Szerves kémia előadás PDF

SZERVES KÉMIA Szénvegyületek kémiája Lavoisier: az élő természetből származó anyagok elemi összetétele: szén, hidrogén, oxigén, nitrogén organogén elemek Antoine Lavoisier 1743-1794 Egy fejet levágni csak m...

SZERVES KÉMIA Szénvegyületek kémiája Lavoisier: az élő természetből származó anyagok elemi összetétele: szén, hidrogén, oxigén, nitrogén organogén elemek Antoine Lavoisier 1743-1794 Egy fejet levágni csak másodpercek kérdése, de évszázadok sem képesek Lavoisier-hez hasonló embert adni (Lagrange) 1 Berzelius (XVIII-XIX sz.) anorganikus és organikus kémia Vis vitalis elmélet: élő szervezetekből származó anyagokat mesterségesen nem lehet előállítani Wöhler (1828) melegítés K OCN + NH4 Cl H2N C NH2 + K Cl O Prebiogén evolució: az „életerő elv” igazi megdöntése NH2 N N 5 H C N adenin N N 2 H  A szénvegyületek száma természetes és mesterséges szénvegyületek Élő anyag csak szénvegyületekből jöhetett létre, a szén vegyületei az élővé szerveződés lehetőségét hordozzák magukban C20H42 összegképlet 3,3 millió izomer C20H41-OH összegképlet 82 millió izomer 3  SZÉNHIDROGÉNEK telített telítetlen aromás CH3 CH3 CH2 CH2 nyílt láncú vagy gyűrűs gyűrűs 4  Szénhidrogének csoportosítása telített telítetlen aromás paraffin szénhidrogének olefinek aromás szénhidrogének CnH2n+2 CnH2n CnH2n-6 cikloparaffinok di- és poliolefinek CnH2n CnH2n-2 CnH2n-m acetilének CnH2n-2 5  Paraffin szénhidrogének (Alkánok CnH2n+2 Metán CH4 Etán CH3-CH3 normális paraffin szénhidrogének Propán CH3-CH2-CH3 n-paraffinok Bután CH3-CH2-CH2-CH3 Pentán CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 Hexán CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Heptán CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Oktán CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Nonán CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Dekán CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 6 Szerkezeti (struktur) izoméria izobután CH3 CH CH3 izoparaffin-szénhidrogének CH3 izopentán CH3 CH CH2 CH3 CH3 izohexán CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 7  Paraffin szénhidrogének elnevezése (nomenklatura) 1. Kiválasztjuk a lehető leghosszabb el nem ágazó láncot, és megnevezzük 2. Megszámozzuk a láncot úgy, hogy az elágazáshoz legközelebb eső végénél kezdjük 3. A szubsztituenseket betűrendben soroljuk fel, a sokszorozótag (di, tri, tetrra stb) nem számít a betűrendbe 1 2 3 4 5 CH3 CH2 CH CH2 CH3 3-metil-pentán CH3 3 4 5 6 CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH3 3-etil-2-metil-hexán CH 1 CH3 2 CH3 8 Paraffin szénhidrogének elnevezése (nomenklatura) CH3 1 2 3 4 5 6 7 CH3 CH2 C CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH3 sokszorozó tag név 3,3,5-trimetil-heptán helyzetszám utótag szubsztituens neve 9  Paraffin-szénhidrogének kötésszerkezete A szénatom elektronkonfigurációja 1s22s22p2 promóció hibridizáció sp3 Az sp3 hibridállapotú szénatom 4 ekvivalens kovalens kötést létesít pl.: CH4, CH3-CH3 10  Paraffin-szénhidrogének