Содержание

Введение

1. Изомерия. Номенклатура

1.1 Способы получения

1.2 Отдельные представители. Применение

2. Фтороалканы

2.1 Развитие химии органических соединений фтора

2.2 Номенклатура фтороалканов

2.3 Получение фтороалканов

Использованная литература

Введение

Действие хлора на углеродсодержащие вещества уже давно привлекало внимание многих химиков. Известно, что еще в 1815 г. Гей-Люсссак, обработав цианистоводородную кислоту хлором, обнаружил, что она превращается в хлорциан . Позже он же обратил внимание на то, что при отбеливании воска хлором последний поглощается воском, который при этом теряет равный хлору объем водорода.

В 1821 г. Фарадеем было показано, что масло голландских химиков (дихлорэтан) при продолжительном действии на него хлора превращается в новый продукт — шестихлористый углерод , известный в настоящее время под названием гексахлорэтана. В этом случае было также обращено внимание на замену водорода равным объемом хлора.

Исследуя бензольные соединения, Велер и Либих (1822 г.) установили, что хлор превращает соединение , называвшееся в то время гидридом бензоила в хлористый бензоил: , с замещением одного атома водорода хлором и выделением эквивалентного количества хлористого водород.

Таким образом, уже в начале XIX столетия ученые располагали фактами, доказывающими способность водорода в органических соединениях замещаться хлором с выделением хлористого водорода и одновременным образованием соответствующих хлорорганических продуктов. Однако эти отдельные факты не были использованы для каких-либо обобщающих выводов.

В 1834 г. знаменитый французский химик Дюма обратил внимание на выделение хлористого водорода при горении свечей, сделанных из воска, предварительно обрабатывавшегося в те времена хлором для отбеливания. Сопоставляя наблюдаемое им явление с указанными выше фактами, открытыми до него другими химиками, Дюма впервые пытается обобщить эти явления и установить характеризующие их общие закономерности. Он приходит к формулировке эмпирического закона замещения, согласно которому «если тело, содержащее водород, подвергается дегидрирующему действию хлора (или другого галоида или кислорода), то на каждый потерянный атом водорода оно (тело) присоединяет один атом галоида (или половину атома кислорода)».

Положения, высказанные Дюма, несомненно, способствовали появлению многих последующих теоретических и экспериментальных исследований по реакции замещения вообще и по хлорированию в частности.

Глава русской химической школы органиков А.М. Бутлеров, создавая теорию строения органических соединений и рассматривая разносторонние химические превращения их, большое внимание уделял реакциям галоидирования, в том числе хлорирования углеводородов и их производных.

Капитальным вкладом в разработку теоретических основ реакций хлорирования парафиновых углеводородов явились известные исследования В.В. Марковникова по теории взаимного влияния атомов в молекулах химических соединений. Пользуясь большим экспериментальным материалом, В.В. Марковников сформулировал ряд частных и общих закономерностей, скромно названных им «Правилами». Прежде всего, он обращает внимание на процессы замещения водорода в углеводородах хлором и кислородом. Установленные здесь закономерности были сформулированы следующим образом:

1. «В предельных углеводородах водороды, принадлежащие углеродным паям, наиболее потратившим своего сродства на связь с другими углеродами, легче подвергаются замещению сравнительно с другими».

2. «Если хлор замещает часть водорода, принадлежащего одному углеродному паю в составе углеводорода, то остальные эквиваленты того же углерода, связанные водородным сродством, получают особенное стремление вступить во взаимодействие с хлором».

3. «Водород углеродного пая, связанного с окисленным углеродом, получает, преимущественно перед прочими водородами, способность замещаться галоидом».

4. «Если часть углеродного сродства, занятого водородом, вступает во взаимодействие с другими элементами, преимущественно электроотрицательного характера, то остальное его сродство получает свойство еще легче взаимодействовать и, при том, не только в отношении элемента, заместившего уже водород, но и в отношении ко всем другим элементам. Если же за замещением всего водорода одного углеродного пая оно идет дальше, то из всех других паев углерода, находящегося в частице, замещению подвергается легче всего водород ближайшего углерода».

Открытые В.В. Марковниковым закономерности имели огромное значение во всем последующем развитии экспериментального исследования реакций хлорирования и гидрохлорирования углеводородов и научных обобщений в этой области.

Одним из первых химиков, экспериментально начавших серьезное изучение реакций хлорирования углеводородов, был друг и единомышленник Маркса и Энгельса известный немецкий химик-органик Шорлеммер. Его работы по хлорированию были неразрывно связаны с общим исследованием парафиновых углеводородов, выделенных им впервые из продуктов перегонки кэннельских углей.

Реакция хлорирования метана и его гомологов использовалась Шорлеммером для доказательства строения этих углеводородов. Он, пожалуй, впервые указал общий метод получения хлористых алкилов хлорированием соответствующих парафиновых углеводородов. В своей книге «Возникновение и развитие органической химии» Шорлеммер писал: «Подобно тому, как под действием хлора на болотный газ мы получаем хлористый метил, этим же способом из высших парафинов можно получить хлориды однотипных радикалов, имеющих общую формулу .

Следует отметить также, что, рассматривая метод получения хлористых алкилов, Шорлеммер обращает внимание на их химические превращения, приводящие, в частности, к получению спиртов и аминов.

Исследование процессов хлорирования углеводородов сыграло немаловажную роль значительно позже — в период создания и развития цепной теории химических реакций, ставшей в настоящее время мощным средством при изучении многих сложных химических превращений.

В свою очередь, основные положения цепной теории, развитые Н. Н. Семеновым и его школой, Хиншельвудом и другими, оказали решающее влияние на изучение механизма и оптимальных условий хлорирования углеводородов различных классов.

Исследования реакций хлорирования углеводородов и других соединений продолжают и сейчас играть существенную роль в решении основной научной задачи органической химии — установлении связи между реакционной способностью и строением реагирующей молекулы.

Таким образом, долгое время изучение реакции хлорирования углеводородов имело только теоретическое значение.