CHƯƠNG 3: DẪN XUẤT HALOGEN
I. KHÁI NIỆM - PHÂN LOẠI - ĐỒNG PHÂN - DANH PHÁP
1. KHÁI NIỆM
Khi thay thế 1 hay nhiều nguyên tử hidro trong phân tử hidrocacbon bằng 1 hay nhiều nguyên tử halogen
Ta được DẪN XUẤT HALOGEN
2. PHÂN LOẠI
| DỰA VÀO LOẠI HALOGEN |
- Dẫn xuất flo - Dẫn xuất clo - Dẫn xuất brom - Dẫn xuất iot - Dẫn xuất chứa đồng thời một vài halogen khác nhau. |
| DỰA THEO CẤU TẠO CỦA GỐC |
- Dẫn xuất halogen no: CH2FCl, CH2-Cl-CH2Cl, CH3-CHBr-CH3, … - Dẫn xuất halogen không no: CF2=CF2, CH2=CH-Cl, CH2=CH-CH2Br, … - Dẫn xuất halogen thơm: C6H5F, C6H5CH2Cl, C6H5I, … |
| DỰA THEO BẬC CỦA CACBON |
- Bậc của dẫn xuất halogen chính là bậc của NGUYÊN TỬ C. - Liên kết trực tiếp với nguyên tử halogen.
|
3. ĐỒNG PHÂN - DANH PHÁP
- Đồng phân: Dẫn xuất halogen có đồng phân MẠCH CACBON và đồng phân VỊ TRÍ NHÓM CHỨC.
- Danh pháp:
-
- Tên thông thường
CHCl3 (clorofom)
CHBr3 (bromofom)
CHI3 (iodofom)
-
- Tên gốc-chức
CH2=CH-Cl (vinyl clorua)
CH2=CH-CH2-Cl (anlyl clorua)
C6H5CH2Cl (benzyl clorua)
-
- Tên thay thế: coi các nguyên tử halogen là các nhóm thế.
CH2-Cl-CH2Cl (1,2-dicloetan)
CHCl3 (triclometan)
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Ở điều kiện thường các dẫn xuất monohalogen có phân tử khối nhỏ như CH3Cl, CH3Br, C2H5Cl là CHẤT KHÍ.
- Các chất khác là chất LỎNG, RẮN đều KHÔNG MÀU.
- KHÔNG TAN trong nước, DỄ TAN trong các dung môi hữu cơ.
- Nhiều dẫn xuất halogen có hoạt tính sinh học CAO.
-
- CHCl3 có tác dụng gây mê.
- C6H6Cl6 diệt sâu bọ.
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. PHẢN ỨNG THẾ NGUYÊN TỬ HALOGEN BẰNG NHÓM –OH
- Các phản ứng tuân theo quy tắc Quy tắc ZAIXEP:
Khi tách loại dẫn xuất halogen (X) hoặc gốc -OH thì X hoặc gốc -OH sẽ bị tách CÙNG cùng với nguyên tử hydro tại nguyên tử cacbon ở liền bên cạnh có bậc CAO NHẤT.
- Các ankyl halogenua KHÔNG phản ứng với nước nhưng bị THỦY PHÂN khi đun nóng với dung dịch kiềm tạo ancol:
- Dẫn xuất loại anlyl halogenua bị THỦY PHÂN ngay khi đun sôi với nước:
- Dẫn xuất loại vinyl halogenua và phenyl halogenua CHỈ phản ứng với kiềm ở điều kiện nhiệt độ và áp suất CAO:
2. PHẢN ỨNG MAGIE: TẠO HỢP CHẤT CƠ MAGIE.
3. MỘT SỐ PHẢN ỨNG KHÁC
- Tác dụng với NH3
R-Cl + NH3 → R-NH2 + HCl
- Tác dụng với Na
R-Cl + 2Na + R'-Cl → R-R' + 2NaCl
- Với dẫn xuất halogen của hidrocacbon không no có 1 số phản ứng riêng
- Phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp
CH2=CH-CH2Cl + Cl2 → CH2Cl-CHCl-CH2Cl
- Phản ứng trao đổi của nguyên tử halogen
Nguyên tử X linh động và dễ tham gia phản ứng trao đổi. Tức là dễ thủy phân khi có kiềm.
IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
1. ỨNG DỤNG
- Làm dung môi
Metylen clorua, clorofom, cacbon tetraclorua, 1,2-đicloetan là những chất lỏng hòa tan được nhiều chất hữu cơ đồng thời chúng còn dễ bay hơi, dễ giải phóng khỏi hỗn hợp, vì thế được dùng làm dung môi để hòa tan hoặc để tinh chế các chất trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp.
- Làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ
Các dẫn xuất halogen của etilen, của butađien được dùng làm monome để tổng hợp các polime quan trọng.
VD. CH2=CHCl tổng hợp ra PVC dùng chế tạo một số loại ống dẫn, vải giả da, ...
CF2=CF2 tổng hợp ra teflon, một polime siêu bền dùng làm những vật liệu chịu kiềm, chịu axit, chịu mài mòn, ...
Teflon bền với nhiệt tới trên 300oC nên được dùng làm lớp che phủ chống bám dính cho xoong, chảo, thùng chứa.
- Các ứng dụng khác
Dẫn xuất halogen thường là những hợp chất có hoạt tính sinh học rất đa dạng.
VD. CHCl3,ClBrCH−CF3 được dùng làm chất gây mê trong phẫu thuật.
- Một số dẫn xuất halogen được dùng là thuốc trừ sâu, phòng bệnh cho cây trồng.
- CFCl3 và CF2Cl2 trước đây được dùng phổ biến trong các máy lạnh, hộp xịt ngày nay đang bị cấm sử dụng, do chúng gây tác hại cho tầng ozon.
2. ĐIỀU CHẾ
- Phản ứng THẾ halogen vào hiđrocacbon no.
- Phản ứng CỘNG HX vào hiđrocacbon chưa no.
CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CHBr-CH3
- Phản ứng GIỮA HX và rượu (có H2SO4 đặc làm xúc tác)
