Deriváty uhlovodíků Tvorba systematických názvů Základem uhlovodíková kostra

1. Deriváty uhlovodíků • Tvorba systematických názvů • Základem uhlovodíková kostra • Charakteristické skupiny (vše kromě vodíku, alkylu a • heterocyklického zbytku) • Hlavní charakteristická skupina (pouze jedna a • určuje koncovku v názvu sloučeniny)

2. Hierarchie vybraných charakteristických skupin nejvyšší „oniové“ kationty • OH hydroxyderiváty • SH sulfanylderiváty • O-O-H hydroperoxidy • NH2 aminy • OR ethery • SR sulfidy • Br,Cl,F,I halogenidy • NO2 nitroderiváty • COOH karboxylové kys. • SO3H sulfonové kys. • COOR estery • COCl acylhalogenidy • CONH2 acylamidy • C  N nitrily • CH = O aldehydy • CO - ketony

3. Tvorba názvu 1. nalezení hlavní charakteristické skupiny 2. nalezení hlavního řetězce a) maximální počet charakteristických skupin b) maximální počet násobných vazeb c) maximální počet atomů uhlíku v řetězci 3. očíslovat uhlíky hlavního řetězce (hlavní charakteristická skupina co nejmenší číslo) 4. pojmenovat všechny charakteristické skupiny a uhlovodíkové zbytky a sestavit název sloučeniny

5. Halogenderiváty uhlovodíků Názvosloví

6. Zastaralé a triviální názvy CH3Br methylbromid CH2I2 methylenjodid CHI3 jodoform CHBr3 bromoform CHCl3 chloroform CHF3 fluoroform

7. Reaktivita halogenderivátů Alkylační činidla: R – X  R+ + X- R – I > R – Br > R – Cl >> R – F Halogen vázaný na atom uhlíku, který nese násobnou vazbu, lze odštěpit jen velmi obtížně:

8. Vliv struktury uhlovodíkového řetězce na reaktivitu

9. Typická reakce R – X + AY  R – Y + AX Jde o navázání alkylu R na vhodnou skupinu Y – ALKYLACE Z hlediska reakčního mechanismu se jedná o nukleofilní substituci SN

10. Nukleofilní substituce monomolekulární SN1 Sloučenina AY se snadno štěpí na ionty: AYA+ + Y- Pokud se snadno štěpí na ionty i halogenderivát R – X  R+ + X- dojde k reakci karbokationtu s nukleofilní částicí za vzniku produktu RY: R+ + Y-  R – Y

11. Nukleofilní substituce bimolekulární SN2 Pokud se halogendrivát štěpí na ionty neochotně, pak částice Y- atakuje nedisociovanou molekulu halogenderivátu:

12. Vedlejší reakce při alkylacích Eliminace:

13. Přesmyky:

14. substrát nukleofil produkt využití R - X H2O R – OH + HX příprava alkoholů R - X OH- R – OH + X- příprava alkoholů R - X R´- O- R – O – R´ + X- příprava etherů R - X SH- R – SH + X- příprava thiolů

15. R - X R´- S- R – S – R´ + X- příprava sulfidů R - X NH3 R - NH3+ X- příprava amoniových solí R - X R – NH2 R2 NH2+ X- příprava amoniových solí R - X R2 NH R3 NH+ X- příprava amoniových solí R - X R3 N R4 N+ X- příprava amoniových solí

16. R - X CN- R – CN + X- příprava nitrilů R - X Mg R - MgX příprava organokovových sloučenin R - X Li R – Li + LiX příprava organokovových sloučenin R - X R - MgX R – R + MgX2 příprava uhlovodíků

17. Příprava halogenderivátů Z uhlovodíků: radikálová chlorace CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl CH2 = CH - CH3 + Cl2 CH2 = CH – CH2Cl + HCl

19. iontová chlorace

20. iontová adice halogenovodíku CH2 = CH - CH3 + HCl  CH3 - CHCl - CH3 radikálová adice bromovodíku CH2 = CH - CH3 + HBr  Br - CH2 - CH2 - CH3 adice halogenů CH2 = CH - CH3 + Cl2 CH2Cl - CHCl - CH3

21. Příprava halogenderivátů z alkoholů Při reakci R – OH + HX  R – X + H2O nastávají často komplikace

22. jodderiváty: R – OH + HI  R – I + H2O R – I + HI  R – H + I2 V reakční směsi nesmí být přebytek jodovodíku! R – OH + KI + H3PO4 R – I + KH2PO4 + H2O R – OH + I2 + P  R – I + H3PO3

23. bromderiváty: R – OH + HBr  R – Br + H2O R – OH + PBr3  R – Br + H3PO3

24. chlorderiváty: R3C – OH + HCl  R3C – Cl + H2O k posunutí rovnováhy je nutno vázat vodu R – OH + HCl + ZnCl2  R – Cl + ZnCl2H2O vysoké výtěžky za použití halogenidů anorganických kyselin (PCl3, PCl5, SOCl2, SO2Cl2 …) R – OH + PCl3  R – Cl + H3PO3

25. fluorderiváty: R – OH + SF4  R – F + SOF2 + HF Všechny halogenderiváty je možno připravit z alkoholů dvoustupňovou syntézou: R – OH + R´ – SO2Cl  R´ – SO2– O-R + HCl R´ – SO2– O-R + KI  R – I + R´ – SO3K

26. Příprava halogenderivátů z etherů R1 – O – R2 + HI  R1 – I + R2 – I + H2O

27. Příprava halogenderivátů z aldehydů a ketonů R – CH = O + PCl5  R – CHCl2 + POCl3

28. Příprava fluorderivátů z karboxylových kyselin R – COOH + SF4  R – COF + SOF2 + HF R – COF + SF4  R – CF3 + SOF2

29. Příprava „freonů“ CCl4 + HF  CCl3F + HCl Nutná přítomnost katalyzátoru SbCl5!!!

30. Organokovové sloučeniny Příprava: nejběžnější: halogenderivát + kov Organokovové sloučeniny těžkých kovů velmi nebezpečné CH3 – Hg – CH3

31. Použití: 1. reakce s „kyselými vodíky“, například: 2.adice na polární násobné vazby (CO, CN apod.), například:

32. Shrnutí kapitoly. Halogenderiváty uhlovodíků obsahují polární vazbu uhlík halogen, ve které atom uhlíku, díky své menší elektronegativitě vůči atomu halogenu, nese parciální kladný náboj. Relativní snadnosti rozštěpení vazby uhlík – halogen se využívá při alkylačních reakcích. Jako alkylační činidla není většinou možno použít fluorderiváty a halogenderiváty, ve kterých je atom halogenu vázán na uhlík nesoucí násobnou vazbu. Při přípravě halogenderivátů je nutno si uvědomit rozdíl mezi iontovým a radikálovým průběhem reakce.

33. Při iontové adici bromovodíku se atom bromu váže na atom uhlíku s parciálním kladným nábojem, při radikálové adici na atom uhlíku s parciálním záporným nábojem. Při iontové substituci alkylaromátů se atom halogenu váže na aromatické jádro, při radikálové substituci na atom uhlíku uhlovodíkového řetězce, který sousedí s aromatickým jádrem.