Halogenki alkilowe

Halogenki alkilów-są to połączenia powstające w wyniku 
zamiany jednego lub kilku atomów wodoru  odpowiednią liczbą 
atomu fluorowca.

Nazewnictwo  –  obowiązują    reguły  jak  przy  nazewnictwie 
alkanów.Numeracja  atomów  węgla  łańcucha  winna  zaczynać 
się  od  końca    bliższego  pierwszego  podstawnika  niezależnie 
od tego czy to jest grupa alkilowa czy atom fluorowca.np.:

               

CH

2

CH

CH

3

CH

3

Cl

CH

2

CH

2

CH

2

CH

3

Cl

CH

3

CH

CH

2

CH

3

Cl

CH

3

C

CH

3

CH

3

Cl

1-chlorobutan

 1-chloro-2-metylopropan

2-chlorobutan

2-chloro-2-metylopropan

chlorek n-butylu

 chlorek izo-butylu

 chlorek sec-butylu 

 chlorek tert-butylu

 

 

Otrzymywanie  halogenków alkilów

1) Wymiana grupy –OH w alkoholach

2) reakcja podstawienia alkanów

3) addycja halogenowodorów do alkenów 

C O

H

HX

C X

C

H

3

CH CH

2

C

H

3

OH

HBr

C

H

3

CH CH

2

C

H

3

Br

CH

3

CH

3

CH

2

CH

3

Cl

Cl

2

HCl

h



+

+

CH

2

CH

3

CH

3

CH CH

3

CH

3

Br

Br

2

CH

2

CH

2

CH

3

Br

h



+

99%

CH CH

2

CH

3

CH CH

3

CH

3

Cl

HCl

 

 

Odczynniki nukleofilowe

odczynnik  nukleofilowy  -  odczynnik,  który  w  reakcji  chemicznej  oddaje 
elektrony  do  centrum  atakowanego  lub  tworzy  z  tym  centrum  wiązanie 
kowalencyjne kosztem własnych elektronów.

a) cząsteczki, w których atomy piątej lub szóstej grupy układu okresowego 

posiadają wolne pary elektronów, takie jak np.: aminy, fosfiny, alkohole, 
etery i merkaptany

R

H

N  

H

R

H

O  

R

R

O  

R

H

S  

b) jony ujemne, np.: X

–

 ,  OH

–

 , RO

–

 , S

2–

 , karboaniony

c) cząsteczki,  w  których    orbitale  cząsteczkowe  typu  [



]  tworzą  wiązanie 

wielokrotne  pomiędzy  atomami  węgla  np.:  alkeny,  alkiny,  węglowodory 
aromatyczne.  

 

 

Substytucja  nukleofilowa

Substytucja  nukleofilowa  jest  typową  reakcją  halogenków. 
Polega  ona  na  ataku  odczynnika  nukleofilowego  na  karbokation 
lub  inne  miejsce  cząsteczki  organicznej  o  najmniejszej  gęstości 
elektronów..

Siła  napędową  reakcji  jest  elektrostatyczne  oddziaływanie 
pomiędzy nukleofilem a dodatnim miejscem cząsteczki.  

R : X   +  : Z 

   

   R : Z   +  X

 

: Z 

- 

 - reagent nukleofilowy

: X

 

 -grupa odchodząca

Reakcja ta może przebiegać wg. dwóch głównych schematów 
określanych jako mechanizm 

S

N

1 i S

n

2.

 

 

Reakcja S

N

2 –substytucja nukleofilowa 

dwucząsteczkowa

Reakcja S

N

2-zachodzi jednoetapowo przez kompleks aktywny, 

który się rozpada  z wytworzeniem  produktów.

Reakcja  zachodzi  w  wyniku  zderzenia  reagentów  2-
chlorobutanu  i  OH

–

.  Jej  szybkość  zależy  więc  od  stężenia 

obydwu  z  nich.  Jest  to  reakcja  II  rzędu.  Jednoetapowa    i 
dwucząsteczkowa.

V=[C

4

H

9

Cl] [OH

–

] k

Reagent  nukleofilowy  atakuje  od  strony  przeciwnej  w 
stosunku do grupy opuszczającej.

OH

CH

3

C

CH

2

H

Cl

CH

3

O

H

CH

3

C

CH

2

H

Cl

C

H

3

Cl

CH

3

C

CH

2

H

O

H

CH

3





wolno

szybko

 

 

Czynnik sferyczny w reakcji S

N

2

Różnice  między  szybkościami  reakcji  są  wywołane  głównie  przez 
czynniki  sferyczne    a  nie  elektronowe,  czyli  różnice  szybkości 
związane są z objętością

 

podstawników , a nie z ich zdolnością do 

przyciągania  lub oddawania elektronów.

CH

3

X > 1º > 2º > 3º  (głównie  pierwszorzędowe)

 

 

Reakcja S

N

1- substytucja nukleofilowa 

jednocząsteczkowa

O szybkości reakcji  decyduje jej wolniejszy, pierwszy etap. Tak więc 
szybkość zależy wyłącznie od stężenia bromku tert- butylu.Reakcja jest I 
rzędu ,jednocząsteczkowa.

V=R-Cl] k
Na szybkość reakcji S

N

2 miały wpływ czynniki przestrzenne .

