Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

1. CH27-HALOGENDERIVÁTYMgr. Aleš Chupáč, RNDr. YvonaPufferováGymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Soubor prezentací: CHEMIE PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. • Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“

2. CHARAKTERISTIKA • deriváty uhlovodíků, které ve svých molekulách obsahují kromě uhlíku a vodíku, halogen (fluor, chlor, brom, jod) – přímo vázaný na uhlíkový atom • Rozdělení: - monohalogenderiváty (chlormethan) - dihalogenderiváty (dichlormethan) ad. Monotopickýdihalogenderivát– na jednom uhlíkovém atomu se vyskytují dva atomy halogenů (např. 1-brom-1-chlorethan)

3. ÚLOHA: Názvosloví halogenderivátů 2. 1. 5. jodoform 3. CH3Cl 6. trichlormethan 4. 7.

4. REAKTIVITA halogenderivátů • reaktivita halogenderivátů je odvislá od typu halogenu: F  Cl  Br  I • typické reakce: 1) substituce nukleofilní rozdíl v elektronegativitě C-Hal = polarizace vazby uhlík–halogen → tyto látky reagují s nukleofily. rozlišíme podle typu halogenderivátu 2) eliminace Velmi často obě reakce probíhají současně a záleží na struktuře alkylhalogenidu a reakčních podmínkách, která reakce převládne.

5. δ- δ+ δ- Polarizace vazby uhlík - halogen Halogen Polarizovaná vazba C-H Elektronegativita: uhlík = 2,5 vodík = 2,1

6. SUBSTITUCE NUKLEOFILNÍ SN1 Nukleofilní substituce monomolekulární (bez bimolekulárního komplexu) 2-methylpropan-2-ol

7. SUBSTITUCE NUKLEOFILNÍ SN2 Nukleofilní substituce bimolekulární (přes bimolekulární komplex) methanol WALDENŮV ZVRAT (OBRAT) – atom chloru je velmi objemný, hydroxylová skupina se váže na opačnou stranu (molekula vody)

8. Příklady nukleofilních substitucí alkoholy ethery aminy nitrily

9. ELIMINACE - dehydrohalogenace Podmínka: působení silné zásady ethen 2-methylpropen

10. PŘÍPRAVA halogenderivátů z uhlovodíků • Halogenace alkanů (radikálová substituce) • Halogenace či hydrohalogenacealkenů či alkynů – adice (elektrofilní či radikálová) • Halogenace arenů(elektrofilní substituce)

11. Příprava z ALKANŮ - SR INICIACE: 2) PROPAGACE: 3) TERMINACE:

12. Příprava z ALKENŮ a ALKYNŮ Chlorace propenu za vzniku 1,2-dichlorpropanu Chlorace ethynu za vzniku 1,1,2,2-tetrachlorethanu

13. ÚLOHA: Chlorace ethynu Na webu http://www.studiumchemie.cz/video.php?id=181 zhlédněte video k problematice chlorace ethynu. ÚKOLY: • Popište celý pokus vlastními slovy. • Zapište rovnice obou dějů a pojmenujte jednotlivé látky. O jaký typ reakce, dle reakčního mechanismu, se jedná?

14. ÚLOHA: Příprava halogenderivátů z uhlovodíků Zapište rovnice následujících dějů, uveďte jejich podmínky a pojmenujte produkty reakcí. • Chlorace ethenu • CH3CH2CH=CH2 + HBr → • Bromace but-1-ynu

15. Příprava z ARENŮ - SE Cl-Cl + FeCl3Cl+ + [FeCl4]-

16. chlorbenzen

17. Příprava ethylbromidu v laboratoři Výchozí látky: ethanol, bromid draselný, konc. kyselina sírová Reakční mechanismus: + +

18. VLASTNOSTI halogenderivátů • v přírodě se nevyskytují (jsou uměle vyrobeny) • existují ve všech skupenstvích • ve vodě jsou nerozpustné, rozpouštějí se však v organických rozpouštědlech, samy jsou většinou dobrými rozpouštědly • mají vyšší body varu než uhlovodíky, od kterých jsou odvozeny • jedovaté • mnohé karcinogenní

19. VÝZNAM halogenderivátů • výchozí látky pro chemické výroby • rozpouštědla • herbicidy, pesticidy, fungicidy (DDT) • chladiva, hnací plyny (dříve FREONY) • součásti polymerů • výroba léčiv

20. Vinylchlorid • jedovatý, bezbarvý plyn • narkotické účinky (tlumí CNS) • výroba polyvinylchloridu (PVC) Obr. 1 Trubky z polyvinylchloridu

21. Chloroform • bezbarvá, těkavá kapalina (páry těžší než vzduch) • dříve užíván jako lokální anestetikum • dráždí pokožku a sliznice, toxický, tlumí CNS, potenciální karcinogen • v mnohých filmech k omámení oběti Obr. 2 King Kong – etiketa

22. Polychlorované bifenyly !!! HROZBA !!! • tepelná, biologická a chemická stálost • polutant v životním prostředí, kumulace v tkáních, snižování obranychopnosti, toxicita, karcinogenita • PŘÍKLAD: DDT =1,1,1,-trichlor-2,2-bis(4-chlorfenyl)ethan

23. Freony !!! HROZBA !!! • halogenderiváty, které obsahují atomy fluoru (jeden či více) a další atom halogenu (jeden či více) • PŘÍKLAD: freon 114 = 1,2-dichlor-1,1,2,2-tetrafluorethan • DNES používání zakázáno (poškozování ozonové vrstvy - Nobel. cena 1995 - P. J. Crutzen, M. J. Molina, F. S. Rowland) Obr. 3 F. S. Rowland

24. Použité informační zdroje 1. Struktury látek (chemické rovnice) byly kresleny s využitím programu ACD/ChemSketch 10.0. 2.Janeczková, A., Klouda P. Organická chemie. Ostrava: Nakl. KLOUDA Pavel, 2004. 3. McMURRY, J. Organická chemie. Praha: VŠCHT, 2007. 4. Obr. 1. [online]. [cit. 2012-07-19]. Dostupné z:http://www.formteile.ch/stoffe/img/polyvinylchlorid-pvc.jpg 4. Obr. 2. [online]. [cit. 2012-07-19]. Dostupné z:http://www.cz-warez.com/king-kong-t23263.html Obr. 3. [online]. [cit. 2012-07-19]. Dostupné z:http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1995/rowland.jpg

25. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.