Галогенарены
Введено| English | Значение |
|---|---|
| halogenoarene/ˈheɪləʊdʒnɔːren/ | галогенарил |
| aryl halide/ˈɑːrɪl ˈhælaɪd/ | ариловый галогенид |
| nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | нуклеофильное замещение |
| persistent/pəˈsɪstənt/ | персистентный |
| pesticide/ˈpestɪsaɪd/ | пестицид |
| bioaccumulate/ˌbaɪəʊəˈkjuːmjʊleɪt/ | биоаккумуляция |
Галогенарены на кольце
- Галогенарен (ариловый галогид) имеет галоген, связанный с бензольным кольцом.
- Он получается путём электрофильного замещения.
- Он значительно менее реакционноспособен, чем галогеналкан.
Лабораторная работа по галогенаренам
Сравните галогенарены с галогеналканами.
Связь C–галоген в галогенарене менее реакционноспособна, чем в галогеналкане.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Делокализованные электроны кольца укрепляют связь.
Получение одного из них
- Арен реагирует со $\text{Cl}_2$ или $\text{Br}_2$ при использовании $\text{AlCl}_3$/$\text{AlBr}_3$ в качестве катализатора — галоген замещает водород кольца.
- бензол → хлорбензол; метилбензол → 2- и 4-хлорметилбензол.
Бензол + Cl₂ в присутствии катализатора AlCl₃ → хлорбензол, электрофильное замещение
Галогенарен получают реакцией арена с галогеном и:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Катализатор-переносчик галогена обеспечивает электрофильное замещение водорода в кольце.
Соотнесите каждый термин с его значением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Каждый пункт связывает термин с его верным значением.
Бензол реагирует с Cl₂ в присутствии катализатора AlCl₃, образуя ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Электрофильное замещение заменяет атом водорода в кольце на хлор.
Почему он неактивен
Галогеналкан легко реагирует по механизму нуклеофильного замещения (полярная связь C–Cl). Галогенарен не реагирует по двум причинам:
- неподелённая пара электронов на галогене перекрывается с делокализованным кольцом, придавая связи C–Cl частичный двойной характер — она короче и прочнее, поэтому её трудно разорвать.
- электронно-богатое кольцо отталкивает приближающийся нуклеофил.
Поэтому хлорбензол не реагирует со $\text{OH}^-$ в обычных условиях, тогда как хлорэтан реагирует.
Почему галогенарен намного менее реакционноспособен, чем галогеналкан
Галогенарен малоактивен по отношению к нуклеофилам, частично потому что:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Перекрывание неподелённой пары придаёт связи частичный двойной характер, делая C–Cl короче и прочнее.
Вторая причина, по которой галогенарен сопротивляется нуклеофилам, заключается в том, что кольцо:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Делокализованное, богатое электронами кольцо отталкивает богатые электронами нуклеофилы.
В обычных условиях при участии OH⁻:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Галогеналкан (хлорэтан) подвергается нуклеофильному замещению; галогенарен (хлорбензол) — нет.
Перекрывание неподелённой электронной пары с кольцом делает связь C–Cl в хлорбензоле легче разрываемой.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Перекрывание придаёт связи частичный двойной характер, поэтому она короче и прочнее.
Какое из них гидролизуется водным раствором OH⁻ при обычных лабораторных условиях легче?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Хлорэтан вступает в нуклеофильное замещение. Арильная связь C–Cl усиливается перекрыванием с кольцом.
Полезны, но устойчивы
- Та же самая стабильность делает галогенарены полезными — в пестицидах (например, ДДТ), красителях и многих промежуточных продуктах синтеза.
- Но будучи неактивными, они не разлагаются в окружающей среде.
- Поэтому они сохраняются и биоаккумулируются по пищевым цепям — именно поэтому несколько из них, включая ДДТ, были запрещены.
Многие пестициды и гербициды являются галогенаренами — атомы хлора связаны с бензольным кольцом.
Вы поняли
- галогенарен получают электрофильным замещением (арен + Cl₂/AlCl₃)
- он неактивен к нуклеофилам: неподелённая пара Cl усиливает связь C–Cl, а кольцо отталкивает нуклеофилы
- хлорбензол не реагирует с OH⁻; хлорэтан реагирует
- эта стабильность делает их полезными (пестициды, красители), но устойчивыми загрязнителями (ДДТ был запрещён)