térszerkezete A metán kötésszerkezete A szénatom 4 sp3 hibridpályája a 4 hidrogénatom s atomi pályáival átfedve 4 ekvivalens  (szigma) kötés (C-H) Azonos kötéstávolság, kötésszög (109.5°), kötési energia ball-and-stick space-filling wedge-and-dash model model model 11  Paraffin-szénhidrogének térszerkezete sp3 + sp3 hibridpályák átfedése: C-C (szigma) kötés 12  Az etán térszerkezete (konformációja) H H H H H H rotáció HH H H H H Diéderes szög: Newman-projekció 0o 60o 13 14 Cikloalkánok (cikoparaffinok) Ciklopropán Téralkata: síkháromszög Szögfeszültség (Baeyer- feszültség) 109,5° helyett kb. 60° A szubsztituensek ill. a H-atomok térközeli fedő állása: torziós-feszültség (Pitzer) Ciklobután Téralkata: háztető konformáció Kötésszög kb. 90 ° 15 Cikloalkánok (cikoparaffinok) Ciklopentán Boríték konformáció: Pitzer-feszültség miatt Szögfeszültség nincs Ciklohexán Szék-konformáció Kedvező konformáció, nincs szögfeszültség és torziós feszültség 16 Cikloalkánok (cikoparaffinok) a a a e e e e e a a a Kád konformáció a: axiális térállás e: ekvatoriális H CH3 H CH3 axiális ekvatoriális pszeudorotáció 17 http://www.youtube.com/watch?v=bPLREpfZ63I&NR=1&feature=endscreen 18 http://www.youtube.com/watch?v=bPLREpfZ63I  Alkánok fizikai tulajdonságai Intermolekuláris kölcsönhatások: van der Waals (diszperziós) erők Forráspont, szénatomszám növekedésével nő olvadáspont: C  4 gázhalmazállapot C > 4 folyadék az elágazó szénláncúak alacsonyabb forráspontúak el nem ágazó szénlánc esetében 2 sorozat: páros és páratlan a páros szénatomszámúak olvadáspontja magasabb Vízben oldhatatlanok, sok szerves vegyületet (apoláris) oldanak illetve azokkal elegyednek 20  Az alkánok olvadás- és forráspontja Vegyület Formula Olvadáspont (Co) Forráspont (Co) Metán CH4 -183 -161 Etán C2H6 -183 -89 Propán C3H8 -188 -42 Bután C4H10 -139 -1 Pentán C5H12 -130 36 Hexán C6H14 -95 69 Heptán C7H16 -91 98 Octán C8H18 -57 126 Nonán C9H20 -54 151 Dekán C10H22 -30 174 Heptadekán C17H36 23 303 Oktadekán C18H38 28 317 Ikozán C20H42 37 20515 Hgmm Triacontan C30H62 66 2583 Hgmm  Alkánok reakciói 1. Hőbontás (Pirolízis) 600 C, oxigén kizárásával CH3 + CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 + CH3 CH2 CH2 CH3 + CH3 CH2 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 + CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 + CH3 CH CH2 22  Alkánok reakciói Szubsztitúciós reakciók (SR) 2. Halogénezés h láncindítás Cl2 Cl + Cl CH4 + Cl CH3 + HCl CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl láncfenntartó lépések CH3Cl + Cl CH2Cl + HCl CH2Cl + Cl CH2Cl2 lánczáró lépés 23  Alkánok reakciói 3. Szulfonálás R H + H2SO4.SO3 R SO3H alkánszulfonsav 4. Nitrálás R H + HNO3 R NO2 nitroalkán 5. Oxidáció (égés) CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 nCO2 + (n+1)H2O 24 Alkánok előfordulása, előállítása Földgáz metán, etán kisebb mennyiségben: propán bután, izobután nitrogén, kénhidrogén, széndioxid, hélium Kőolaj az összetétel függ a lelőhelytől magasabb szénhidrogén homológok