Дегідрогалогенування
Дегі́дрогалогенува́ння — відщеплення галогенідів водню з утворенням кратних зв'язків, циклів або карбенів, що відбувається термічно або під дією каталізаторів (луги, оксиди металів). Протікання реакції полегшується зі зростанням атомної маси галогену.
Види[ред. | ред. код]
Галогенпохідні вуглеводнів[ред. | ред. код]
Дегідрогалогенування галогеналканів і галогеналкенів може бути трьох варіантів: α, β та γ-дегідрогалогенування, при яких атом гідрогену відщеплюється від першого, другого або третього атома карбону відносно атома галогену відповідно. При α-дегідрогалогенуванні утворюються карбени:
Оскільки карбени нестабільні, α-дегідрогалогенування непоширене. Найпоширенішим видом є β-дегідрогалогенування, при якому утворюються алкени (при дегідрогалогенуванні галогеналкану) або алкіни (при дегідрогалогенуванні галогеналкену). γ-дегідрогалогенування також відбувається рідко. По-перше, атом гідрогену біля третього атома карбону не дуже активний — там індукційний ефект галогену проявляється слабше (з цієї причини не існує δ, ε-дегідрогалогенування), а по-друге — в ньому утворюються тричленні цикли, які також є нестабільними.
Галогенангідриди карбонових кислот[ред. | ред. код]
Галогенангідриди карбонових кислот також можуть дегідрогенуватися. При цьому утворюються кетени, наприклад:
β-галогенспирти[ред. | ред. код]
При дегідрогалогенуванні β-галогенспиртів утворюються епоксиди. Цей вид дегідрогалогенування є реакцією Вільямсона і відбувається за механізмом нуклеофільного заміщення: спочатку основний каталізатор відщеплює протон від гідроксильної групи, далі нуклеофільний негативно заряджений атом оксигену заміщує галоген на іншому атомі карбону.
Механізм[ред. | ред. код]
Карбокатіонний (E1)[ред. | ред. код]
При карбокатіонному механізмі дегідрогалогенування спочатку відщеплюється негативний іон галогену, залишаючи карбокатіон. Далі каталізатор, основа, наприклад, гідроксид-аніон відщеплює протон від карбокатіона. При цьому перша стадія є найповільнішою та швидкістьвизначальною. Друга стадія відбувається швидко.
Такому механізму сприяють іонізуючі розчинники, а також розгалуженість вуглеводневого ланцюга, тому за таким механізмом дегідрогалогенуються переважно третинні галогеноалкани.
Карбоаніонний (E1сB)[ред. | ред. код]
При механізмі E1сB спочатку відщеплюється протон, в потім — галоген. Друга стадія відбувається повільно. За цим механізмом проходить α-дегідрогалогенування:
E2[ред. | ред. код]
При механізмі E2 основа утворює зв'язок з протоном з кратністю 1/2, внаслідок чого послаблюється зв'язок C-H, зв'язок C-C — посилюється, а C-Hal — послаблюється. Далі зв'язок B-H стає одинарним (а не половинним), зв'язок СС- — подвійним, а аніон галогену відщеплюється. Механізм характерний для первинних галогенпохідних.
При цьому карбоаніони або карбокатіони не утворюються, тому що відщеплення гідрогену та галогену відбувається одночасно.
- R1-HCH-CH-halR2 + C2H5O- K+ →
- R1-HC--CH-halR2 + C2H5OH: R1-HC--CH-halR2 + K+ →
- R1-HC--CH+R2 + K±hal →
- R1-CH=CHR2 + C2H5OH + K±hal →
- C2H5O-K+ + H-hal
SN[ред. | ред. код]
Див. β-галогенспирти
Правило Зайцева[ред. | ред. код]
Реакції дегідрогалогенування підпорядковуються правилу Зайцева: найлегше атом гідрогену відщеплюється від третинного, найважче — від первинного атома карбону. Тому при β-дегідрогалогенуванні головний продукт — найбільш розгалужений алкен.
Джерела[ред. | ред. код]
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Дегідрогалогенування |
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
- Ю. О. Ластухін, С. А. Воронов. Органічна хімія. — Львів : Центр Європи, 2009. — 868 с. — ISBN 966-7022-19-6.
- Д. Г. Кузнецов. Органическая химия: Учебное пособие. — СПб. : Издательство «Лань», 2016. — 556 с. — ISBN 978-5-8114-1913-5.
Це незавершена стаття з органічної хімії. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |