알칸의 할로겐화 메커니즘

예 를 평가합시다 알칸의 할로겐화 -메탄의 염소화, 할로겐화 메커니즘 . 실온에서 빛이 없을 때 메탄 (CH4)과 염소 (CL2)가 융합 될 때 아무 일도 일어나지 않습니다. 그러나 조건이 변경되면 고온에서 반응이 발생하거나 자외선 조사가 발생하면 제품이 형성됩니다. 클로로 메탄 (CH3CL).

할로겐 함유 화합물은 일반적이며 폴리머 및 약물의 생산에 변형이 중요합니다. 할로겐 또한 할리 드 및 할로겐 산의 염을 사용하여 일반적으로 도입됩니다. 많은 특수 지표가 halogens 를 소개합니다 염화 티오닐과 같은 다양한 기질 및 금 형태의 골드 (III) 클로라이드. 할로겐화 halogens 의 영향을받습니다 .

몸

라디칼 체인 메커니즘

• 반응의 절차는 급진적 인 사슬 메커니즘을 통해 이루어집니다.
• 알칸 메커니즘의 할로겐화 3 단계로 나뉩니다.

• 시작
• 전파
• 종료

개시 :

염소 분자 (CL2) 사이의 결합은 개시로 인해 파손된다. 이 단계는 에너지를 입력해야하기 때문에이 단계는 에너지를 입력해야합니다.이 단계 후에 더 많은 에너지의 입력없이 반응이 지속적으로 발생할 수 있습니다 (반응물이 제공하는 한). 외부 에너지 입력은 열과 빛을 통해 발생합니다.

전파 :

다음 두 단계는 전파 단계-

1 단계 : 염소 라디칼은 메탄의 수소와 결합됩니다. 이 조합은 메틸 라디칼 및 염산을 제공합니다 (HCl 은이 반응의 무기 생성물입니다). 이 단계는 흡열입니다. 에너지 적으로 유리하지 않으며 열을 취합니다 (2kcal/mol 필요)

2 단계 : 더 많은 염소 출발 물질 (CL2)이 사용됩니다. 하나의 염소 원자는 라디칼이되고 다른 염소 원자는 메틸 라디칼과 결합됩니다. 이 단계는 발열입니다. 신속하게 발생하여 27kcal/mol을 방출합니다. 이 단계는 메틸 라디칼 인 Step-1의 생성물을 사용합니다.

종료 :

모든 라디칼은 함께 결합하여 더 많은 생성물 (CH3CL), 더 많은 반응물 (CL2) 및 에탄 (CH3CH3)의 측면 생성물을 형성하는 2 개의 메틸 라디칼의 더 많은 조합을 형성합니다.

• 한 번의 염소화 후에 반응이 멈추지 않습니다. 
• monosubstituted 클로로 메탄을 얻는 것은 어렵습니다. 오히려, di-, tri- 및 심지어 테트라 클로로 메탄이 형성된다. 
• 이 어려움을 피하려면 클로라이드와 비교하여 더 높은 농도의 메탄을 사용해야합니다.
• 초기 에이 자유 라디칼 연쇄 반응은 자유 라디칼과 많은 반응물 분자가 포함되어 있습니다.
• 반응이 진행됨에 따라 자유 라디칼의 수는 반응물 수가 감소함에 따라 증가합니다.
• 끝 근처에서, 우리는 반응물 분자보다 더 많은 자유 라디칼이 있습니다.
• 전반적으로 종료 단계는 우세한 반응이됩니다.
• 전체, 할로겐화 메커니즘 반응은 신속하게 발생하며 제품의 형성은 마이크로 초만 걸립니다.

조정은 어떻게 제어됩니까?

할로겐화 알칸은 단일 치환에서 결코 멈추지 않습니다.

메탄의 염소화는 디클로로 메탄, 클로로포름 및 탄소 테트라 클로라이드를 발생하지만 반응에 따라 다릅니다.

할로겐 농도의 농도를 제어함으로써 모노, 디, 트리 또는 테트라 할로겐화 생성물이 가능하다. 

수소의 대체에 따라 탄화수소의 가능한 생성물이 하나 이상 존재한다. 예를 들어, 부탄 (CH3-Ch2-Ch2-Ch2Cl)은 1- 클로로 부탄 (CH3-Ch2-Ch2-Ch2CL)을 제공하는 위치 1에서 염화 될 수 있거나 2- 클로로 부탄 (CH3-Ch2-ChCl-CH3)을 제공한다. 이 제품은 Butane의 반응 속도 2에 의존합니다. Butane Reacts는 주요 제품에 신속하게 2- 클로로 부탄을 제공합니다.

bromination> 염소화> 형광 (> '선택적 덜 선택).

다른 중요한 점

• 형광은 선택적이지는 않지만 폭발 또는 폭발 반응을 피하려면 특별한주의가 필요합니다. 이 관계는 해몬드 가정의 도움으로 설명 될 수 있으며 상대성-선택성 원리의 시연으로 여겨진다.
• 수소 추상화의 전이 상태는 급진적 인 특성을 가지며 브롬 라인 라디칼이 반응하지 않는 동안 늦게 도달합니다.
• 반응성 염소 라디칼의 전이 상태는 라디칼 특성과 반응물과 유사합니다.
• 알킬 라디칼은 공명 안정화로부터 이익을 얻을 수 있으며 전이 상태에서 완전히 형성되어 선택성을 최대화합니다.
• bromination의 선택성은 결합 해리 에너지 (BDE)를 통해 이해됩니다. BDE는 균질 절단의 도움으로 그것을 깨뜨리는 데 필요한 결합의 에너지입니다. 반응이 발열인지 또는 흡열인지 여부를 더욱 결정합니다.
• 요오드가 알칸과 반응하지 않기 때문에 알칸과 요오드 사이의 반응이 발생하지 않습니다.
• 어둠 속에서 알칸과 염소 또는 브롬 사이의 반응은 없지만 빛/열이 존재하면 필요한 알킬 할라 드가 생성 될 수 있습니다.

다른 할로겐의 경우, 자유 라디칼 할로겐화는 다음 순서로 발생합니다.

(>보다 더 빨리 반응)

하나 이상의 아릴 치환기 (벤질 위치)> 3 개의 알킬 치환기 (3 차 위치)> 2 개의 알킬 치환기 (2 차 위치)> 1 또는 제로 치환기 (1 차 위치)를 갖는 탄소를 갖는 탄소.

할로겐화 억제제- 산소.

할로겐화 방향족 화합물의 일반적으로 염소와 브롬에 잘 작용합니다.

방향족 화합물은 전자성 할로겐화 에 적용된다 .

RC6H5+X2 → HX+RC6H4X

발츠-스키만 반응-불소화 된 방향족 화합물을 준비합니다.

결론