Organik kimyo fanidan

1.2. UGLEVODORODLARNING GALOGENLI HOSILALARI
Bitta galogenli to'yingan uglevodorodning hosilalari. Uglevodorod molekulasidagi bir yoki bir nechta vodorod atomlarining galogen (ftor, xlor, brom, yod) atomlariga almashinishidan hosil bo'lgan birikmalarga galogenli uglevodorodlar deyiladi. Ularning umumiy formulasi C₂H_2n+1X (X-galogen). Galogenlarning zanjirda joylashgan o‘rniga qarab hosilalar birlamchi RCH₂-X, ikkilamchi R₂CH-X va uchlamchi R₃C-X bo‘ladi.

1-rasm. Galogen alkillarning tuzilishi
To'yingan uglevodorodlarning monogalogenli hosilalarining nomenklaturasi va izomeriyasi. Bitta galogenli uglevodorodlar ratsional va sistematik nomenklatura bo'yicha nomlanadi. Ratsional nomenklaturada radikallar nomiga galogen nomi qo‘shib o'qiladi. Sistematik nomenklaturada asosiy zanjirdagi galogen bog'langan uglerodga raqam qo'yib, galogen va uglevodoroaning nomi o‘qiladi: Galogenli uglevodorodlarning izomerlar soni ularga to'g'ri keladigan uglevodorodlarning izomerlar sonidan ko'p bo'ladilar, chunki ularning izomerlari, galogenlaming joylashgan o'rniga va uglevodorod zanjirining tuzilishiga qarab har xil boʼladi. Buni butil bromid misolida yaqqol ko‘rishimiz. mumkin:
СH₃—СH₂—СH₂—СH₂—Вutilbromit (P)
СН₃—CH₂— СН₂—Cl propilxlorid
Bitta galogen almashgan uglevodorodlami quyidagi reaksiyalardan foydalanib, olish mumkin.

2-rasm. Monogalogenli hosilalarining hosil bo'lish mexanizmi
3-rasm. Monoxlormetanning hosil bo'lish mexanizmi
CH₄+Cl₂=СНз—Cl+HCI
Reaksiyani davom ettirsak, uglevodoroddagi hamma vodorodlami galogenga almashtirish mumkin. Natijada di-, tri- va hokazo galogen almashgan uglevodorodlar olinadi. Xuddi shu reaksiyadan foydalanib, sanoatda xloroform CHCl₃ va uglerod (IV)-xlorid CCl₄ olinadi. Uglerod (IV)-xloridni yana uglerod sulfidga, surma (V)-xlorid katalizatorligida xlor ta'sir ettirib ham olish mumkin. Bular sanoatda va kimyo laboratoriyalarida erituvchi sifatida ishlatiladi:
CS₂+3Cl₂=CCl₄+S₂Cl₂
Reaksiyaga kirishish qobiliyatiga ko‘ra galogenlami quyidagi tartibda joylashtirish mumkin:
F₂>Cl₂>Br₂>J₂

2. Spirtlarga galogen vodorodlami, fosfor (III)- va fosfor (V)- xloridlami hamda tionil xloridlarni ta'sir ettirib olish mumkin:

R—OH+HBr=R—Br+H₂O
3R—OH+PCl₅=R—Cl+ HCI+POCI
R—OH+SOCI₂=R—Cl+HCI+SO₂
To'yingan uglevodorodlami to'g'ridan-to'g'ri galogenlab olish mumkin. Bu reaksiya qizdirish yoki yorug'lik ta'sirida boradi.


3-rasm Galogen alkillarning hosil bo'lishi
3. Alkenlarga galogen vodorodlami biriktirib olish mumkin. Oraliq holatda uglerod gidroksil bilan ham, galogen bilan ham qisman bogʼlangan boʼladi, ya'ni С-OH toʼla hosil boʼlmagan va C-X toʼla uzilmagan boʼladi. Keyinchalik OH uglerod atomiga yaqinlashib, haqiqiy С-OH kovalent bog' hosil qiladi. Uglerod bilan galogen o‘rtasidagi bog’ esa toʼliq uzilib, metil spirti hosil boʼladi. Bu reaksiyaning tezligi ikkala reagent (OH va R-X) ning konsentratsiyasiga bogʼliqdir. Bu mexanizmga S_N2 - nukleofil bimolekular o‘rin olish reaksiyasi mexanizmi deyiladi. Etilbromidni gidrolizlanish reaksiyasi ham S_N2 mexanizm bo‘yicha boradi, lekin uning tezligi nisbatan kichik boʼladi. Uchlamchi galogenalkanlarning gidrolizlanishi S_N2 mexanizm bo'yicha bormaydi. Chunki ularda uchta alkil guruh galogenga qarma-qarshi boʼlgan tomonni to‘sib, OH ning yaqinlashishini qiyinlashliradi. Shuning uchun birinchi bosqichda uchlamchi galogenalkan uchlamchi karboniy kationiga va galogen anioniga 6-t asta-sekin dissotsilanadi. Oraliq holatda C-Br bog‘ zaiflashadi va uglerod qisman musbat, brom esa qisman manfiy zaryadga ega bo’ladi.


