Гетерофункціональні сполуки. Галогенозамiщенi кислоти

1. ГЕТЕРОФУНКЦІОНАЛЬНІ СПОЛУКИ

ГАЛОГЕНОЗАМIЩЕНI КИСЛОТИ
Галогенозамiщенi кислоти, це карбонові кислоти, якi в
алкільному залишку мiстять один або декілька атомів
галогену.
O
O
CI-CH2 C
OH
(хлороцтова кислота)
CI3C C
OH
(трихлороцтова кислота)

2. IЗОМЕРIЯ, НОМЕНКЛАТУРА   За систематичною (IUPАC) номенклатурою, назви галогенозаміщених кислот утворюють вiд назви вiдповiдної

IЗОМЕРIЯ, НОМЕНКЛАТУРА
За систематичною (IUPАC) номенклатурою, назви
галогенозаміщених кислот утворюють вiд назви вiдповiдної
карбонової кислоти, додаванням префіксу фторо-, хлоро-,
бромо-, йодо-, а положення атома галогену вказується
цифрою (локантом). Нумерацiя головного ланцюга
починається з атома вуглецю карбоксильної групи.
1
2
3
CH3-CH C
O
2-Бромопропанова кислота
OH
Br
3
2
1
Br -CH2 CH2 C
O
OH
3-Бромопропанова кислота

3. Якщо користуються тривіальними назвами кислот, то положення галогену вiдносно карбоксильної групи вказують буквами грецького

алфавiту ( , , ).
O
CI-CH2 CH2 C
CH3-CH2-CH C
OH
O
OH
-Хлоропропіонатна кислота
-Бромобутиратна кислота
Br
• Iзомерiя галогенозаміщених кислот зумовлена будовою
вуглецевого скелета та положенням у ньому атома
галогену.

4. СПОСОБИ ОДЕРЖАННЯ

• 1. Галогенування насичених карбонових кислот та їх
похiдних
• Пряме галогенування кислот вiдбувається важко. При
фторуваннi утворюються перфторокарбоновi кислоти
(перфторо - повнiстю фторованi).
• Фтор одержують безпосередньо в процесі фторування,
шляхом електролізу рідкого фтороводню.
CH3COOH
HF рідкий
Електроліз
O
CF3
C
F
Н2О
HF
Фтороангiдрид
трифтороцтової кислоти
O
CF3
C
OH

5. Хлорування протiкає при освiтленнi або нагрiваннi з утворенням всiх можливих похiдних ,, тощо.

Хлорування протiкає при освiтленнi або нагрiваннi з утворенням
всiх можливих похiдних , , тощо.
o
CH3COOH
Оцтова
CI2, t
НСІ
o
CICH2COOH
Монохлороцтова
CI2, t
НСІ
o
CI2CHCOOH
Дихлороцтова
CI2, t
НСІ
CCI3COOH
Трихлороцтова
кислота

6. Бромування вiдбувається у присутностi червоного фосфору з утворенням  -похiдних (метод Гелля-Фольгарда-Зелiнського). Метод

Бромування вiдбувається у присутностi червоного фосфору з
утворенням -похiдних (метод Гелля-Фольгарда-Зелiнського).
Метод дозволяє одержувати також хлорозамiщенi карбоновi
кислоти.
3CH3-CH2- C
O
OH
P
3CH3-CH- C
Br
5,5Br2
O
CH3-CH- C
Br
Br
Н2О
HBr
CH3-CH2- C
O
Br
H3PO4 5HBr
O
OH
Пряме йодування насичених кислот не вiдбувається.

7. 2. Приєднання галогеноводнiв до ненасичених кислот (одержання -гало-генопохiдних)

2. Приєднання галогеноводнiв до ненасичених кислот
(одержання -гало-генопохiдних)
• Приєднання галогеноводнiв до α-,β-ненасичених кислот протiкає
проти правила Марковнiкова (див.стор.), у результаті чого атом
галогену приєднується до β-вуглецевого атому.
O
CH2=CH C
OH
CH2-CH2- C
HCI
OH
CI
Br
O
CH3 CH CH C
O
OH
HBr
CH3 CH CH2 C
O
OH

8. 3. Реакцiї нуклеофiльного замiщення (обмін інших груп на галоген)

Найлегше обмінюються на галоген гідроксильні групи:
OH
CH2-CH2- C
CI
O
OH
HCI
3-Гiдроксипропанова кислота
Н2О
CH2-CH2- C
O
OH
3-Хлоропропанова кислота

9. 4. Реакцiї теломеризацiї (одержання - галогенозаміщених кислот)

4. Реакцiї теломеризацiї (одержання - галогенозаміщених
кислот)
Реакцiя полiмеризацiї, що вiдбувається в присутностi передавача
ланцюга - телогена (CCl4, CBr4 тощо) та пероксидних iнiцiаторiв,
називається теломеризацiєю. У результаті утворюється суміш
олігомерів (теломерів), на кінцях ланцюгів яких знаходяться залишки
телогена. Часто телогеном виступає тетрахлорометан ССl4.
nCH2=CH2
ССІ4
ініціатор
СІ-(-СН2-СН2-)n-ССІ3
де n = 3-100
Трихлорометильна група одержаного олігомеру легко піддається
гідролізу з одержанням - галогенозаміщеної кислоти:
СІ-(-СН2-СН2-)n-ССІ3
2 H2O
-3 HCI
СІ-(-СН2-СН2-)n-С
O
OH

10. ФIЗИЧНI ТА ХIМIЧНI ВЛАСТИВОСТІ

• Галогенозаміщені кислоти - це рiдини або твердi
речовини. Вони виявляють властивостi, як карбонових
кислот, так i галогенопохiдних. Вони сильнiшi, нiж
вiдповiднi карбоновi кислоти, завдяки впливу –I-еф.
галогенiв. Найсильнiшою кислотою даного типу є
трифтороцтова кислота CF3COOH. За карбоксильною
групою галогенозаміщені кислоти утворюють всi вiдомi
функцiональнi похiднi – солі, галогено-ангiдриди,
ангідриди, амiди, естери тощо.
• За участю атома галогену вони здатні вступати майже у всі
реакції, що й галогено-похідні вуглеводнів.

11. Так, -галогенозаміщені карбоновi кислоти та їх похiднi легко вступають в реакцiю з рiзними нуклеофiльними реагентами, що

Так, -галогенозаміщені карбоновi кислоти та їх похiднi легко
вступають в реакцiю з рiзними нуклеофiльними реагентами, що
пояснюється впливом –I-еф. карбоксильної групи:
O
R CH
Hal
C
OH
Nu H
SN
O
R CH C
OH
H Hal
Nu
• Аналогiчнi реакцiї протiкають з , , , галогенозаміщеними карбоновими кислотами, але ці
реакції вимагають жорсткіших умов.
• -Галогенозаміщені кислоти при нагрiваннi вiдщеплюють
галогеноводень з утворенням ненасичених кислот.
o
O
t
CI-CH2-CH2-COOH
CH2=CH C
HCI
OH

12. Реакцiя декарбоксилювання.

• -Ди- i, особливо, -тригалогенокарбоновi кислоти при
нагрiваннi здатні відщеплювати СО2
(декарбоксилюватись).
O
CI3C C
OH
o
t
CO2
CI3CH
• Промислове застосування знаходять хлороцтова,
трихлороцтова, трифтороцтова кислоти.