Галогенопроизводные

Для галогенпроизводных алифатического ряда наиболее характерными являются реакции нуклеофильного замещения атома галогена (S_N1 и S_N2). К реакциям нуклеофильного замещения относятся гидролиз, реакции с аммиаком, аминами, цианидами металлов, алкоголятами, солями карбоновых кислот. Галогенарены и винилгалогениды в реакциях нуклеофильного замещения неактивны, что связано с повышенной прочностью связи С-Наl.

Качественной реакцией на наличие в молекуле органического соединения атома галогена является проба Бельштейна.

Лабораторная работа № 3

Опыт1. Проба Бельштейна.

Для открытия галогенов используется медная проволочка. Перед определением прокалите проволочку в пламени горелки. Охладите ее на воздухе и опустите в хлороформ. Смоченный хлороформом кончик проволоки внесите в пламя горелки. Хлороформ горит (обратите внимание на цвет пламени). При дальнейшем прокаливании проволочки пламя горелки окрашивается в зеленый цвет.

Хлор, который содержался в хлороформе, соединяется с медью, образуя хлорид меди (II). Галоидные соли меди при испарении окрашивают пламя в зеленый цвет.

Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 2. Получение йодоформа.

В пробирку налейте 1 мл этилового спирта, 2 мл воды и добавьте несколько кристалликов растертого в порошок йода. Прибавьте 5 капель концентрированного раствора гидроксида натрия. Смесь встряхните до растворения йода и погрейте в руках до появления кристаллического осадка йодоформа с очень стойким запахом. Реакция образования йодоформа протекает по следующей схеме:

I₂ + 2NaOH  NaOI + NaI + H₂O

NaOI  NaI + [O]

CH₃CH₂OH + [O]  CH₃-CHO + H₂O

CH₃-CHO + 3I₂  I₃C-CHO + 3HI

I₃C-CHO + NaOH  I₃CH + HCOONa

3HI + 3NaOH  3NaI + 3H₂O

Суммарное уравнение:

CH₃CH₂OH + 4I₂ + 6NaOH  I₃CH + HCOONa + 5NaI + 5H₂O

Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 3. Гидролиз хлористого бензила и хлорбензола.

Налейте в одну пробирку 1 мл хлористого бензила, а в другую 1 мл хлорбензола. Затем в каждую пробирку прибавьте по 2 мл спиртового раствора азотнокислого серебра. Смеси встряхните. Вследствие различия подвижности галогена осадок хлорида серебра появляется только в первой пробирке, так как хлористый бензил легко гидролизуется с образованием HCl. Хлорбензол с нитратом серебра не реагирует. Напишите уравнение реакции взаимодействия хлористого бензила с нитратом серебра.

Задачи (галогенопроизводные)

1. Напишите формулы всех изомеров С₃H₇I и C₄H₉Cl. Назовите их по номенклатуре

IUPAC и по радикально-функциональной номенклатуре.

2. Назовите следующие галогенопроизводные по заместительной номенклатуре, укажите какие из них относятся к первичным, вторичным, третичным алкилгалогенидам:

3. Написать схемы синтеза 1-бромбутана, 2-бромбутана и 1,2-дибромбутана из бутена-1.

4. Получите 2-бромбутан из соответствующих спирта, алкена, акана, алкина.

5. Получить хлористый изобутил тремя способами. Написать для него реакции со следующими реагентами: NaCN; NH₂CH₃; NaOH (H₂O); Mg (абс. эфир), затем ацетон; NaOH (спирт). Привести механизм реакции гидролиза.

6. Написать схему последовательных превращений: пропанол + SOCl₂ A + Mg (абс. эфир) Б + вода  В

7. Как влияет природа галогена на реакционную способность алкилгалогенидов. Что такое тефлон, на каких особенностях строения основано его применение?

8. Из каких алкилиодидов с наилучшим выходом можно получить 2-метилбутен-2,

пентен-1, дивинил? Приведите уравнения реакций.

9. Напишите схемы промышленного получения дихлорметана, хлороформа, четырёххлористого углерода, йодоформа, хлоропрена. Где используются эти вещества?

10. Какими качественными реакциями можно различить: 1) хлористый бензил и хлористый аллил; 2) бромбензол и бензилбромид; 3) 1-хлоргексан и н-гексан?