Halogenácia
Halogenácia je chemická reakcia, počas ktorej dochádza k zabudovaniu atómu halogénu do organickej molekuly.[1][2][3][4] 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[1][5] (napríklad PCl5, POCl3 alebo SOCl2[1]). Tento názov sa niekedy používa i na označenie reakcií, pri ktorých dochádza k naviazaniu halogénu do anorganických zlúčenín.[2][6][7] Obdobne možno pojmom halogenácia označiť aj syntetické metódy využívané na halogenačné reakcie.[6]
V závislosti od druhu halogénu sa halogenácia označuje aj ako fluorácia (fluór), chlorácia (chlór), bromácia (bróm) alebo jodácia (jód).[1][4] Chlorácia a bromácia prebiehajú podobnými všeobecnými metódami, zatiaľ čo fluorácia a jodácia vyžadujú špecializované metódy.[6]
Halogenácia v organickej chémii
[upraviť | upraviť zdroj]Halogenácia môže prebiehať na nearomatických alebo aromatických zlúčeninách.
Aromatická halogenácia
[upraviť | upraviť zdroj]Ide o druh elektrofilnej aromatickej substitúcie.
Fluorácia
[upraviť | upraviť zdroj]Fluór sa málokedy viaže na organické zlúčeniny. Je známych len približne 13 zlúčenín fluóru, ktoré sa vyskytujú v prírode.[8]
Chlorácia
[upraviť | upraviť zdroj]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%.[9]:532
.png)
Aromatická chlorácia sa často využíva na prípravu činidla na alkyláciu a acyláciu. Taktiež sa využíva pri syntéze liečiv a prekurzorov.
Bromácia
[upraviť | upraviť zdroj]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%.[9]: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
[upraviť | upraviť zdroj]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.[9]: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
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ 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, 2008. 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.