cikloalkánok: ciklopentán, ciklohexán és származékaik aromás szénhidrogének: benzol, toluol, xilol kéntartalmú szerves vegyületek nitrogéntartalmú vegyületek: piridin, kinolin-származékok 25 Alkánok előfordulása, előállítása Frakcionált desztilláció földgáz (C1-C4) 20 C-ig petroléter (főleg C5-C7) 30-60 C ligroin (főleg C7) 60-90 C gazolin (C6-C12) 85-200 C fűtőolaj (C15-C18) 300-400C kenőolaj, kenőzsírok, paraffin, aszfalt 400 C felett Krakkolás A középpárlatok és a desztillációs maradék termikus bontása kisebb szénatomszámú telítetlen szénhidrogének 26 Kőolaj-termékek Nyersolaj Cseppfolyósított gáz Kerozin Gázolaj Diesel olaj Motorolaj Aszfalt Kén Alkánok gyógyászati, élelmiszeripari felhasználása Paraffinolaj: gyógyászatban hashajtó élelmiszeripari adalékanyag ehető, nem szívódik fel kozmetikumokban síkosító Paraffin viasz: bőrgyógyászat, hidratáló élelmiszeripar 28  Alkének (Olefinek, CnH2n) R1-CH=CH-R2 Szénhidrogének, amelyek egy C = C kettőskötést tartalmaznak Elnevezés: -én végződés CH2 CH2 etén Szerkezeti izoméria CH2 CH CH3 propén CH3 CH CH CH3 CH2 CH CH2 CH3 1-butén 2-butén CH3 CH CH CH CH2 CH2 CH3 4-metil-2-heptén CH3 29 Az alkének kötésszerkezete p CC sp2 hibridállapot : 347 kJ/mol kötéstávolság 133 pm +p: 610 kJ/mol Etén 30 A szén-szén kettőskötés  Az alkének sztereoizomériája gátolt rotáció taszítás H CH3 H3C CH3 C C C C H3C H H H stabilabb transz-2-butén cisz-2-butén fp. 1oC fp. 4oC Cahn-Ingold-Prelog op. -106 op. -139 (CIP) nomenklatúra E-izomer Z-izomer (entgegen) zusammen 32  Olefinek előállítása 1. Etén előállítása: benzin krakkolásával, vagy etánból 700 - 900 oC CH3 CH3 CH2 CH2 + H2 105 Pa 2. Alkoholok dehidratációja HSO4 , 170 oC CH3 CH2 OH CH2 CH2 -H2O Elimináció 3. Alkil-halogenidek dehidrohalogénezése KOH CH3 CH2 Cl CH2 CH2 - HCl növényi hormon 33 34 Etilén 35  Alkének reakciói Addíció: XY C C C C X Y Mechanizmus: homolízis XY X + Y gyökös heterolízis XY X+ + Y- ionos 1. Hidrogénezés H2 Katalizátorok: C C C C Pt, Pd, Ni H H 36  Alkének reakciói 2. Hidrogén-halogenid addíció Elektrofil addíció (AE) H Cl Cl H H H H lassú gyors C C C C CH3 CH CH3 H CH3 H CH3 H Cl 2-klór-propán Markovnyikov-szabály: a nem szimmetrikus alkének hidrogén-halogenid addíciója során a hidrogén ahhoz a szénatomhoz kapcsolódik, amelyhez eredetileg is több hidrogén kapcsolódott (alacsonyabb rendű szénatom) 37  Alkének reakciói 3. Halogének addíciója Elektrofil addíció (AE) Br C C C + Br Br Br Br C C C Br Br2 / NaCl CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Br Br Br Cl 1,2-dibróm-etán kettőskötés kimutatása 39  Alkének reakciói 4. Alkének hidratációja (vízaddíció) AE H C C + H C C OH2 elektrofil nukleofil H H - H+ C C C C OH OH2 CH3 CH3 CH3 + H H2O C CH2 C CH3 CH3 C OH - H+ CH3 CH3 CH3 2-metil-1-propén 40 terc-butilkation terc-butilalkohol izobutén  Alkének reakciói 5. Alkének oxidációja KMnO4 C C C C Baeyer-próba OH OH Magasabb hőmérsékleten kötésszakadás (ketonok, karbonsavak) 6. Alkének polimerizációja Savkatalízis ionos mechanizmus Peroxidokkal gyökös