiagoms, elektroniniams komponentams ar lako dėmes pašalinti.
Be to, jie naudojami kaip dažų tirpikliai arba organiniai arba riebūs mėginiai daugybei analitinių bandymų rūšių.
Organinė sintezė
Alkilhalogenidai yra labai naudingi „alkilinant“ aromatinius žiedus, tuo pat metu naudojami kaip pradinis šaltinis sintezei beveik visoms kitoms organinių junginių grupėms. Sintetiniu požiūriu RX yra laikomas R grupių ar grandinių šaltiniu, kurį gali reikėti įtraukti į labai aromatinius junginius.
Vaistų pramonė
Iš pradžių buvo minėta, kad halogeno atomai sąveikauja su biologinėmis matricomis, todėl mūsų organizmuose jie negali likti nepastebėti nesukeliant teigiamų ar neigiamų pokyčių. Jei vaistas daro teigiamą poveikį organizmui, turėdamas halogeno atomą, šis poveikis gali sustiprėti arba nebūti.
Tada, jeigu X yra tiesiogiai susijęs su anglies atomu, su sp 3 hibridizacijos , turėsite alkilo halogenido, o ne halogenintos darinys. Kai kurie iš tokių halogenidų parodyti žemiau šiose vaizdų serijose:
Fenoksibenzaminas, vaistas, naudojamas kovojant su kraujospūdžiu pacientams, sergantiems feochromocitoma. Šaltinis: Utent: Markas Pea.
Izofluranas, inhaliacinis anestetikas. Šaltinis: „Benjah-bmm27“.
Klindamicinas, antibiotikas. Šaltinis: M mitcheltree.
Pimekrolimuzas, vartojamas atopiniam dermatitui gydyti. Ar galite rasti chloro atomą? Šaltinis: MarinaVladivostok.
Halomonas, galimas priešnavikinis agentas ir alkilhalogenidas iš jūros dumblių Portieria hornemannii, natūralaus šaltinio. Šaltinis: Jü
Atkreipkite dėmesį, kad šių penkių narkotikų yra bent vienas CH 2 -X arba CH-X jungtis ; tai yra, halogenas yra prijungtas prie sp 3 anglies .
Šaldymo agentai
Garsusis šaltnešis „Freon-12“ (CHCIF 2 ), kaip ir kiti fluoroalkanai ar hidrofluorangliavandeniliai, atlikdamas šią funkciją pakeitė amoniako dujas ir chlorfluorangliavandenilius (CFC), nes, nors jie ir yra nelakūs ir netoksiški, jie sunaikina ozono sluoksnį; o Freonas-12, būdamas reaktyvesnis, sunaikinamas prieš pasiekiant tokį aukštį.
Nuorodos
- Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
- Klarkas Džimas. (2016 m. Liepos 14 d.). Alkilhalogenidų panaudojimas. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
- Gál, B., Bucher, C., ir Burns, NZ (2016). Chiralialkilo halogenidai: medicinoje nepakankamai ištirti motyvai. Jūrų vaistai, 14 (11), 206. doi: 10.3390 / md14110206
- Alkilhalidai. Atgauta iš: chemed.chem.purdue.edu
- Patkar Prachi. (2017 m. Liepos 16 d.). Viskas apie alkilo halogenidus: savybės, panaudojimas ir daug daugiau. Mokslo sutriuškinimas. Atkurta iš: sciencestruck.com
- R. Laivas. (2016). Alkilhalidai. Atkurta iš: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- 9 skyriaus mokymosi vadovas - alkilhalidai I. Atkurta iš: cactus.dixie.edu
- QA Eduardo Vega Barrios. (sf). Alkilhalogenidai: savybės, panaudojimas ir pritaikymas. [PDF. Atkurta iš: cvonline.uaeh.edu.mx