هالوجين الأرينات
| English | العربية |
|---|---|
| halogenoarene/ˈheɪləʊdʒnɔːren/ | هالوجين أرين |
| aryl halide/ˈɑːrɪl ˈhælaɪd/ | هاليد أريلي |
| nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | استبدال نيوكليوفيلي |
| persistent/pəˈsɪstənt/ | مستمر |
| pesticide/ˈpestɪsaɪd/ | مبيد حشري |
| bioaccumulate/ˌbaɪəʊəˈkjuːmjʊleɪt/ | يتراكم بيولوجياً |
الهالوجينات على حلقة
- هالوجين أرين (هاليد أريل) هو مركب يرتبط فيه هالوجين بحلقة بنزين.
- يُصنع عن طريق استبدال إلكتروفيلي.
- هو أقل تفاعلية بكثير من هالوجينو ألكان.
مختبر هالوجين الأرينات
قارن هالوجين الأرينات بهالوجين الألكانات.
رابطة C–هالوجين في الهالوجينو أرين أقل تفاعلاً منها في الهالوجينو ألكان.
تقوي إلكترونات الحلقة الموهونة الرابطة.
تحضير أحدها
- يتفاعل أرين مع $\text{Cl}_2$ أو $\text{Br}_2$ باستخدام $\text{AlCl}_3$/$\text{AlBr}_3$ كعامل حفاز — حيث يحل الهالوجين محل هيدروجين الحلقة.
- بنزين ← كلوروبنزين؛ ميثيل بنزين ← 2- و 4-كلورو ميثيل بنزين.
بنزين + Cl₂ مع عامل حفاز AlCl₃ → كلوروبنزين، عن طريق الاستبدال الإلكتروفيلي
يتم تحضير هالوجينو أرين عن طريق تفاعل أرين مع هالوجين و:
يتيح حافز ناقل الهالوجين الاستبدال الإلكترونيفيلي لذرة هيدروجين في الحلقة.
صل كل مصطلح بمعناه.
يربط كل بند المصطلح بمعناه الصحيح.
يتفاعل البنزين مع Cl₂ باستخدام العامل المحفز AlCl₃ لتكوين ____.
استبدال إلكتروفيلي يحل محل هيدروجين حلقي بالكلور.
لماذا هو غير متفاعل
يتفاعل الهالوجينو ألكان بسهولة عن طريق الاستبدال النوكليوفيلي (C–Cl قطبي). أما الهالوجين أرين فلا يفعل ذلك، لسببين:
- زوج حر على الهالوجين يتداخل مع الحلقة المجهدة، مما يمنح رابطة C–Cl طابع الرابطة المزدوجة الجزئي — فتصبح أقصر وأقوى، وبالتالي يصعب كسرها.
- الحلقة الغنية بالإلكترونات تصد النوكليوفيل approaching.
لذلك لا يتفاعل كلوروبنزين مع $\text{OH}^-$ في الظروف العادية، بينما يتفاعل كلورو إيثان.
سبب كون الهالوجين أرين أقل تفاعلية بكثير من الهالوجينو ألكان
هالوجينو أرين غير متفاعل تجاه النوكليوفيلات جزئياً لأن:
يعطي تداخل الأزواج الحرة طبيعة رابطة مزدوجة جزئية، مما يجعل C–Cl أقصر وأكثر قوة.
السبب الثاني لمقاومة هالوجينو أرين للنوكليوفيلات هو أن الحلقة:
تتنافر الحلقة الموهونة والغنية بالإلكترونات النوكليوفيلات الغنية بالإلكترونات.
في الظروف العادية، مع OH⁻:
يخضع الهالوجينو ألكان (كلوروإيثان) لاستبدال نوكليوفيلي؛ أما الهالوجينو أرين (كلوروبنزين) فلا يفعل ذلك.
تداخل الأزواج الحرة مع الحلقة يجعل رابطة C–Cl في كلوروبينيل أسهل لكسر.
يعطي هذا التداخل طابعًا جزئيًا للرابطة المزدوجة، لذا تكون الرابطة أقصر وأكثر قوة.
أيهما يتأكسد بسهولة أكبر بواسطة أيون الهيدروكسيد المائي⁻ تحت ظروف المختبر المعتادة؟
يخضع كلوروإيثان لاستبدال نووي. تُعزز رابطة C–Arيل بواسطة التداخل مع الحلقة.
مفيدة لكن مستمرة
- نفس هذه الثبات يجعل الهالوجين أرينات مفيدة — في المبيدات الحشرية (مثل DDT)، والأصباغ والعديد من الوسطاء التخليقية.
- وبكونها غير متفاعلة، فإنها لا تتحلل في البيئة.
- لذا فهي تستمر وتتراكم حيوياً عبر السلاسل الغذائية — وهو السبب الذي جعل بعض أنواعها، بما فيها DDT، قد حُظر.
العديد من المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب هي هالوجين أرينات — ذرات كلر مرتبطة بحلقة بنزين.
لقد فهمت الأمر
- يُصنع الهالوجين أرين بالاستبدال الإلكتروفيلي (أرين + Cl₂/AlCl₃)
- هو غير متفاعل تجاه النوكليوفيلات: زوج حر على Cl يعزز رابطة C–Cl، والحلقة تصد النوكليوفيلات
- لا يتفاعل كلوروبنزين مع OH⁻؛ بينما يتفاعل كلورو إيثان
- هذا الثبات يجعلها مفيدة (مبيدات، أصباغ) لكنها ملوثات مستمرة (تم حظر DDT)