DERIVAŢI HALOGENAŢI-proprietăţi chimice şi utilizări

Tipul lecţiei: Verificare şi

Comunicare de noi cunoştinţe

Verificarea cunoştinţelor despre compuşii halogenaţi

• Definiţie • Nomenclatură • Clasificare • Izomerie• Exercitii

Definiţie

• Sunt compuşi organici în a căror compoziţie se găsesc atomi de halogen legaţi la un radical hidrocarbonat.

• Formulă generală: R-X

• R= radical hidrocarbonat

• X= halogen (F, Cl, Br, I)

Nomenclatură

a) se indică poziţia în catenă + natura halogenului (F, Cl, Br, I) + denumirea

hidrocarburii

CH CH2 CH3H3C

Cl

1 2 3 4

2-clorobutan

Nomenclatură

CH Cl3

triclorometan

b) dacă sunt mai mulţi atomi de halogen identici se indică numărul lor cu ajutorul prefixelor di, tri, tetra, penta, hexa etc.

CH3 C CH3

Cl

Cl

2,2-dicloropropan

Nomenclatură

CH2HC CH3

Cl

c) dacă sunt atomi de halogen diferiţi se denumeşte fiecare în parte cu poziţia sa, dar păstrând ordinea alfabetică

1-bromo-2-cloropropan

Br

Nomenclatură

CH3 CH2 Cl

clorurã de etilcloroetan

d) halogenuri ale radicalilor

CH2 CH Cl

clorurã de vinilcloroetenã

C6H5 CH2 Cl

clorurã de benzilfenilclorometan

Nomenclatură

• Denumiri uzuale:triclorometan= cloroformtriiodometan= iodoformdiclorodifluorometan= frigen / freon 12

Clasificare

a) În funcţie de numărul atomilor de halogen

- monohalogenaţi :

- dihalogenaţi : geminali

vicinali

izolaţi

- polihalogenaţi :

CH3Cl clorometan

CH3 CH ClCl

1,1- dicloroetan

H2C CH2

Cl Cl1,2-dicloroetan

H2C CH2H2C

Cl Cl

1,3-dicloropropan

C6H6Cl6

ClClCl

ClCl

Cl hexaclorciclohexan

Clasificare

b) În funcţie de natura radicalului hidrocarbonat :

- saturaţi:

- nesaturaţi:

- aromatici:

CH3 CH2 Cl clorurã de etil

CH2 CH Cl clorurã de vinilcloroetenã

C6H5 Cl clorobenzen

Clasificare

c) în funcţie de natura atomilor de carbon de care este legat X (halogenul):

- derivat halogenat primar

- derivat halogenat secundar

- derivat halogenat terţiar

C

X

C C

X

C

C C

X

C

C

Izomerie

CH3 CH2 CH2 CH2 Cl 1-clorobutan

CH3HC CH2 Cl

CH3

1-cloro-2-metil-butan

a) Izomeri de catenă

Izomerie

b) Izomeri de poziţie

CH3 CH2 CH2 1-cloropropanCl

CH3HC CH3

Cl

2-cloropropan

Izomerie

c) Izomeri geometrici

C CH

Cl

H

Cl

cis-1,2-dicloroetenã

C CCl

H

H

Cl

trans-1,2-dicloroetenã

EXERCIŢII

1.Câţi izomeri de poziţie corespund compusului aromatic cu formula moleculară

2.Scrieţi structura izomerilor geometrici care au formula moleculară

C7H7Cl

C4H7Cl

Răspuns1Răspuns1

Răspuns2Răspuns2

Răspuns1Răspuns1 C7H7Cl

CH2 Cl

clorurã de benzil

CH3 CH3 CH3

Cl

Cl

Clo-clor-toluen

p-clor-toluen

m-clor-toluen

Răspuns2Răspuns2 C4H7Cl

C CH

C2H5

H

Cl

cis-1-cloro-1-butenã

C CC2H5

H

H

Cl

trans-1-cloro-1-butenã

CH

CHCl CH2CH3 1-cloro-1-butenã

Comunicare de noi cunoştinţe

» Introducerea suportului noţional

• PROPRIETĂŢILE CHIMICE

• UTILIZĂRI

• EXERCIŢII

PROPRIETĂŢI CHIMICE

• I. REACŢII DE SUBSTITUŢIE

a) reacţia de hidroliză

b) reacţia cu cianurile alcaline

c) reacţia cu amoniacul

d) reacţia de alchilare Friedel-Crafts

• II. REACŢIA DE ELIMINARE A HIDRACIZILOR (dehidrohalogenare)

