Галогенпроизводные углеводороды
Галогенпроизводных углеводородов представляют собой химические вещества - продукты замещения в углеводородах одного или более атомов водорода атомами галогенов. В зависимости от генеза углеводородного радикала различают алифатические (ненасыщенные и насыщенные), алициклические (галогеноциклоалканы), ароматические галогенопроизводные углеводороды, которые делятся на галогенарены (субстанции, в которых атом галогена непосредственно связан с ароматическим ядром), и арилалкилгалогениды (субстанции, содержащие атом галогена в боковой цепи).
Таблица. Свойства, применение и физиологическое действие некоторых галогенопроизводных углеводородов
| Название | Физическое состояние | Ткип, °С | Применение | Действие на организм | ПДК, мг/м3 |
| CH3Cl, хлорметан, метилхлорид | Газ | –23,8 | Хладагент в холодильных машинах, метилирующий реагент в органическом синтезе метилцеллюлозы, силиконов | Наркотическое | 5 |
| C2H5Cl, хлорэтан, этилхлорид | Газ, при Т более 12,3 °C — бесцветная жидкость | 12,3 | Растворитель жиров, масел, смол, восков, лекарственных препаратов | Местноанестеирующее, наркотическое средство | 50 |
| CHCl3, хлороформ, трихлорметан | Бесцветная жидкость | 61,2 | Растворитель в химическом производстве, экстрагент биологически активных веществ из растительного сырья, жиров, смол, алкалоидов, лекарственных препаратов | Для ингаляционного наркоза, наркотическое средство | 20 |
| CF3CHBrCl, фторотан, 1,1,1-трифтор-2-хлор-2-брометан | Прозрачная бесцветная жидкость | 49–51 | Лекарственный препарат | Средство для наркоза | 20 |
| CHCl=CCl2, трихлорэтилен | Бесцветная жидкость | 87 | Растворитель для обезжиривания материалов, экстрагент масел, жиров, восков | Сильное наркотическое | 10 |
| CF2=CF2, тетрафтор-этилен, перфторэтилен | Бесцветный газ | –76,3 | В производстве тефлона (фторопласта-4) | Раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей | 6 |
| ClCH2CH2Cl, 1,2-дихлорэтан | Бесцветная жидкость | 83,5 | Растворитель | Наркотическое, приводит к поражению печени | 10 |
| CHCl2–CHCl2, 1,1,2,2-тетрахлорэтан | Бесцветная жидкость с запахом хлороформа | 142 | Растворитель жиров, масел, смол, каучука | Раздражает глаза, слизистые оболочки дыхательных путей в, органы желудочно-кишечного тракта; адсорбируется кожей, обуславливает проявление дерматозов | 5 |
| CH2Cl2, хлористый метилен, метиленхлорид | Бесцветная жидкость со сладковатым запахом | 41 | Растворитель полимерных материалов | Наркотическое | 50 |
| CCl4, тетрахлорид углерода, четырехлористый углерод | Бесцветная тяжелая негорючая жидкость со сладковатым запахом | 76,7 | Растворитель жиров, масел, смол | Приводит к поражению печени и почек | 20 |
| CH2=CH–CH2Cl, алилхлорид, хлористый алил, 3-хлорпропен-1 | Бесцветная жидкость с резким запахом чеснока | 44,96 | В производстве эпихлоргидрина, глицерина, циклопропана, лекарственный препарат | Высокотоксическое вещество, вызывает поражение печени, почки, нервной, сердечно-сосудистой, бронхолегочной системы | 0,3 |
| C6H5Cl, хлорбензол | Бесцветная жидкость | 132 | В производстве фенола, анилина, ДДТ, лекарственных препаратов, растворитель | 50 | |
| C6H5CH2Cl, бензил-хлорид, хлорметил-бензол | Бесцветная жидкость | 179,3 | В производстве бензилового спирта, эстеров бензойной кислоты, красителей | Раздражает слизистые оболочки дыхательных путей, глаз, кожи | 0,5 |
В зависимости от характера радикала, у которого размещен атом галогена, в алифатических рядах различают первичные R-CH2Hal, вторичные RR'CH (Hal) и третичные RR'R''C (Hal) галогенпроизводных углеводородов. Согласно природы атома галогена их разделяют на хлор-, фтор-, бром- и йодпроизводные. По числу атомов галогена в молекуле различают моно-, ди-, три- и полигалогенпроизводные. Галогенпроизводные углеводороды, в которых все атомы водорода в молекуле замещены на галоген, называются пергалогенированные (перхлорированные, перфторированные): СCl3-CCl3 - перхлорэтан, СF2 = CF2 - перфторэтилен.