W  S

N

1 decydują czynniki elektronowe – skłonność do oddawania lub 

wyciągania  elektronów.

CH

3

X < 1º < 2º < 3º

udział S

N

1

udział S

N

2

CN

–

 < OH

–

 < H

2

O < ROH

udział S

N

1

udział S

N

2

C

CH(CH

3

)

2

C

2

H

5

Cl

CH

3

C

2

H

5

C

+

CH(CH

3

)

2

C

H

3

Cl

wolno

+

O

H

2

C

CH(CH

3

)

2

C

2

H

5

O

H

CH

3

C

CH(CH

3

)

2

C

2

H

5

OH

CH

3

szybko

+

 

 

Przykładowe reakcje substytucji 

nukleofilowej

Przykładowe reakcje substytucji halogenków alkilowych to:

Hydroliza

R-X + OH

- 

 →  R-OH + X

-               

produkt główny

-

 

alkohol

Solwoliza –reagentem nukleofilowym jest rozpuszczalnik

R-X + H

2

O  → R-OH + HX

- alkohol

Synteza nitryli (cyjanków)

R-X + CN

-

  →  R-CN + X

-       

- nitryl

Synteza amin

R-X + NH

3

  →  R-NH

2  

+HX

         

- amina

Synteza eterów Wiliamsona 

R-X + RO

-  

   R-OR  + X

-          

- eter

Synteza tioli (merkaptanów)

R-X  +SH

-  

   R-SH   + X

-         

- tioalkohol

 

 

Reakcje eliminacji

Reakcje eliminacji sa to reakcje w których następuje oderwanie 
od cząsteczki dwóch atomów lub grup funkcyjnych bez 
zastąpienia  ich  innymi podstawnikami.

Podstawowe typy reakcji eliminacji

-Dehydrohalogenacja halogenków alkilów

C C

C C

X

H

KOH

etanol

HX

+

-dehydratacja alkoholi katalizowana kwasami

C C

C C

H

OH

H

2

O

+

T

katalizator

 

 

Eliminacja E 2

W reakcji przebiegającej według mechanizmu E2 obydwie grupy 
odszczepiają się jednocześnie.

Reakcja zachodzi w jednym etapie  i jest drugiego rzędu.Mechanizm reakcji 
E2 jest podobny do mechanizmu S

N

2 i z nim konkuruje.

Optymalne parametry eliminacji E2

-Mocne zasady o dużych rozmiarach  np.:anion t-Bu

–

-Użycie mocnych zasad w dużym stężeniu i środowisku słabo polarnym 
np.:KOH/EtOH

OH

CH

3

CH

CH

Cl

CH

3

H

CH

3

CH

CH

CH

3

CH

3

CH

CH

CH

3

+

 

 

Orientacja w reakcjach eliminacji E2

W większości reakcji dehydrohalogenacji orientacja ( położenie 
wiązania podwójnego w tworzącym się alkanie)jest zgodna z 
regułą  Zajcewa

Reguła  Zajcewa

W reakcjach odszczepiania wody od alkoholi lub 
chlorowcowodorów od  chlorowcoalkanów  atom wodoru 
odszczepia się od tego z sąsiednich atomów węgla, który 
jest najuboższy w wodór

CH

3

CH

CH

CH

2

CH

3

CH

3

Cl

KOH

CH

3

CH

C

CH

2

CH

3

CH

3

Wykorzystując  tę regułe można przewidywać produkty 
reakcji.

 

 

Eliminacja E1

Reakcja przebiegająca według mechanizmu E1 jest procesem 
dwuetapowym.

Etap pierwszy –jonizacja substratu do karbokationu jest etapem 
decydującym o szybkości reakcji.

Według mechanizmu E1 przebiega  zwykle eliminacja 
chlorowcowodorów od trzeciorzędowych halogenków alkilowych.

Reakcja konkuruje z reakcją S

N

1.Reaktywność zależy od rzędowości 

substratu ,łatwiej reagują trzeciorzędowe związki (alkohole 
,chlorowcowęglowodory).

CH

3

C

CH

Cl

CH

3

H

CH

3

CH

3

C

+

CH

CH

3

H

CH

3

wolno

OH

CH

3

C

CH

CH

3

CH

3

szybko

 

 

Otrzymywanie odczynnika Grignarda

R-X  + Mg     R Mg X     
reakcja jest prowadzona w rozpuszczalniku eterze etylowym   

W związeku Grignarda (halogenek alkilomagnezowy) występuje między 
węglem a magnezem  wiązanie kowalencyjne , silnie polarne ,gdyż atom 
węgla przyciąga elektrony należące do elektrododatniego atomu 
magnezu ,natomiast  wiązanie magnez –halogen jest w zasadzie jonowe.

                                                      R:Mg

+

X

–

Związek Grignarda jest bardzo reaktywny, reaguje min; z wodą, 
dwutlenkiem węgla, tlenem oraz z większością różnych związków 
organicznych.

CH

3

–CH

2

–MgBr + H

2

O   CH

3

–CH

3

 +  

Mg(OH)Br

CH

3

–CH

2

–MgBr + CO

2

   CH

3

–CH

2

–COOMgBr   CH

3

–CH

2

–

COOH