§ 9.1Глава 9. Галогенопроизводные углеводородов

Строение и свойства галогенопроизводных

Галоген делает соседний атом углерода мишенью для нуклеофилов — отсюда вся химия галогеналканов и их роль «перекрёстка» в цепочках превращений.

Глава 9 · 2 параграфа
Определение

Галогенопроизводные углеводородов — продукты замещения атомов водорода в углеводородах атомами галогенов. Общая формула моногалогеналканов — CnH2n+1Hal (или R–Hal).

Строение и названия

Галоген электроотрицательнее углерода, поэтому связь C–Hal полярна: на атоме галогена частичный отрицательный заряд, на атоме углерода — частичный положительный. Такой атом углерода атакуют нуклеофилы — частицы с неподелённой электронной парой.

Название строят так же, как у алканов, указывая галоген приставкой с номером: хлорметан CH3Cl, бромэтан C2H5Br, 2-хлорпропан CH3–CHCl–CH3, 1,2-дибромэтан CH2Br–CH2Br. Изомерия — углеродного скелета и положения атома галогена.

По числу атомов углерода, связанных с атомом C–Hal, галогеналканы, как и спирты, бывают первичными, вторичными и третичными.

Физические свойства

  • Хлорметан, хлорэтан, бромметан — газы; большинство остальных — жидкости, иодоформ CHI3 — твёрдое вещество.
  • Галогеналканы практически не растворяются в воде, растворяются в органических растворителях.
  • Полигалогенпроизводные тяжелее воды и не горят — например, тетрахлорметан.

Нуклеофильное замещение

Нуклеофил замещает атом галогена, который уходит в виде галогенид-иона.

С водным раствором щёлочи — спирты

CH3–CH2–Br+NaOHH2Ot°CH3–CH2–OH+NaBr

С аммиаком — амины

CH3Cl+2NH3CH3NH2метиламин+NH4Cl

С цианидами — нитрилы (цепь удлиняется)

CH3–CH2–Br+KCNCH3–CH2–CNпропионитрил+KBr

С алкоголятами — простые эфиры

C2H5Br+C2H5ONaC2H5–O–C2H5диэтиловый эфир+NaBr

Отщепление

Со спиртовым раствором щёлочи при нагревании галогеналкан отщепляет галогеноводород и превращается в алкен. Водород отщепляется по правилу Зайцева — от наименее гидрогенизированного соседнего атома.

CH3–CHBr–CH2–CH3+KOHспирт. р-рt°CH3–CH=CH–CH3+KBr+H2O
Частая ошибкаВодный или спиртовой раствор щёлочи

Это самое частое место ошибок в цепочках: водный раствор щёлочи — замещение, получается спирт; спиртовой раствор — отщепление, получается алкен. Дигалогеналканы со спиртовым раствором дают алкины (§ 6.3).

Реакция Вюрца

С металлическим натрием галогеналканы соединяются углеводородными остатками (§ 2.4):

2CH3–CH2–Cl+2Nat°CH3–(CH2)2–CH3+2NaCl

Главное в параграфе

  • Связь C–Hal полярна; атом углерода атакуют нуклеофилы.
  • Нуклеофильное замещение: водная щёлочь → спирт, аммиак → амин, KCN → нитрил, алкоголят → простой эфир.
  • Отщепление спиртовым раствором щёлочи → алкен по правилу Зайцева.
  • С натрием — реакция Вюрца, цепь удваивается.
Проверь себя

Проверь себя: свойства галогеналканов

После параграфаЦепочки превращений

Галогеналканы — самое частое промежуточное звено в цепочках задания 16 ЕГЭ.

Решать задание 16 ЕГЭ