16. Halogenderiváty, organokovové, organokřemičité a organofosforečné sloučeniny

• charakteristika halogenderivátů

• indukční efekt – záporný a kladný

• chemické vlastnosti a reakce halogenderivátů

• freony a jejich problematika

• zástupci vybraných organokovových sloučenin

• Uhlovodíky: organické sloučeniny složené jen z molekul uhlíku a vodíku

• mohou být alifatické [acyklické (otevřené) / cyklické (uzavřené bez arom. jádra)], nebo aromatické

  Deriváty uhlovodíků: V molekule uhlovodíku je nahrazen vodíkový atom nebo vodíkové atomy jiným prvkem nebo charakteristickou skupinou

Charakteristika Halogenderivátů a Organokovových sloučenin

Halogenderiváty

Alkylhalogenidy- acyklický zbytek

Arylhalogenidy- aromatický zbytek

• v molekule uhlovodíku je na uhlík navázán halogen

• vazba: C – X: polární vazba (velký rozdíl el. negativit H a halogenu)

• Reaktivita roste ve skupině halogenů směrem dolů- nejreaktivnější je C-I

• indukční efekt: záporný

• Některé mají narkotické nebo slzotvorné účinky

• Jsou jedovaté a ukládají se v tucích

  Názvosloví: podle substitučního názvosloví se používají předpony fluor-, chlor- atd.připojené k názvu uhlovodíku: chlormethan CH3Cl

• triviální názvy: chloroform CHCl3

  Organokovové sloučeniny

  Sloučeniny přechodných kovů: organozinečnaté

  Sloučeniny nepřechodných kovů: organohlinité, velmi reaktivní

  • v molekule uhlovodíku je na uhlík navázán kov

  • vazba: C – kov

  • indukční efekt: kladný

  • Některé jsou prudce jedovaté a samozápalné

  • Příklady: organoolovnaté, organohlinité- o nich si povíme později

    Organokřemičité deriváty

  • v molekule uhlovodíku je na uhlík navázán fosfor

  • vazba: C – Si

  • indukční efekt: kladný

    Organofosforečné deriváty

  • v molekule uhlovodíku je na uhlík navázán fosfor

  • vazba: C – P

  • indukční efekt: kladný

Indukční efekt (I)

• souvisí s posunem elektronové hustoty po σ vazbách, když je vazba polární

  • v polární vazbě vždy má něco záporný a kladný indukční efekt

• Záporný indukční efekt = vyvolán atomy, které přitahují vazebné elektrony

  • elektrony σ posunuty k substituentu (má vyšší elektronegativitu než uhlík)

  • halogeny (-F, -Cl, -Br, -I), -OH, -NH2, -NO2

• Kladný indukční efekt = vyvolán atomy, které odpuzují vazebné elektrony

  • elektrony σ posunuty k uhlíku (má vyšší elektronegativitu než substituent)

  • nejčastěji kovy (-M), alkyly (-R),

    Bromid má záporný indukční efekt

    Ethyl má kladný indukční efekt

Reakce halogenderivátů (a zástupci halogenderivátů)

• Halogenderiváty

  • obecný vzorec R – X (funkční skupinou je tedy halogenid)

  • Nukleofilní substituce (SN)

    • nukleofil nahrazuje jinou nukleofilní funkční skupinu

    • př. halogenderivát + hydroxid / halogenderivát + amoniak

      • CH3CH2Br + NaOH -> CH3CH2OH + NaBr

      • CH3CH2Br + NH3 -> CH3CH2NH2+ HBr (za specifických podmínek)

  • Eliminace

    • dvojná vazba vzniká dle Zajcevovo pravidlo

    • Zajcevovo pravidlo: dvojná vazba vzniká mezi uhlíkem s halogenem a uhlíkem s menším počtem vodíků (při eliminaci vzniká majoritně vícesubstiovaný alkan)