Полігалогенпохідні алканів
1. Ізомерія. Номенклатура. - 8 -
1.1 Методи отримання. - 8 -
1.2. Окремі представники. Застосування. - 9 -
2. Фтороалкани. - 14 -
2.1 Розвиток хімії органічних сполук фтору. - 14 -
2.2 Номенклатура фтороалканів. - 15 -
2.3 Отримання фтороалканів. - 18 -
Використана література. - 24 -
Дія хлору на вуглецевмісні речовини вже давно привертала увагу багатьох хіміків. Відомо, що ще 1815 р. Гей-Люсссак, обробивши ціаністоводневу кислоту хлором, виявив, що вона перетворюється на хлорціан
У 1821 р. Фарадеєм було показано, що олія голландських хіміків (дихлоретан) при тривалій дії на нього хлору перетворюється на новий продукт—шестихлористий вуглець
Досліджуючи бензольні сполуки, Велер та Лібіх (1822 р.) встановили, що хлор перетворює сполуку
Таким чином, вже на початку XIX століття вчені мали факти, що доводять здатність водню в органічних сполуках заміщатися хлором з виділенням хлористого водню і одночасним утворенням відповідних хлорорганічних продуктів. Однак ці окремі факти не були використані для узагальнюючих висновків.
У 1834 р. знаменитий французький хімік Дюма звернув увагу на виділення хлористого водню при горінні свічок, виготовлених з воску, попередньо оброблюваного на той час хлором для відбілювання. Порівнюючи спостережуване їм явище із зазначеними вище фактами, відкритими до нього іншими хіміками, Дюма вперше намагається узагальнити ці явища і встановити загальні закономірності, що їх характеризують. Він приходить до формулювання емпіричного закону заміщення, згідно з яким «якщо тіло, що містить водень,піддається дегидрирующему дії хлору (чи іншого галоїду чи кисню), то кожен загублений атом водню воно (тіло) приєднує один атом галоїду (чи половину атома кисню)».
Положення, висловлені Дюма, безсумнівно, сприяли появі багатьох наступних теоретичних та експериментальних досліджень щодо реакції заміщення взагалі та хлорування зокрема.
Голова української хімічної школи органіків О.М. Бутлеров, створюючи теорію будови органічних сполук і розглядаючи різнобічні хімічні перетворення їх, приділяв велику увагу реакціям галоїдування, у тому числі хлорування вуглеводнів та їх похідних.
Капітальним внеском у розробку теоретичних основ реакцій хлорування парафінових вуглеводнів стали відомі дослідження В.В. Марковникова з теорії взаємного впливу атомів у молекулах хімічних сполук. Користуючись величезним експериментальним матеріалом, В.В. Марковников сформулював низку приватних та загальних закономірностей, скромно названих ним «Правилами». Насамперед, він звертає увагу на процеси заміщення водню у вуглеводнях хлором та киснем. Встановлені закономірності тут були сформульовані так:
1. «У граничних вуглеводнях водні, що належать вуглецевим паям, що найбільше витратили свою спорідненість на зв'язок з іншими вуглецями, легше піддаються заміщенню порівняно з іншими».
2. «Якщо хлор замінює частина водню, що належить одному вуглецевому паю у складі вуглеводню, інші еквіваленти тієї ж вуглецю, пов'язані водневим спорідненістю, отримують особливе прагнення вступити у взаємодію Космосу з хлором».
3. «Водень вуглецевого паю, пов'язаного з окисленим вуглецем, отримує, переважно перед іншимиводнями, здатність заміщуватися галоїдом».
4. «Якщо частина вуглецевої спорідненості, зайнятого воднем, вступає у взаємодію з іншими елементами, переважно електронегативного характеру, то решта його спорідненості отримує властивість ще легше взаємодіяти і, при тому, не тільки щодо елемента, що вже замістив водень, а й у відношенні до всіх інших елементів. Якщо ж за заміщенням всього водню одного вуглецевого паю воно йде далі, то з усіх інших паїв вуглецю, що знаходиться в частинці, заміщення піддається найлегше водень найближчого вуглецю».
Відкриті В.В. Марківниковим закономірності мали велике значення в усьому подальшому розвитку експериментального дослідження реакцій хлорування та гідрохлорування вуглеводнів та наукових узагальнень у цій галузі.