mechanizmus HB n+1 CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 CH2 B 41  Diolefinek CnH2n-2 C C C C C C C C C C C C n kumulált konjugált izolált diének Átrendeződés: H H C C C CH3 C CH H H allén propin 42 Diolefinek CnH2n-2 A butadién kötésszerkezete (kötéstávolságok [nm]) 0,133 0,154 CH2 CH CH CH2 lokalizált kettőskötések 0,137 0,148 CH2 CH CH CH2 konjugáció: delokalizált p elektronok 43 A butadién kötésszerkezete F 4 lazító pályák F LUMO 3 F HOMO 2 kötő F1 pályák 44  A butadién brómaddíciója melléktermék CH2 CH CH CH2 Br Br Br2 CH2 CH CH CH2 1,2-addíció 1,3-Butadién CH2 CH CH CH2 főtermék Br Br 1,4-addíció 45 Konjugált diének brómaddíciója H2C CH CH CH2 + Br2 Mezomer H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2 határszerkezetek Br Br H2C CH CH CH2 Br lassúbb Br gyorsabb stabilabb H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2 Br Br Br Br 1,4-Dibróm-2-butén 3,4-Dibróm-1-butén 46 1,4-Addíció 1,2-Addíció  Diels-Alder-cikloaddíció + butadién etén ciklohexén dién dienofil Koncertikus vagy mechanizmus nélküli reakciók Polimerizációs reakciók n CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 n BUNA-kaucsuk 47  Az izoprén és polimerjei Izoprén CH2 C CH CH2 2-metil-1,3-butadién CH3 kaucsuk elasztikus cisz guttaperka nem elasztikus 48 transz  Az izoprén és polimerjei Hevea Brasiliensis Guttaperka 49  Acetilének, CnH2n-2 (Alkin) R C C R' Elnevezés: -in végződés Acetilén H C C H Etin Lineáris, kötésszög: 180o, kötéshossz:0,1203 nm sp hibridállapot 1 és 2p kötés 50 Az acetilén fizikai tulajdonságai, felhasználása Színtelen, szagtalan fp.: - 84 C Szobahőn nem stabil, komprimáláskor robban Kovaföld – aceton, acetilén: Dissous-gáz hegesztés Karbidlámpa, műanyagipari monomerek, szerves vegyipari alapanyagok 51  Acetilén 1500 oC Előállítás: 2 CH4 CH CH + 3H2 0,01 - 0,1 sec 2500 oC CaO + 3C CaC2 + CO CaC2 + H2O CaO + CH CH kalcium-acetilid kalcium-karbid KOH R CH CH R R C C R - 2HX X X 52  Az acetilén savas jellege, sóképzés     + R C C H pKa = 25 R H NaNH2 vagy NaH - + C C R C C: Na Az acetilén polimerizációja HCl (Cu+) HC CH + HC CH H2C=CH C CH H2C=CH-C=CH2 Cl polimerizáció műgumi-gyártás 53  Acetilén Kémiai tulajdonságok: Hidrogénezés H2 CH CH CH3 CH3 HCl addíció HCl CH CH CH2 CH Cl AE vinil-klorid Vízaddíció O H2O CH CH CH2 CH OH CH3 C H vinil-alkohol acetaldehid tautoméria 54 (enol) (oxo) Aroma anyagok Vegyület Illat diacetil → Vajas iso-amil-acetát → Banános Benzaldehid → keserű mandula Fahéjaldehid → fahéj etil-propionát → gyümölcsös metil-antranilát → szőlő Limonén → narancs gyümölcse etil-E,Z-2,4-dekadienát → körte allil-hexanát → ananász etil-maltol → cukor, vattacukor Vanillin → vanília metil-szalicilát → kúszó fajdbogyó  Aromás szénhidrogének August Kekülé (1829-1896) Benzol C6H6 ciklohexatrién (nem létezik) Kötési energiák összege - képződéshő = -171,7 kJ/mol delokalizációs energia 56  A benzol szerkezetének orbitál-hibridizációs modellje Röntgensugarak szórásán alapuló vizsgálatok alapján: - valamennyi C-C kötés