10: ارگانوهالیدها
- Page ID
- 215726
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)پس از اتمام فصل 10، باید بتوانید
- تمام اهداف دقیق ذکر شده در هر بخش را انجام دهید.
- طراحی یک سنتز چند مرحله ای برای تهیه یک ترکیب داده شده از یک ماده اولیه داده شده با استفاده از هر یک از واکنش های مورد مطالعه تا این نقطه در دوره، از جمله آنهایی که شامل آلکیل هالیدها هستند.
- حل مشکلات نقشه راه نیاز به دانش از هر یک از واکنش ها یا مفاهیم مورد مطالعه تا این نقطه، از جمله آنهایی که در این فصل معرفی شده است.
- تعریف، و استفاده در متن، اصطلاحات کلیدی معرفی شده است.
آلکیل هالیدها کمتر از بستگان حاوی اکسیژن خود مواجه می شوند و اغلب در مسیرهای بیوشیمیایی موجودات زمینی دخیل نیستند، اما برخی از انواع واکنش هایی که آنها تحت تاثیر قرار می گیرند - جایگزینی ها و حذف های نوکلئوفیلی - به طور مکرر مواجه می شوند. بنابراین، شیمی آلکیل هالید یک مدل نسبتا ساده برای بسیاری از واکنش های مکانیکی مشابه اما ساختاری پیچیده تر است که در مولکول های زیستی یافت می شود.
- 10.1: چرا این فصل؟
- بسیاری از ترکیبات آلی ارتباط نزدیکی با آلکانها دارند. آلکان ها با هالوژن ها واکنش می دهند تا هیدروکربن های هالوژنه تولید کنند، ساده ترین آنها یک اتم هالوژن منفرد جایگزین یک اتم هیدروژن آلکان است. حتی نزدیک تر به سیکلوآلکان ها، ترکیباتی که اتم های کربن در یک حلقه به هم متصل می شوند، یا به صورت چرخه ای هستند.
- 10.2: نام ها و خواص آلکیل هالیدها
- آلکیل هالیدها با نام هالوآلکانها نیز شناخته میشوند. این صفحه توضیح می دهد که آنها چه هستند و در مورد خواص فیزیکی آنها بحث می کند. آلکیل هالیدها ترکیباتی هستند که در آنها یک یا چند اتم هیدروژن در یک آلکان با اتم های هالوژن (فلوئور، کلر، برم یا ید) جایگزین شده اند.
- 10.3: تهیه آلکیل هالیدها از آلکان ها - هالوژناسیون رادیکال
- آلکان ها (ساده ترین ترکیبات آلی) تحت واکنش های بسیار کمی قرار می گیرند. یکی از این واکنش ها هالوژناسیون یا جایگزینی یک هیدروژن واحد بر روی آلکان برای یک هالوژن واحد برای تشکیل یک هالوآلکان است. این واکنش در شیمی آلی بسیار مهم است زیرا آلکان ها را عامل دار می کند که دروازه ای برای واکنش های شیمیایی بیشتر باز می کند.
- 10.4: تهیه آلکیل هالیدها از آلکن ها - برومیناسیون آلیلیک
- روش آزمایشگاهی دیگر برای تهیه آلکیل هالیدها از آلکن ها از طریق واکنش با N-bromosuccinimide (به اختصار NBS)، در حضور نور ماوراء بنفش، برای دادن محصولات حاصل از جایگزینی هیدروژن با برم در موقعیت کنار پیوند دوگانه - موقعیت آلیلیک.
- 10.5: پایداری رادیکال آلیل - رزونانس بازبینی شده است
- برای دیدن اینکه چرا یک رادیکال آلیلیک اینقدر پایدار است، به تصویر مداری نگاه کنید. اتم کربن رادیکال با یک الکترون جفت نشده می تواند هیبریداسیون sp² را اتخاذ کند، الکترون جفت نشده را در یک اوربیتال p قرار دهد و ساختاری را ایجاد کند که به صورت الکترونیکی متقارن است. بنابراین اوربیتال p روی کربن مرکزی می تواند به همان اندازه با یک اوربیتال p روی هر یک از دو کربن همسایه همپوشانی داشته باشد.
