Химические свойства галогеналканов

1. Галогеналканы легко вступают в реакции замещения. Это связано с тем, что связь С-Г полярна и на атоме углерода имеется частичный положительный заряд (+d). Поэтому атом углерода легко атакуется нуклеофилами, такими, как анионы ОН^- и CN^-, или соединениями с неподеленными электронными парами: NH₃ и Н₂О:. Галогенид-ион является, как говорят, «хорошей уходя­щей группой», поэтому реакции замещения идут достаточно легко:

Примерами таких реакций служит превращение галогеналканов в спирты и амины:

Условия, необходимые для протекания таких реакции, силь­но зависят от строения галогеналкана и природы нуклеофила. В некоторых случаях достаточно простого смешения реагентов, в других — требуется длительное нагревание.

Легкость замещения атома галогена в значительной степени зависит и от природы галогена. Энергия связи ОТ увеличивается в ряду С—I<С—Br<С—Сl<С—F. В этом же ряду уменьшается реакционная способность галогеналканов. Связь С—F настолько прочна, что фторалканы практически не вступают в реакции нуклеофильного замещения. Активность остальных галогеналканов по отношению к нуклеофилам падает в ряду RI>RBr>RCl.

2. Галогеналканы также легко вступают в реакции отщепле­ния. При этом образуются галогеноводород и алкен. Эти реакции протекают при действии основания на галогеналкан. Таким обра­зом, при действии сильных оснований на Галогеналканы отщеп­ляются молекулы НГ и образуются алкены:

RСН₂СН₂Г+ОН^-®RCH₂CH₂OH+Г^- — замещение RСН₂СН₂Г+ОН^-®RCH=CH₂+Н₂O+Г^- — отщепление (СН₃)₃ССl+ОН^-®(СН₃)₂C-СН₂+Н₂O+Сl^-

Скорости замещения и отщепления зависят также от струк­туры углеводородного радикала. Роль реакции замещения воз­растает в следующем ряду галогеналканов:

Первичные < Вторичные < Третичные

Третичные Галогеналканы вступают в реакцию замещения особенно легко (в отсутствие сильного основания):

(СН₃)₃ССl+Н₂O®^{водный этанол ,25°}

(СН₃)₃СОН+НСl

В целом в присутствии водного раствора основания для пер­вичных галогеналканов характерны в основном реакции отщеп­ления, вторичные Галогеналканы дают, как правило, смесь про­дуктов отщепления и замещения, а третичные образуют главным образом продукты замещения.

Галогеналканы вступают в S_N-реакции с различными нуклеофилами, такими, как цианид-анион CN^-, ацетат-анион

СН₃СОO^-, аммиак :NH₃, амины RN^..H₂ и многие другие.

3. При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире СН₃СН₂ОСН₂СН₃ к магниевой стружке происходит экзотер­мическая реакция: магний переходит в раствор и образуется ре­актив Гриньяра формулы R—Mg—Г, где R — алкильная или арильная группа, а Г — галоген.

RГ+Mg®^эфир R-Mg-Г

Реактивы Гриньяра вступают в реакции со многими соедине­ниями, что позволяет использовать их в синтезе самых различных веществ.