ugyanolyan hosszúságú (140 pm) (C-C 154 pm, ill. C=C 134 pm) - minden egyes szénatom három másik atommal létesít kötést, és a négy atom egy síkban helyezkedik el - a kötésszögek: 120o Értelmezés: - a benzol egyes szénatomjai sp2 hibridállapotban vannak, - a három planáris hibridpálya három -kötés (két C-C és egy C-H) - planáris egységek összekapcsolódása. síkszerkezetű molekula 57  Molekulapálya elmélet pz atompályák -váz 58 Molekulapálya elmélet 6 pz atompálya 6 molekulapálya (3 kötő, 3 lazító) 59  Aromás jelleg - a gyürürendszert alkotó váz planáris - a delokalizált elektronok száma 4n+2; n = 1,2,3... (Hückel-szabály) - valamennyi a gyűrűt alkotó atom rendelkezik pz atompályával (folytonos konjugáció) 60  Aromás szénhidrogének elnevezése CH3 1 CH2CH3 6 2 5 3 4 benzol toluol etilbenzol CH3 CH3 CH3 1 CH3 1 1 2 3 CH3 4 CH3 o-xilol m-xilol p-xilol (1,2-dimetil-benzol) (1,3-dimetil-benzol) (1,4-dimetil-benzol) 61  Aromás szénhidrogének elnevezése CH2CH3 CH CH2 CH CH2 1 1 3 CH2CH2CH3 4 CH2CH3 1-etil-3-propilbenzol sztirol 4-etilsztirol 1 1 1 2 3 4 fenil o-fenilén m-fenilén p-fenilén 62 Aromás vegyületek kémiai tulajdonságai benzol + bróm + vas: 2 Fe +3 Br2 = 2 FeBr3 – Lewis-sav, FeBr3 + Br2 Br+ + [FeBr4] Br+ – bromónium ion (elektrofil) p- komplex Br Br FeBr3 Br + FeBr4- H elektrofil - komplex (arénium ion) - H+ Aromás elektrofil szubsztitúció, SEAr Br rearomatizáció brómbenzol 63 A reakció mechanizmusa Az első, lassú lépés a sebességmeghatározó (E+ – elektrofil, Lewis-sav; A – anion, Lewis-bázis) Extrém töltés-szétválás - „legózás” (nem a mechanizmus!): E+ E C + H+ + AH A- 64 65 Aromás vegyületek kémiai tulajdonságai Aromás elektrofil szubsztitúció (SEAr) - H+ +E E E H Szulfonálás SO3H H2SO4 / SO3 - benzol-szulfonsav Nitrálás HNO3 + H2SO4 HSO4- + H2O + NO2+ NO2 HNO3 / H2SO4 nitrobenzol 66 Aromás vegyületek kémiai tulajdonságai R Alkilezés R Cl AlCl 3 O O C Acilezés R R C Cl AlCl3 Friedel-Crafts reakciók: R-Cl + AlCl3 R+ + [AlCl4] R-COCl + AlCl3 RCO+ + [AlCl4] 67  Elektrofil szubsztitúciós reakciók irányítási szabályai Az aromás gyűrűhöz kapcsolódó szubsztituens befolyásolja a második szubsztitúció sebességét és helyét ! Elektronküldő szubsztituensek (gyorsítják a reakciót, aktiválás): + Induktív (+I) effektus: -elektronok eltolódása: alkil csoport, R ok: az sp2 szénatom nagyobb elektronegativitású, mint az sp3 szénatom: ArR + Mezomer (+M) effektus: p-elektronok eltolódása: -OR, -NR2, -SR, (R = H, alkil), mert -I < +M Elektronszívó szubsztituensek (lassítják a reakciót, dezaktiválás): -I és -M effektus: -NO2, -CN, -COOR, -CHO, -SO3H, -CF3 -I és +M effektus: halogének, mert -I > +M 68   Az elektrofil (E+) az elektronban legdúsabb szénatomot keresi. Ez elektronküldő szubsztituensek esetén (pl. anilin) az orto-, és para-, míg elektronszívó szubsztituensek esetén (pl. nitrobenzol) a meta helyzetű szénatom. A töltéseloszlást, a nemkötő elektronpár jelenléte ill. hiánya az aromás szénhez kapcsolódó atomon határozza meg. 69 Elektrofil szubsztitúciós reakciók irányítási