I. REACŢII DE SUBSTITUŢIE

R CH2 X + HOH HO-R CH2 OH + HX

CH3 CH2 Cl + HOH HO-H3C CH2 OH + HCl

clorometan etanol

compus monohalogenat

alcool monohidroxilic

• a) reacţia de hidroliză: în prezenţă de KOH, NaOH

RHC X + 2 HOH

HO-R

HC OH

- 2HX

compus dihalogenatgeminal

alcool dihidroxilic

X OH-HOH

R CH Oaldehidã

H3CHC Cl + 2 HOH

HO-

H3CHC OH

- 2HCl

1,1-dicloroetan 1,1-etandiolCl OH

-HOHH3C CH O

acetaldehidã

RHC

X

CH2

X

+ 2 HOHHO-

- 2HX

compus dihalogenatvicinal

RHC

OH

CH2

OHalcool dihidroxilic

H3CHC

Cl

CH2

Cl

+ 2 HOHHO-

+ 2HClH3CHC

OH

CH2

OH1,2-dihidroxipropan1,2-propandiol

1,2-dicloropropan

R C

X

X

X + 3HOH HO-

- 3HX R C

OH

OH

OH-HOH

R COH

O

compus trihalogenat alcool trihidroxilic

triol

acid carboxilic

H3C C

Cl

Cl

Cl + 3HOH HO-

- 3HX H3C C

OH

OH

OH-HOH H3C C

OH

O

tricloretan alcool trihidroxilicetantriol

acid acetic

b) Reacţia cu cianurile alcaline: KCN, NaCN – reacţia are loc cu mărire de catenă

R X + KCN R C N + KXcompus halogenat

nitril

H3C Cl + KCN H3C C N + KClcianurã de metilclorometan

c) Reacţia cu amoniacul: are loc la presiuni mari

R X + HNH2 R NH2 + HXcompus halogenat

aminãamoniac

H3C Cl + HNH2 H3C NH2 + HClclorurã de metil metilaminãamoniac

d) reacţia de alchilare Friedel-Crafts- are loc în prezenţă de AlCl3

Ar H + R X Ar R + HXarenã compus

halogenatarenãalchilatã

C6H5H + H3C Cl C6H5CH3 + HClbenzen toluenclorurã de metil

AlCl3

AlCl3

II. REACŢIA DE ELIMINARE A HIDRACIZILOR (dehidrohalogenare)

H2C CH2

Xcompus monohalogenat

R KOHCH

CH2R + HX

alchenã

alcool

H2C CH2

Clclorurã de propil

H3C KOHCH

CH2H3C + HCl

propenã

alcool

Regula lui ZAIŢEV = se elimină H de la atomul de C cel

mai substituit

H2C CH

Cl

H3C CH31

KOH

alcoolCH3 CH CH CH3 + HCl

2-clorbutan 2-butenã (80%)

KOH

alcool

(1)

(2)

2

CH3 CH2 CH CH2 + HCl1-butenã (20%)

EXERCIŢII• Produsul majoritar la dehidrohalogenarea

lui 3-metil-2-bromo-pentanului este:

a) 1-pentenă

b) 3-metil-3-pentenă

c) 3-metil-2-pentenă

d) 2-hexenă

RăspunsRăspuns

HC CH

CH3

H3C CH2

Br

CH3KOH

alcoolCH3 CH C CH2 CH3

CH3- HBr

3-metil-2-bromopentan 3-metil-2-pentenã

Răspuns cRăspuns c

COMPUŞI HALOGENAŢI- utilizăriFabricarea industrială, în mari cantităţi a unor compuşi halogenaţi demonstrează marea importantă ce o au unii dintre ei:CH3Cl - clorura de metil- folosită ca solvent şi ca agent frigorificCH2Cl2- diclormetan- solventCHCl3 - triclorometan (cloroform)- folosit ca anestezic în amestec cu 1% etanolCCl4 - tetraclorură de carbon – solvent; în unele extinctoare pentru stingerea incendiilorCHI3– triiodometan (iodoform)- folosit ca dezinfectant pentru răniCF2Cl2 - diclorodifluorometan (Freon 12 sau frigen)- agent frigorificCF3Cl - clorotrifluorometan- agent frigorificCH3-CH2-Cl–clorura de etil- este folosită ca anestezic în chirurgieCH2Cl-CH2Cl - 1,2-dicloroetan- solventCH2=CH-Cl - clorură de vinil- monomer pentru fabricarea policlorurii de vinil (PVC)- mase plasticeCF2=CF2 -1,1,2,2-tetrafluoroetena- pentru obţinerea teflonuluiC6H5-Cl - valoros intermediar în sinteza coloranţilorC6H6Cl6 - hexaclorciclohexan (H.C.H.)- insecticid foarte eficaceCl-C6H4-CH(CCl3)-C6H4-Cl - p,p’-diclordifeniltricloretan (D.D.T.) – insecticid puternic

Temă pentru acasă

• Se dă succesiunea de reacţii:

A + Cl2 → B + H2O → C

în care A este o arenă mononucleară cu µ=92 g/mol. Ştiind că în reacţia unei probe de 3,68 g A s-au consumat 1,792 l Cl2 (c.n.), precizaţi:

• Formulele structurale ale lui A, B, C;• Izomerii lui B;• Cantitatea din substanţa C (în moli şi în g).