Studiul d; riv; s halog; nu; în chimia organică
Derivații halogenați sunt compuși care au o legătură carbon-halogen. Halogenul poate fi fluor, clor, brom sau iod. Cu cât mergem mai jos în tabelul periodic, cu atât este mai mare atomul de halogen. Cu cât atomul de halogen este mai mare, cu atât este mai slabă legătura carbon-halogen și, prin urmare, cu atât este mai ușor de rupt.
1.1 Legătura carbon-halogen
Este o legătură polarizată conform:
Trebuie remarcat faptul că, în general, în chimia organică, litera X reprezintă orice halogen, și anume fluor, clor, brom sau iod.
Compușii bromurați și clorurați sunt folosiți pe scară largă pentru prepararea magneziului (a se vedea capitolul despre organometalici). În ceea ce privește fluorul, acesta este utilizat sub forma grupului -CF3 care are proprietăți electronice deosebite. Într-adevăr, în cazul -CF3, există un efect de atracție inductiv deosebit de important.
Consecință practică asupra acidității: CF3SO3H este mai acid decât omologul său CH3SO3H datorită acestui efect atractiv inductiv.
1.2 Pregătirea derivaților halogenați
Nucleofilia este legată de energia celui mai înalt orbital molecular ocupat (HOMO) al unei baze. Asa de; RSH este mai nucleofil decât RNH2, mai nucleofil decât ROH. Cu toate acestea, RO - este mai de bază decât RS - .
Nucleofilia scade odată cu creșterea electronegativității atomului care atacă electrofilul. Astfel, putem stabili următoarele reguli:
În aceeași coloană a clasificării avem: (O este mai electronegativ decât S [XO = 3,5> XS = 2.5], deci este mai puțin nucleofil)
Nucleofilia unui atom de heteroatom crește dacă este atașat la un heteroatom identic, acest lucru se numește efect la (datorită suprapunerii orbitalilor din jurul centrului nucleofil și a atomului vecin care are și perechi de electroni liberi):
Derivații halogenați sunt specii capabile să reacționeze cu entități care au o pereche de electroni care nu se leagă (un anion sau o moleculă neutră având un dublet liber, cum ar fi un atom de azot, de exemplu), astfel încât să elimine halogenul prin înlocuirea cu această nouă entitate . Aceasta se numește substituție nucleofilă: există mai multe tipuri care sunt descrise mai jos. În chimia organică, denotăm nucleofilul prin abrevierea „Nu”. Un nucleofil este, de asemenea, o bază Lewis, adică o entitate care are o pereche liberă de electroni.
Reacția de substituție necesită o oarecare explicație cu privire la vocabularul folosit. Am văzut că nucleofilul este specia primită. Halogenul care va pleca se numește nucleofug sau mai simplu un grup părăsitor (Părăsirea grupului, pentru anglo-saxoni). Nucleofilii sunt clasificați după „rezistență” la fel și grupurile care părăsesc. Astfel, pentru ca o reacție de substituție să aibă loc în cele mai bune condiții, este nevoie de un grup de părăsire foarte bun și de un nucleofil foarte bun.