Физические свойства галогенпроизводных углеводородов зависят от природы атома галогена, строения и состава углеводородного радикала. При обычных условиях это газы (этил, фтористые метил, бутил и пропил, этил хлористый и метил, бромистый этил), другие - жидкости, высшие представители - твердые вещества.
Галогенпроизводные углеводороды - бесцветные вещества. Йодистые соединения приобретают коричневый или красный цвет в результате незначительного разложения под действием света, полийодсоединения - желтые. Ниже галогенпроизводные углеводороды имеют сладковатый запах. Практически не растворяются в воде, в большинстве случаев тяжелее нее, со многими органическими растворителями (диэтиловым эфиром, этанолом и др.) Смешиваются в любых соотношениях, сами используются как растворители (CCl4, CHCl3, CH2Cl2, C2H4Cl2). Температура кипения и плотность галогенпроизводных углеводородов с одинаковым углеводородным скелетом повышаются от фтористых к йодистым; при одинаковом количестве атомов углерода температура кипения ниже у третичных галогеноалканов. С увеличением количества атомов галогена в молекуле температура кипения и плотность повышаются.
Галогенпроизводные углеводороды, содержащие два или три атома галогена у одного атома углерода, имеют более низкие температуры плавления и температуры кипения, плотность, чем аналогичные соединения с тем же количеством атомов галогена при различных атомах углерода.
Химические свойства галогенпроизводных углеводородов определяются поляризуемость связи C-Hal, которая уменьшается в ряду I, Br, Cl, F, и строением органического радикала. Галогенпроизводные углеводороды - один из самых реакционноспособных классов. При взаимодействии галогенпроизводных углеводородов с водой и водными растворами щелочей образуются спирты, с алкоголятами - эфиры, с солями карбоновых кислот - сложные эфиры, с цианидами - нитрилы, с солями азотистой (азотистой кислоты) - нитросоединения, с аммиаком - первичные амины, с аминами - вторичные и третичные амины; при действии Mg или Li в эфире или ТГФ образуются магнийорганические соединения (реактивы Гриньяра) или литийорганические соединения (C2H5MgBr, CH3Li), которые широко используют в органическом синтезе. При гидролизе дигалогенидов R-CHHal2 или R-CHal2R' образуются соответственно альдегиды или кетоны, тригалогенидов RCHal3 - карбоновые кислоты восстановление приводит к образованию алканов. При действии концентрированных или спиртовых растворов щелочей образуются ненасыщенные углеводороды (алкены, алкины) или циклоалканы. Аналогичный процесс происходит при действии металлического Zn в спиртовой среде.
Галогенпроизводные углеводородов добывают прямым галогенирования углеводородов, присоединением галогенов или галогеноводородов к алкенам и алкинов (вицинальных), замещением гидроксильной группы спиртов на галоген. Моногалогенопроизводные вступают в реакцию Вюрца - Фиттига, образуя алканы или арены. Геминальные дигалогенопроизводные добывают из альдегидов или кетонов путем воздействия на них галогенидами фосфора.
Галогенпроизводные углеводороды имеют широкое и разнообразное практическое применение в промышленности и фармации как растворители; исходные вещества для получения лекарственных препаратов. Наличие галогена в алифатических углеводородов значительно влияет на физиологическую активность (таблица). Например, введения хлора в ароматическое ядро приводит к повышению токсичности, а его введение в боковую цепь приводит к возникновению слезоточивых свойств (лакриматор). Фреоны (хладоны) - фторхлоралканы, бесцветные газы или низкокипящие жидкости. За счет специфических свойств используются как хладагент. Фреон-12 (Дифтордихлорметан) - CF2Cl2 - используют как пропеллент в производстве аэрозольных лекарственных препаратов. Перфторуглероды способны растворять и переносить кислород по кровяному руслу, что позволяет использовать их как химическую основу для создания кровезаменителей при больших кровопотерях (перфторан, так называемая голубая кровь). Полигалогенопроизводные применяют как инсектициды (ДДТ, гексахлоран - антиметаболит миоинозиту, который входит в состав липидов). Большинство полигалогенопроизводных - устойчивые, медленно разлагаются в природных условиях, способны накапливаться в живых организмах.
^Наверх