ГАЛОГЕНПРОИЗВО́ДНЫЕ УГЛЕВОДОРО́ДОВ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ГАЛОГЕНПРОИЗВО́ДНЫЕ УГЛЕВОДОРО́ДОВ (галогензамещённые углеводородов), углеводороды, в молекулах которых один или неск. атомов $\ce Н$ замещены на атомы галогенов ($\ce{Hal}$). По числу атомов $\ce{Hal}$ в молекуле различают моно-, ди-, три-, …, полизамещённые углеводородов, а также полностью замещённые (пергалогенированные) производные. По типу углеводородного радикала ($\ce{R}$), с которым связан $\ce{Hal}$, выделяют алкилгалогениды (насыщенный алифатич. $\ce{R}$), арилгалогениды (ароматич. $\ce{R}$) и др.; по строению алкильного радикала – первичные $\ce{RCH_2Hal}$, вторичные $\ce {R_2CHHal}$ и третичные алкилгалогениды $\ce{R_3CHal}$. Названия Г. у. дают в соответствии с правилами химической номенклатуры. Некоторые Г. у. имеют тривиальные названия, напр. хлороформ, хлоропрен, гексахлоран $\ce{C_6H_6Cl_6}$.
В основном Г. у. – жидкие или твёрдые вещества (за исключением низших алкилгалогенидов – газов со сладковатым запахом, напр. tкип фторметана $\ce{CH_3F}$ –78,4 °C). Темп-ры плавления и кипения Г. у. увеличиваются по мере возрастания молекулярной массы в соответствующем гомологич. ряду. Для Г. у. с одинаковым числом атомов углерода в молекуле темп-ры кипения и плотности увеличиваются при возрастании атомной массы Hal и числа атомов Hal в молекуле, для алифатич. Г. у. также в ряду: первичные – вторичные – третичные алкилгалогениды. Г. у., содержащие 2–3 атома $\ce{Hal}$ при одном атоме углерода, имеют более низкие плотности, темп-ры плавления и кипения, чем те, в которых атомы $\ce{Hal}$ расположены при разл. углеродных атомах. Г. у. бесцветны. Иодпроизводные углеводородов приобретают красную или коричневую окраску из-за незначит. разложения под действием света. Г. у. в воде почти не растворяются, со мн. органич. растворителями (эфиром, спиртом и др.) смешиваются в любых соотношениях.
Для Г. у. характерны реакции нуклеофильного замещения. Наиболее реакционноспособны Г. у., имеющие атом $\ce{Hal}$ у группы $\ce{CH_2}$, соседней с двойной связью или бензольным кольцом (аллилгалогениды или бензилгалогениды). С трудом в реакции замещения вступают арилгалогениды и Г. у., имеющие атом $\ce{Hal}$ при атоме углерода двойной связи. В зависимости от природы $\ce{Hal}$ реакционная способность возрастает в ряду: фторпроизводные – хлорпроизводные – бромпроизводные – иодпроизводные углеводородов. При реакциях с $\ce{H_2O}$ и разбавленными растворами щелочей Г. у. образуют спирты (арилгалогениды – фенолы), дизамещённые Г. у. $\ce {RCHHal_2}$ и $\ce {RCHal_2R'}$ – альдегиды и кетоны соответственно, тризамещённые Г. у. $\ce {RCHal_3}$ – карбоновые кислоты. С алкоголятами Г. у. образуют простые эфиры, с солями карбоновых кислот – сложные эфиры, с $\ce {NaCN}$ – нитрилы, с $\ce {NH_3}$ в спиртовом растворе или газовой фазе (в зависимости от условий) – первичные, вторичные, третичные амины, четвертичные аммониевые соли. Монозамещённые Г. у. взаимодействуют с $\ce{Na}$ (см. Вюрца реакция), с $\ce {Li, Mg}$ образуют металлоорганические соединения.
Г. у. вступают в реакции дегидрогалогенирования под действием концентрир. растворов щелочей; Г. у., имеющие атомы $\ce {Hal}$ у соседних атомов углерода, – в реакции дегалогенирования под действием $\ce {Zn}$ в спиртовой среде с образованием ненасыщенных соединений, Г. у., имеющие атомы $\ce {Hal}$ у удалённых друг от друга атомов углерода, образуют циклич. соединения.
Алкил- и арилгалогениды устойчивы к действию окислителей, окисляются в жёстких условиях (УФ-излучение, высокая темп-ра и др.) до $\ce {HHal, Hal_2, H_2O, CO}$ и $\ce {CO_2}$ (хлориды – также до $\ce {COCl_2}$). Ненасыщенные Г. у. легко реагируют с $\ce {O_2, O_3, HNO_3, KMnO_4}$, органич. надкислотами с образованием разл. кислородсодержащих соединений.
Г. у. получают обычно по реакциям галогенирования и гидрогалогенирования. Способ получения зависит от природы углеводородного радикала, галогена и галогенирующего реагента.
В пром-сти чаще применяют хлорпроизводные углеводородов. Метилхлорид, этилхлорид, хлорбензол и др. – промежуточные продукты в произ-ве кремнийорганических соединений, этилхлорид – этилцеллюлозы, аллилхлорид – в произ-ве эпихлоргидрина, глицерина, хлорбензол – фенола. Метиленхлорид, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, дихлорбензолы и др. Г. у. – растворители (для обезжиривания металлич. поверхностей, химич. чистки, в разл. химич. процессах). Арилгалогениды применяют в произ-ве красителей, в качестве инсектицидов. Мн. непредельные Г. у. (напр., винилхлорид, винилиденхлорид, хлоропрен, тетрафторэтилен) – мономеры для получения полимерных материалов. Фторхлорпроизводные метана и этана – хладоны – хладагенты для холодильных машин, вспенивающие агенты, пропелленты для аэрозолей. Бромпроизводные углеводородов – эффективные антипирены. Г. у. используют в органич. синтезе для получения реактивов Гриньяра (см. Гриньяра реакция), алкилгалогениды применяют в реакциях алкилирования (см., напр., Фриделя – Крафтса реакция), арилгалогениды – в реакциях арилирования (см., напр., Ульмана реакция).
Некоторые Г. у. токсичны, обладают наркотич. действием, активны по отношению к озону стратосферы. В соответствии с междунар. соглашениями запрещены для произ-ва и применения некоторые хладоны, бромфторуглеводороды (галоны), пестициды (ДДТ и др.), гексахлорбензол.