Obraz3 (62)

5.2. Reaktywność związków halogenoorganicznych

Ze związkami fluorowców zetknęliśmy się już przy reakcjach halogeno-wania. Obecnie naszym celem jest poznanie reakcji chemicznych, jakim związki (e 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.

I. Wymiana atomów chloru, bromu lub jodu na inne podstawniki. Przykładowa reakcja:.

CHjCHjCI I OH" -[ CH3CH2OH + cr

chloroetan    etanol

(chlorek etylu)    (alkohol etylowy)

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

Przykładowa reakcja:

CHjCHjCI + OH" —» CHj- CHi + HtO + Cł"

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

CHjCHjCI + Mg —► CHjCHjMgCI

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 nukleofl-lami nazywamy cząsteczki lub jony ujemne, które w procesie powstawania wiązań dostarczają pary elektronów, tworzącej wiązanie węgiel-nukleofil. Reakcje z nukleofi-lami, podczas których następuje wymiana podstawników, nazywamy reakcjami podstawienia nukleofilowcgo.

Znamy wiele odczynników nukleofilowych. Prostymi przykładami są a-niony OH^- i SIC oraz obojętne cząsteczki, takie jak H2O i NHj. Przytoczona wyżej synteza etanolu z chloroetanu jest reakcją podstawienia nu-kleofilowego. Innym przykładem jest synteza amin w reakcji z amoniakiem

CH3CH2CI + NHj —► CH3CH2NH2 + HC1 etyloamina

W dalszych rozdziałach spotkamy inne przykłady podstawienia nukleo-filowego, 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 nukleofilami.

Wymiana fluorowca na inne podstawniki w reakcjach podstawienia nukleo filo wego przebiega łatwo i ma duże znaczenie praktyczne tylko w przypadku związków halogenoorganicznych z atomem fluorowca przy atomie węgla o hybrydyzacji sp³. 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-