Одним із перших хіміків, які експериментально розпочали серйозне вивчення реакцій хлорування вуглеводнів, був друг і однодумець Маркса та Енгельса відомий німецький хімік-органік Шорлеммер. Його роботи по хлоруванню були нерозривно пов'язані із загальним дослідженням парафінових вуглеводнів, виділених ним вперше з продуктів перегонки кеннельського вугілля.
Реакція хлорування метану та його гомологів використовувалася Шорлеммером для підтвердження будови цих вуглеводнів. Він, мабуть, вперше вказав загальний метод одержання хлористих алкілів хлоруванням відповідних парафінових вуглеводнів. У своїй книзі «Виникнення та розвиток органічної хімії» Шорлеммер писав: «Подібно до того, як під дією хлору на болотний газ ми отримуємо хлористий метил, цим же способом з вищих парафінів можна отримати хлориди однотипних радикалів, що мають загальну формулу
Слід зазначити також, що, розглядаючи метод одержання хлористих алкілів, Шорлеммерзвертає увагу на їх хімічні перетворення, що призводять, зокрема, до одержання спиртів та амінів.
Дослідження процесів хлорування вуглеводнів відіграло важливу роль значно пізніше — у період створення та розвитку ланцюгової теорії хімічних реакцій, що стала нині потужним засобом щодо багатьох складних хімічних перетворень.
У свою чергу, основні положення ланцюгової теорії, розвинені Н. Н. Семеновим та його школою, Хіншельвудом та іншими, вплинули на вивчення механізму та оптимальних умов хлорування вуглеводнів різних класів.
Дослідження реакцій хлорування вуглеводнів та інших сполук продовжують і зараз відігравати істотну роль у вирішенні основного наукового завдання органічної хімії — встановленні зв'язку між реакційною здатністю та будовою молекули, що реагує.
Таким чином, тривалий час вивчення реакції хлорування вуглеводнів мало лише теоретичне значення.
У зв'язку з розвитком у тридцятих роках поточного століття промислових методів термічної переробки нафти, при яких у значних кількостях утворюються газоподібні парафінові та ненасичені вуглеводні, постало завдання раціонального використання їх для отримання низки необхідних у народному господарстві продуктів. Серед цих продуктів одне з провідних місць починають займати різні похідні хлору аліфатичних вуглеводнів. Завдяки цьому реакції, що призводять до отримання хлорпохідних аліфатичних вуглеводнів, набула практичного значення.
В даний час у промисловості використовуються два основні методи отримання хлорпохідних вуглеводнів: хлорування (граничних та ненасичених вуглеводнів) та гідрохлорування (ненасичених вуглеводнів). Внаслідок великих ресурсівпарафінових вуглеводнів у порівнянні з ненасиченими зростаюча увага приділяється всебічному вивченню методів безпосередньої хімічної переробки парафінових вуглеводнів, у тому числі їх хлоруванню.
Хлорпохідні вуглеводнів є цінні для народного господарства речовини, що мають як самостійне значення, так і є напівпродуктами для низки відповідальних синтезів, у тому числі високомолекулярних сполук і отрутохімікатів. Природно тому, що це область органічного синтезу продовжує привертати увагу багатьох дослідників як і СРСР, і у країнах.
Отримані експериментальні дані з різних методів синтезу хлористих алкілів та інших хлорпохідних вуглеводнів послужили основою для створення промислових процесів виробництва ряду хлорорганічних продуктів: хлористого вінілу, хлористого етилу, дихлоретану, хлористого метилу, хлористого метилену та ін. галузей промисловості органічної хімії.
Різноманітні перетворення хлорпохідних вуглеводнів, обумовлені реакційною здатністю атомів хлору, призводять до отримання багатьох практично цінних органічних продуктів - аліфатичних спиртів, амінів, алкілованих вуглеводнів та ін. Хлор з'явився як би своєрідним ключем, що відкрив шлях до різних перетворення . Саме ці обставини давали нам підставу у запропонованій увазі читачів монографії розглянути теоретичні закономірності та наукові засади деяких технологічних процесів хлорування парафінових вуглеводнів.