szabályai Orto és para Orto és para Meta irányító irányító irányító dezaktiválók aktiválók dezaktiválók -NH2, -NHR, -NR2 -F -CHO -OH, -OR -Cl -COOH, -COOR alkil -Br -COR fenil -I -CN -NO2 -N+R3 70  Egyéb reakciók O Oxidáció V2O5 / O2 O O maleinsav-anhidrid Hidrogénezés H2 H2 H2 H = +23 kJ/mol -110 kJ/mol -120 kJ/mol Halogénezés Cl Cl Cl 3Cl2 hexaklórciklohexán Cl Cl HCH, peszticid 71 Cl  Aromás szénhidrogének fontosabb képviselői Benzol Fp. 80 C, op. 6 oC kormozó lánggal ég rákkeltő Előállítás: C6 kőolajfrakciók aromatizálása Felhasználás: ipari nyersanyag acetilén homológok dezalkilezése kőszénkátrány Toluol CH3 Fp. 111 C, op. – 95 oC Előállítás: C7 kőolajfrakciók aromatizálása Felhasználás: ipari nyersanyag (színezék, robbanóanyag, szaharin) 72 Aromás szénhidrogének fontosabb képviselői Sztirol (vinilbenzol) CH CH2 Fp. 146 C Előállítás: etilbenzol katlitikus dehidrogénezése Felhasználás: polisztirol 73 Izolált policiklusos aromás szénhidrogének CH2 CH bifenil difenil-metán trifenil-metán OH H C2H5 H H H H5C2 (E)-stilbén (Z)-stilbén OH 74 stilbösztrol Kondenzált policiklusos aromás szénhidrogének naftalin antracén fenantrén O O HO OH benzo[a]pirén kőszénkátrány, korom 75 A naftalin hidrogénezése H H H2 H H H H H H cisz-dekalin transz-dekalin 77  Halogénezett szénhidrogének Szubsztitúciós nomenklatúra CH3 CH CH2 CH CH3 CH3 CH CH2 CH CH3 CF2Cl2 Cl CH3 Cl Cl 2-klór-4-metil-pentán 2,4-diklór-pentán difluor-diklórmetán Csoportfunkciós nomenklatúra CH2 Cl CH3 CH2 Cl CH2 CH Cl etil-klorid vinil-klorid benzil-klorid 78  Fizikai tulajdonságok C X poláris kötés, erősebb intermolekuláris kölcsönhatások Általában folyadék halmazállapotúak, sűrűségük nagy Forráspont F < Cl < Br < I sorozatban nő Vízben rosszul, szerves oldószerekben jól oldódnak Az alkil-halogenidek, különösen a metil-halogenidek toxikusak Egyes polihalogén-származékok narkotikus hatásúak 79  Kémiai tulajdonságok   Nukleofil szubsztitúciós reakciók (SN) C X H H H   Nu X Nu C X Nu C H + X R H R R H SN2 bimolekuláris OH R CH2 Cl R CH2 OH + X X = Br, Cl, OH, CN 80 Nukleofil szubsztitúció, SN OH ion egy proton bázis OH ion egy karbénium ion bázis (bázis) (nukleofil) N.B.: mindkét anion (OH és Cl  ) nukleofil, ezért a reakció neve nukleofil szubsztitúció! 81  Kémiai tulajdonságok SN1 monomolekuláris R'' R'' R'' C X C + X C Nu R' R' R R' R R A nukleofil szubsztitúciót befolyásoló tényezők a szubsztrátum szerkezete az oldószer: SN1 mechanizmusnak a protikus oldószerek SN2 mechanizmusnak az aprotikus poláris oldószerek kedveznek a nukleofil jellege a távozó csoport jellege: minél gyengébb bázis, annál könnyebb kicserélni 82  Kémiai tulajdonságok E E SN2-reakció SN1-reakció 83  Kémiai tulajdonságok Eliminációs reakciók -H O R CH CH2 Cl 2 R CH CH2 + Cl E2 H OH CH3 CH3 - H2O H3C CH3 CH3 C Cl CH3 C C E1 CH3 CH2 CH2 H OH 84 Összefoglalva H H H H H H + H+ C C Br- H C C Br H C C Br- H H H H H H OH- elimináció nukleofil szubsztitúció H H H H C C H C C OH H H H H alkén alkohol + 85 Br- és H2O Kémiai tulajdonságok X = Cl, Br, I KOH 1. R X R OH + KX alkohol R'-ONa 2. R X R O R' + NaX éter NaHS R X R SH + NaX 3. tioalkohol Na2S 2R X R S R' + 2 NaX tioéter 86 Kémiai tulajdonságok KCN 4. R X R CN + KX alkil – nitril (alkil – cianid) 5. CH3-COONa R X R OOC CH3 + NaX észter 6. NH3 + OH R X R NH3 X R NH2 primer amin – só + R R R-X R N R N R X R R kvaterner ammónium – só KOH R CH2 CH CH3 R CH CH CH3 + KBr 7. 