Halogenácia

Organické zlúčeniny obsahujúce halogén (všeobecne značený X, ako na obrázku) vznikajú halogenáciou.

Halogenácia je chemická reakcia, počas ktorej dochádza k zabudovaniu atómu halogénu do organickej molekuly. V priebehu reakcie dochádza buď k zámene atómu vodíka za atóm halogénu, adícii halogenovodíkov či halogénov na nenasýtené organické zlúčeniny alebo náhrade hydroxylovej skupiny pomocou halogenačných činidiel (napríklad PCl₅, POCl₃ alebo SOCl₂). Tento názov sa niekedy používa i na označenie reakcií, pri ktorých dochádza k naviazaniu halogénu do anorganických zlúčenín. Obdobne možno pojmom halogenácia označiť aj syntetické metódy využívané na halogenačné reakcie.

V závislosti od druhu halogénu sa halogenácia označuje aj ako fluorácia (fluór), chlorácia (chlór), bromácia (bróm) alebo jodácia (jód). Chlorácia a bromácia prebiehajú podobnými všeobecnými metódami, zatiaľ čo fluorácia a jodácia vyžadujú špecializované metódy.

Halogenácia v organickej chémii

Halogenácia môže prebiehať na nearomatických alebo aromatických zlúčeninách.

Aromatická halogenácia

Ide o druh elektrofilnej aromatickej substitúcie.

Fluorácia

Fluór sa málokedy viaže na organické zlúčeniny. Je známych len približne 13 zlúčenín fluóru, ktoré sa vyskytujú v prírode.

Chlorácia

Samotný plynný chlór nereaguje s aromatickými systémami pretože sú relatívne stabilné. Preto sa musí pridať katalyzátor, ktorý polarizuje molekulu chlóru. Najčastejšie sa ako katalyzátor používa FeCl₃.

Aromatická chlorácia je elektrofilná substitúcia, to znamená že bude mať príslušný mechanizmus. Katalyzátor FeCl₃ polarizuje molekulu chlóru, ktorá potom reaguje s benzénom. Takáto chlorácia benzénu prebieha s výťažkom 86%.^:532

Aromatická chlorácia sa často využíva na prípravu činidla na alkyláciu a acyláciu. Taktiež sa využíva pri syntéze liečiv a prekurzorov.

Bromácia

Bromácia je analogická reakcia ku chlorácii. Na aromatický systém sa naväzuje bróm. Ako katalyzátor sa často používa FeBr₃. Takáto bromácia prebieha s výťažkom približne 80%.^:529

Mechanizmus aromatickej bromácie je úplne rovnaký ako mechanizmus chlorácie. Najprv FeBr₃ polarizuje molekulu brómu a tá následne reaguje s aromatickým systémom a uvoľňuje sa HBr.

Aromatická bromácia sa podobne ako chlorácia využíva na prípravu prekurzorov a liečiv. Používa sa však aj na prípravu veľmi populárneho Grignardovho činidla. Toto organokovové činidlo slúži na predĺženie uhlíkového reťazca.

Jodácia

Jodácia je veľmi málo používaná reakcia. Samotný jód nie je dostatočne reaktívny aby dokázal reagovať s pomerne stabilným aromatickým systémom. Preto sa ako katalyzátor pridáva oxidačné činidlo ktoré zoxiduje jód na elektrofilnejšiu zlúčeninu. Ako oxidovadlo sa používa H₂O₂, HNO₃ alebo nejaká meďnatá soľ.^:532

I₂ + 2 Cu²⁺ → 2 I⁺ + 2 Cu⁺

Takto zoxidovaný katión jódu potom reaguje s benzénom ako klasický elektrofil.

Výťažok takejto jodácie je okolo 65%.

Referencie

↑ ^a ^b ^c ^d halogenácia. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. 3. vyd. Bratislava : Obzor, 1981. 816 s. (Malé encyklopédie vydavateľstva Obzor.) S. 285.
↑ ^a ^b halogenation. In: Article online. accessscience.com, cit. 2022-08-23. Dostupné online.
↑ halogenace. In: KORBAŘ, Tomáš; STRÁNSKÝ, Antonín. Technický naučný slovník. 1. vyd. Zväzok 2 G – L. Praha : SNTL, 1962. 672 s. (Řada technických slovníků.) S. 55.
↑ ^a ^b halogenácia. In: Encyclopaedia Beliana. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 2007. 670 s. ISBN 978-80-224-0982-7. Zväzok 5. (Galb – Hir), s. 469.
↑ halogenace. In: Technický naučný slovník. 1. vyd. Zväzok 2 G – L. Praha : SNTL, 1962. 672 s. (Řada technických slovníků.) S. 55.
↑ ^a ^b ^c Halogenierung. In: Lexikon der Chemie. CD-ROM Heidelberg; Berlin : Spektrum, Akad. Verl., 2003. ISBN 978-3-8274-1151-8.
↑ halogenation online. oxfordreference.com, cit. 2022-08-23. Dostupné online.
↑ SU, Shun. Fluorination of Organic Compounds. s.l. : s.n.. Dostupné online. S. 1.
↑ ^a ^b ^c MCMURRY, John. Organická chemie. Preklad Jaroslav Jonas et al. Vyd. 1. V Brně; V Praze : Vysoké učení technické; Vysoká škola chemicko-technologická, 2007. 1176 s. (Překlady vysokoškolských učebnic; zv. 2.) ISBN 978-80-214-3291-8, 978-80-7080-637-1.

Pozri aj

Halogénderivát

Chemický portál

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[:0-1] ↑ ^a ^b ^c ^d halogenácia. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. 3. vyd. Bratislava : Obzor, 1981. 816 s. (Malé encyklopédie vydavateľstva Obzor.) S. 285.

[:1-2] tion. In: Article online. accessscience.com, cit. 2022-08-23. Dostupné online.

[3] . In: KORBAŘ, Tomáš; STRÁNSKÝ, Antonín. Technický naučný slovník. 1. vyd. Zväzok 2 G – L. Praha : SNTL, 1962. 672 s. (Řada technických slovníků.) S. 55.

[:3-4] ácia. In: Encyclopaedia Beliana. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 2007. 670 s. ISBN 978-80-224-0982-7. Zväzok 5. (Galb – Hir), s. 469.

[5] . In: Technický naučný slovník. 1. vyd. Zväzok 2 G – L. Praha : SNTL, 1962. 672 s. (Řada technických slovníků.) S. 55.

[:2-6] Halogenierung. In: Lexikon der Chemie. CD-ROM Heidelberg; Berlin : Spektrum, Akad. Verl., 2003. ISBN 978-3-8274-1151-8.

[7] halogenation online. oxfordreference.com, cit. 2022-08-23. Dostupné online.

[8] SU, Shun. Fluorination of Organic Compounds. s.l. : s.n.. Dostupné online. S. 1.

[McMurry-9] MCMURRY, John. Organická chemie. Preklad Jaroslav Jonas et al. Vyd. 1. V Brně; V Praze : Vysoké učení technické; Vysoká škola chemicko-technologická, 2007. 1176 s. (Překlady vysokoškolských učebnic; zv. 2.) ISBN 978-80-214-3291-8, 978-80-7080-637-1.