ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БРОМИСТОГО ЭТИЛА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БРОМИСТОГО ЭТИЛА - Реакции замещения гидроксила предельных алифатических спиртов на галоген на примере синтеза бромистого этила

Бромистый этил представляет бесцветную прозрачную жидкость, обладающую эфирным запахом и сначала сладким, потом жгучим вкусом. Кипит при 38,4°С. В воде растворяется мало, с эфиром же и спиртом смешивается во всех пропорциях. При температуре красного каления пары бромистого этила разлагаются, образуя этилен и бромистый водород. При более высокой температуре этилен разлагается в свою очередь на H и C. Загорается трудно и горит зеленым коптящим пламенем, распространяя сильный запах бромистоводородной кислоты.

Плотность: 1,4555 (20°C, г/см3); 1,50138 (0°C, г/см3)

Показатель преломления (для D-линии натрия): 1,42386 (20°C)Стандартная энтальпия образования ДH (298 К, кДж/моль): -85,3 (ж) Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль-K): 100,4 (ж) Температура вспышки в воздухе (°C): -25

Температура самовоспламенения на воздухе (°C): 455

Теплота сгорания Qp (кДж/моль):1424,8 [3]

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БРОМИСТОГО ЭТИЛА

Азотная, концентрированная серная кислоты и калий не действуют на него. С аммиаком бромистый этил дает бромистоводородные соли этиламина, диэтиламина и триэтиламина. С анилином образует бромистоводородную соль этилфениламина (Hofmann). [4]

В воде, как и многие галогенпроизводные, медленно гидролизуется:

CH3CH2Br + H2O > CH3CH2?OH + HBr

С водными щелочами взаимодействие идет быстрее и двумя путями:

CH3CH2Br + NaOH > CH3CH2?OH + NaBr

CH3CH2Br + NaOH > CH2 = CH2?OH + NaBr +H2O

ПРИМЕНЕНИЕ

Бромистый этил используется:

    - как этилирующий агент в органическом синтезе; - как анестетик в медицине; - в качестве хладагента и фумиганта; - как растворитель; - как добавка к топливу и др. [4]

ПОЛУЧЕНИЕ

В лабораторных условиях галогеналкилы часто получают нуклеофильным замещением гидроксила в спирте на галоген. [3]

Для получения бромистого этила применяют этиловый спирт:

C2H5OH + KBr + H2SO4 > C2H5Br + KHSO4 + H2O.

При этом также протекают и побочные реакции:

2HBr + H2SO4 > Br2 + 2H2O + SO2^,

CH3CH2OSO3H + HOCH2CH3 > H2SO4 + CH3CH2OCH2CH3.

Для уменьшения потери продукта необходимо соблюдать условия проведения реакции.

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ

Механизм нуклеофильного замещения в спиртах (катализатор - кислота). [3] галоидопроизводный углеводород органический бромэтил

Сильные кислоты - это доноры протонов (H+): H2SO4 = H+ + HSO4-

Спирты являются слабыми основаниями (акцепторами протона) за счет неподеленной пары электронов атома кислорода. Поэтому в присутствии сильной минеральной кислоты происходит протонирование спирта (образование донорно-акцепторной связи Н-О) (схема 1):

Далее возможно протекание реакции по одному из двух возможных механизмов.

Механизм I

I стадия. Катион алкилгидроксония, отщепляя воду, превращается в карбокатион (схема 2):

Роль кислоты, таким образом, заключается в превращении ОН-группы в Н2О, которая отщепляется легче, чем анион НО-.

II стадия. Карбокатион вызывает гетеролитический разрыв связи в галогеноводороде и присоединяет галогенид-анион с образованием конечного продукта (схема 3, схема 4):

Освободившийся H+ идет на протонирование новых молекул спирта.

Механизм II.

Другой возможный механизм нуклеофильного замещения, представленный на схеме 5, заключается в практически одновременном отщеплении воды и присоединении галогена (без образования карбокатиона) и идет в одну стадию.

Механизм замещения зависит от строения реагентов и условий реакции. Для третичных спиртов предпочтительней первый механизм, а для первичных - второй.

На стадии, определяющей скорость реакции (так называемой, лимитирующей стадии), в механизме I образуется карбокатион. Чем стабильнее этот катион, тем легче он образуется. Третичный катион стабильнее, чем первичный (три +I-эффекта алкильных групп в третичном катионе и один - в первичном). С другой стороны, энергия переходного состояния в механизме II тем ниже, чем меньше стериотические препятствия, т. е. чем меньше алкильных групп у атакуемого атома углерода. [3]

Похожие статьи




ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БРОМИСТОГО ЭТИЛА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БРОМИСТОГО ЭТИЛА - Реакции замещения гидроксила предельных алифатических спиртов на галоген на примере синтеза бромистого этила

Предыдущая | Следующая