Obraz3 (74)

82

5.2. Reaktywność związków halogenoorganicznych

Ze związkami fluorowców zetknęliśmy się już przy reakcjach halogeno-wania. Obecnie naszym celem jest poznanie reakcji chemicznych, jakim związki te ulegają. Omawianie reaktywności ograniczymy do związków chloru ale będziemy pamiętali, że zastąpienie chloru bromem lub jodem nie powoduje zasadniczych zmian reaktywności. Wyróżniamy trzy najważniejsze reakcje związków halogenoorganicznych.

1. Wymiana atomów chloru, (nomu lub jodu na inne podstawniki. Przykładowa reakcja:.

CH3CH2CI + OH" -» CH3CH2OH + CI

chloroetan (chlorek etylu)

etanol

(alkohol etylowy)

2. Eliminacja (odłączenie) atomów wodoru i fluorowca znajdujących się przy sąsiednich atoniach węgla.

Przykładowa reakcja:

CH3CH2CI + OH' —► CH₂= CH₂ + H2O + Cl-

3. Tworzenie związków metaloorganicznych w reakcji z metalami Przykładowa reakcja:

CH3CH2CI + Mg    CHsOfeMgCl

chlorek etylomagnezu

Są to łatwo przebiegające reakcje o dużym znaczeniu dla całej chemii organicznej i dlatego trzeba je dość dokładnie omówić.

5.3. Podstawienie nukleofilowe

Odczynnikami nukleofilowymi albo po prostu nukleofi-lami nazywamy cząsteczki lub jony ujemne, które w procesie powstawania wiązań dostarczają pary elektronów, tworzącej wiązanie węgiel-nukleofil. Reakcje z nukleofilami, podczas których następuje wymiana podstawników, nazywamy reakcjami podstawienia nukleofilowego.

Znamy wiele odczynników nukleo filo wych. Prostymi przykładami są a-niony OH" i SET oraz obojętne cząsteczki, takie jak H₂0 i NH₃. Przytoczona wyżej synteza etanolu z chloroetanu jest reakcją podstawienia nukleofilowego. Innym przykładem jest synteza amin w reakcji z amoniakiem

CH3CH2CI + NHj —► CH3CH2NH2 + HC1 etyk) amina

W dalszych rozdziałach spotkamy inne przykłady podstawienia nukleofilowego, ale musimy pominąć mechanizm tej reakcji, bo nie można go omawiać bez dość głębokiego wnikania w zawiłości chemii organicznej. Musimy zadowolić się stwierdzeniem, że podstawienie nukleofilowe nie ogranicza się do wymiany atomów fluorowca, bo również inne podstawniki ulegają wymianie w reakcji z nukleo filami.

Wymiana fluorowca na inne podstawniki w reakcjach podstawienia nukleofilowego przebiega łatwo i ma duże znaczenie praktyczne tylko w przypadku związków halogenoorganicznych z atomem fluorowca przy atomie węgla o hybrydyzacji sp . Gdy atom fluorowca jest połączony z pierścieniem aromatycznym albo z atomem węgla tworzącym wiązanie podwójne, jak w chlorku winylu CH2=CHC1, to podstawienie nukleofilowe zachodzi bardzo trudno i nie ma większego znaczenia.

5.4. Reakcje eliminacji

Jedna z ogólnych metod syntezy związków nienasyconych polega na wytwarzaniu wiązań podwójnych między atomami węgla, które w substratach są połączone wiązaniami pojedynczymi. Synteza taka wymaga reakcji eliminacji, czyli odłączenia podstawników od sąsiednich atomów węgla. Często stosowanymi substratami w reakcjach eliminacji są związki halogenoorga-