87 Br olefin  Halogénezett szénhidrogének előállítása 1. Telített szénhidrogének gyökös szubsztitúciója SR 2. Olefinekből acetilénekből hidrogén-halogenid, vagy halogén addícióval AE 3. Alkoholokból hidrogén-halogeniddel SN R OH + cc. HCl R Cl + H2O 4. Oxovegyületekből R R C O + PCl5 CCl2 R' R' 88 Halogénezett szénhidrogének fontosabb képviselői Diklórmetán: CH2Cl2, fp. 40 C, oldószer, Kloroform: CHCl3, fp. 61 C, oldószer Jodoform: szilárd, op. 119 C, antiszeptikus hatású Difluordiklórmetán, Freon 12, CCl2F2, színtelen, szagtalan gáz, stabilis, nem gyúlékony, hűtőgáz, hajtógáz Tetrafluoretén, CF2 = CF2, teflon Halotán (2-bróm-2-klór-1,1,1-trifluor-etán): inhalációs narkotikum CF3 CHBrCl 89 Mesterséges vér (Perfluorozott vegyületek) PFC–k az oxigén többszörösét képesek szállítani mint a vér PFC (perfluorkarbon) 90 (The Abyss) 91 Novec 1230. - Elektromos tüzek oltásához - Ózonréteget nem károsítja 94 95  Aromás halogénszármazékok Felosztás aril-halogenidek, Ar-X aralkil-halogenidek, Ar-(CH2)n-X Elnevezés: szubsztituált benzol (ill. aromás szénhidrogén) származékok Cl Cl CH3 Br 1 1 Cl 1 2 Br 2 4 3 Cl klór-benzol Cl 3 -klór-toluol 1,2,4-triklór-benzol 1-bróm-naftalin 2-bróm-naftalin 96  Aromás halogénszármazékok előállítása Aril-halogenidek: elektrofil szubsztitúcióval Br Br2 Aralkil-halogenidek: gyökös szubsztitúcióval CH3 CH2Br Br2 Fizikai tulajdonságok: Halmazállapot: folyékony, szilárd Kellemetlen átható szag 97 Vízben nem, szerves oldószerekben jól oldódnak  Kémiai tulajdonságok Nukleofil szubsztitúció Cl OH - HO Konjugációs kölcsönhatás 300 oC, 10MPa Cl OH NO2 NO2 - HO 100 oC NO2 NO2 CH2Cl CH2OH H2O Fokozott reakciókészség 98 benzil-klorid benzil-alkohol  1,1-di(4’-klórfenil)-2,2,2-triklór-etán, DDT 1874 a DDT első szintézise Cl Cl 1940-1970 a peszticid általános alkalmazása 1948 P. Müller Nobel díja CH 1955 a vándorsólymok tojásai abnormális törékenységének felfedezése Angliában CCl 3 1960 a vándorsólyom populációk csökkenése 1962 a DDE kimutatása a tojásokban 1965 a populációk drasztikus csökkenése 1967 a tojáshéjak nagymértékű elvékonyodása Cl Cl 1968 hasonló hatások más ragadozómadaraknál 1969-1970 kísérleti bizonyíték a DDT és DDE hatására 1972 a DDT betiltása az USA-ban, majd Európában C A DDT- még ma is használják egyes fejlődő országokban CCl 2 (malária) 99  Cl Piszoár illatosító golyó (1,4-diklór-benzol) 1 4 Cl 1,4-diklór-benzol 1,4-dichlorobenzene (Globol) mp. 53oC Para-diklór-benzol golyó. (valahol tiltva) A para-diklór-benzol golyó nem oldódik könnyen vízben vagy vizeletben könnyen szublimál mézes-szirupos illat gombaellenes és fertőtlenítő hatású 100