- 10.6: تهیه آلکیل هالیدها از الکل
- این صفحه واکنش هایی را بررسی می کند که در آن گروه -OH در یک الکل با هالوژن مانند کلر یا برم جایگزین می شود. این شامل یک آزمایش ساده برای یک گروه -OH با استفاده از کلرید فسفر (V) است.
- 10.7: واکنش های آلکیل هالیدها - واکنش های گریگنارد
- ترکیبات ارگانومنیزیمی که از واکنش یک آلکیل یا آریل هالید با منیزیم تشکیل می شوند، معرف های گریگنارد نامیده می شوند. همانطور که در طول باقی مانده از این دوره خواهید دید، معرف های Grignard را می توان برای سنتز طیف گسترده ای از ترکیبات آلی استفاده کرد و برای شیمیدان آلی بسیار مفید است.
- 10.8: واکنش های اتصال آلی فلزی
- بسیاری از انواع دیگر ترکیبات آلی فلزی را می توان به شیوه ای شبیه به واکنش های Grignard تهیه کرد.
- 10.9: اکسیداسیون و کاهش در شیمی آلی
- در شیمی آلی، واکنش های ردوکس کمی متفاوت به نظر می رسند. الکترون ها در یک واکنش ردوکس آلی اغلب به شکل یک یون هیدرید - یک پروتون و دو الکترون منتقل می شوند. از آنجا که آنها در ارتباط با انتقال یک پروتون رخ می دهند، معمولا به عنوان واکنش های هیدروژناسیون و هیدروژن زدایی نامیده می شوند: یک هیدرید به علاوه یک پروتون به یک مولکول هیدروژن (H2) اضافه می شود. مراقب باشید - اصطلاحات هیدروژناسیون و دهیدروژناسیون را با هیدراتاسیون و کم آبی اشتباه نگیرید.
- 10.10: مواد شیمیایی - ارگانوهالیدهای طبیعی
- فقط چهل سال پیش در سال 1980، تنها حدود 30 ارگانوهالید طبیعی شناخته شده بود. به سادگی فرض بر این بود که کلروفرم، فنل های هالوژنه، ترکیبات معطر کلر دار به نام PCB و سایر مواد موجود در محیط، آلاینده های صنعتی هستند. در حال حاضر، کمتر از نیم قرن بعد، وضعیت کاملا متفاوت است. بیش از 5000 ارگانوهالیدها به طور طبیعی یافت شده اند و ده ها هزار مورد دیگر نیز وجود دارند.
- 10.12: خلاصه
- آلکیل هالیدها اغلب در موجودات زمینی یافت نمی شوند، اما انواع واکنش هایی که آنها انجام می دهند از مهمترین و به خوبی مطالعه شده انواع واکنش در شیمی آلی است. در این فصل، ما نحوه نامگذاری و آماده سازی آلکیل هالیدها را دیدیم و به زودی مطالعه دقیقی از واکنش های جایگزینی و حذف آنها خواهیم کرد.
- 10.13: خلاصه ای از واکنش ها
- این بخش خلاصه ای از واکنش های کلیدی شامل ارگانوهالیدها، با تمرکز بر واکنش های جایگزینی و حذف هسته دوست است. این مکانیسم ها (SN1، SN2، E1 و E2)، تأثیر ساختار بستر، قدرت هسته دوست و ترک کیفیت گروه در مسیرهای واکنش را مورد بحث قرار می دهد. علاوه بر این، منطقه انتخابی و استریوشیمی را در این واکنش ها برجسته می کند. درک این اصول برای پیش بینی نتایج در سنتز آلی شامل ارگانوهالیدها بسیار مهم است.