ハロゲン化物入門
ハロゲン化物 一部がハロゲン X (F、Cl、Br、I) で構成され、残りの部分がハロゲンより電気陰性度の低い元素またはラジカルを構成する化合物です。
ハロゲンと他の元素の間の結合は、共有結合またはイオン結合のいずれかです (金属 ハロゲン化物 ).
ハロゲン化物には 13 のサブカテゴリがあります .ここでは、有機ハロゲン化物について詳しく説明します。それらは、ハロゲン原子の数に基づいて、脂肪族と芳香族にさらに分類され、存在する炭素の混成に基づいて (ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリル、) ハロゲン化ベンジル、ハロゲン化ビニル、 ハロゲン化アリール ).
spを持つ化合物 3 ハイブリッドC-X結合
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ハロアルカン (ハロゲン化アルキル)
ハロゲン原子 (F、Cl、Br、I) は、ハロアルカンのアルキル基に結合しています。これは、アルカンの水素の 1 つがハロゲン原子に置き換えられていることを意味します。
それらの一般式は CnH2n+1X であり、相同系列を形成します。
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第一級ハロゲン化アルキル
第一級炭素にハロゲン基が結合している場合、ハロゲン化アルキルは第一級または1°アルキルハロゲン化物として知られています .
例 – CH3 – CH2 – Cl、CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – Br
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二級ハロゲン化アルキル
第二級ハロゲン化アルキルでは、炭素は第二級炭素に結合しています。それらは、2° アルキル ハロゲン化物としても知られています。
例 – CH3 – CH (CH3) – Cl
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第三級ハロゲン化アルキル
第三級ハロゲン化アルキルのハロゲン原子は、3° 炭素に結合しています。
例 – CH3– C (CH3)2– Br
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ハロゲン化アリル
アリル炭素原子は、ｓｐ２混成Ｃ原子または二重結合を有する炭素原子に結合したｓｐ３混成Ｃ原子である。このアリル炭素にハロゲンが結合している場合、その化合物はハロゲン化アリルとして知られています。
例 – CH3 – CH2 – CH2 – CH =CH – CH2 – Cl
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ハロゲン化ベンジル
これらの化合物において、ハロゲン基は、芳香族（ベンゼン）環に結合したｓｐ３混成Ｃ原子に結合している。
spを持つ化合物 3 ハイブリダイズ C-X 結合
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ハロゲン化ビニル
それらは一般式 CH2=CHX を持っています。つまり、ハロゲンは sp2 混成 (C =C) である二重結合 C 原子に結合しています。
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ハロゲン化アリール (ハロアレーン)
これらは、ハロゲン原子がベンゼン環の sp2 混成 C に直接結合している芳香族化合物です。
ハロアルカンの調製方法
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アルコール由来
- ハロゲン酸 (HCl、HBr、HI) の反応による
CH3 – CH2 – OH + HCl → CH3 – CH2 – Cl + H2O
CH3 – CH – OH + HCl → CH3 – CH – Cl + H2O
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CH3 CH3
KBr + H2SO4 → HBr + KHSO4
CH3 – CH2 – OH + HBr → CH3 – CH2 – Br + H2O
CH3 – CH – OH + HBr → CH3 – CH – Br + H2O
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CH3 CH3
<オール>KI + H3PO4 → HI + KH2PO4
CH3 – CH2 – OH + HI → CH3 – CH2 – I + H2O
CH3 – CH – OH + HI → CH3 – CH – I + H2O
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CH3 CH3
第三級ハロアルカンは、最も安定したカルボカチオンを形成するため、最も反応性が高くなります。反応性の順序は 3°> 2°> 1° です。酸の反応順序は、HI> HBr> HCl> HF の順です。これは、H-I 結合が最も弱いためです。
- PClの反応による 5 、PCl 3 、およびSOCl 2
ハロアルカンは、以下の反応により、ハロゲン化リンと塩化チオニルによって得ることができます。
CH3 – CH2 – OH + PCl5 → CH3 – CH2 – Cl + POCl3
3 CH3 – CH2 – OH + 3 PCl3 → 3 CH3 – CH2 – Cl + H3PO3
CH3 – CH2 – OH + SOCl2 → CH3 – CH2 – Cl + SO2 + HCl
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アルケンとアルキンから
- ハロゲン酸 (HCl、HBr、HI) の添加による
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ここでマルコフニコフの法則が適用されます。それは、試薬の負の部分が、水素原子が少ない二重結合C原子に追加されることを示しています.
<オール>|
Br
この反応は、過酸化物の存在下で行われます。ここでは、カラシュ効果/過酸化物効果/反マルコフニコフ ルールに従います。
- ハロゲンとの反応により
CH2 =CH2 + Br2 → CH2 – CH2
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Br Br
<オール>
CH3 – CH =CH2 + Br2 → CH2 – CH =CH2 + H2O
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Br
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アルカン (ハロゲン化) から
- 塩素化
塩素はすべての水素原子が置換されるまで反応します。
- 臭素化
CH4 + Br2 → CH3Br + HBr
- ヨード化
これは、HIO3 や HNO3 などの酸化剤の存在下で行われます。
CH4 + I2 → CH3I + HI
フィンケルスタイン反応（ハロゲン置換）
CH3Br + NaI → CH3I + NaBr
CH3Cl + NaI → CH3I + NaCl
CH3F + NaI → CH3I + NaF
- フッ素化
反応は爆発的であるため、直接フッ素はアルカンに追加されません。そのため、ハロゲン置換法が用いられます。
スワーツ反応
CH3Br + AgF → CH3F + AgBr
2 CH3Br + Hg2F2 → 2 CH3F + Hg2Br2
3 CH3Br + SbF3 → 3 CH3F + SbBr3
結論
ハロゲン化物は、ハロゲン含有化合物です。ハロゲン基が結合した有機化合物は、有機ハロゲン化物として知られています。ハロアルカンは脂肪族で、ハロゲン化アリール (ハロアレーン) は芳香族です。 ハロゲン化アリル ハロゲン化ベンジルはsp3ハイブリダイズし、アリールおよびハロゲン化ビニルはsp2ハイブリダイズします。アルコールは、ハロゲン酸、ハロゲン化リン、および塩化チオニルを添加することにより、ハロアルカンを調製できます。
アルケンおよびアルキンからハロゲン化アルキルを得るには、ハロゲン化ハロゲンが使用されます。過酸化物の有無により、マルコフニコフまたは反マルコフニコフ則が適用されます。日光が当たると、ハロゲンはアリル炭素を攻撃します。
アルカンへのハロゲンの直接付加は、ハロゲン化と呼ばれます。フッ素ハロゲン化物は、スワーツ反応またはハロゲン交換法によって調製されます。