4-rasm. Uglevodorodlarining monogalogenli hosilalarining olinishi.
Bunda reaksiya tezligi faqat uchlamchi galogenalkanning konsentrasiyasiga bogʼliq boʼladi. Bunday reaksiyani S_NI - monomolekulyar nukleofil o‘rin olish reaksiyasi deyiladi. Karboniy ionining hosil boʼlishi oraliq bosqichi S\1 - o‘rin olish reaksiyasining tezligini belgilaydi. Shuning uchun galogenalkanlarning reaksiyaga kirishish qobiliyati asosan karboniy ionlarining barqarorligiga bogʼliq. Uchlamchi ugleroddagi radikallar qancha katta boʼlsa, karbokation ioni shuncha barqaror boʼladi. S_N1 va S_N2 reaksiyalaming tezligiga erituvchining qutbliligiga ham bogʼliq boʼladi.
Hosil boʼlgan ionlarning erituvchi (suv, spirt, aminlar) molekulalari tomonidan salvatlanishi S_N1 - reaksiyaning harakatlantiruvchi kuchi hisoblanadi. Erituvchining galogenalkanlami salvatlantirish xususiyati ularni qutbliligiga bogʼliqdir. Erituvchi qanchalik qutbli boʼlsa, galogenalkan molekulasining ionlanishi shuncha tez boʼladi. Shunday qilib, erituvchini tanlab olish bilan nukleofil o‘rin olish reaksiyasini xohlagan mexanizm bo‘yicha olib borish mumkin. Quyida galogenalkanlardagi galogen atomining o‘rin olish reaksiyasiga bir necha misollar keltiramiz.
Vodorod ajralib chiqqach, qolgan juft elektron C-C da yangi bogʼ hosil qilishga o‘tadi va natijada qo‘sh bog‘ hosil bo'ladi. Bunday reaksiya mexanizmi bilan ifodalanadi. Reaksiya tezligi reagent bilan galogenalkanning konsentrasiyasiga bog‘liq. Ajralib chiqish reaksiyasi oraliq mahsulot karbokation hosil qilish mexanizmi bilan ham borishi mumkin.

6-rasm. Uglevodorodlarning monogalogenli hosilalarining hosil bo'lish mexanizmi
Bunday reaksiya mexanizmi El bilan ifodalanadi va uning tezligi asosan galogenalkanning konsentratsiyasiga bog‘liq. Bundan tashqari, ajralib chiqish reaksiyasining oson borishi uglevodorod radikalini tuzilishiga ham bog‘liqdir. Ayrim vakillari Metilxlorid - CH₃Cl rangsiz gaz, suvda erimaydi, lekin organik erituvchilarda (spirtlar) yaxshi eriydi. Uni asosan metanni to‘g‘ridanto‘g‘ri xlorlab olish mumkin. Undan tashqari, qand lavlagi turpini 300°C da quruq haydaganda ajralib chiqadigan trimetilaminga xlorid kislota ta'sir ettirib olish mumkin:
(CH₃)₃N+4НСl=ЗСН_зСl+ NH₄CI
Metilxlorid kimyo laboratoriyalarida boshqa birikmalarga metil guruhini kiritishda (metillashda), tish jarrohligida og'riqni qoldirishda va muzlatgich agregatlarda muzlatgich agent sifatida ishlatiladi. Metilbromid - CH₃Br gaz bo'lib, yog‘ochni qayta ishlashda fumigant sifatida ishlatiladi. Metilyodid - CH₃J o‘ziga xos hidga ega bo‘lgan og‘ir suyuqlik bo‘lib, yod osonlik bilan almashinish reaksiyasiga kirishgani sababli boshqa organik birikmalami metillashda ishlatiladi. Etilxlorid - C₂H₅C1 oson parlanadigan suyuqlik bo‘lib, tetraetilqo‘rg‘oshinni olishda foydalaniladi. Benzinning oktan sonini oshirish uchun ishlatiladi. Tetraetilqo‘rg‘oshin quyidagicha olinadi:
4C₂H₅—Cl+4Na+Pb=Pb(C₂H₅)₄+4NaCI
Etilxlorid tibbiyotda mahalliy narkoz sifatida ishlatiladi.
Etilbromid - C₂H₅Br 38°C da qaynaydigan suyuqlik, uni oddiy sharoitda etilsulfat kislotaga kaliy yoki natriy bromid ta'sir ettirib olish mumkin:
C₂H₅—OSO₃H+KВr=С₂Н₅Вr+KHSO₄
Etilbromid organik moddalarga etil guruhini kiritishda ishlatiladi. Bundan tashqari etilbromid benzinning oktan sonini oshiruvchi etil suyuqligi (tetraetilqo‘rg‘oshin bilan etilbromid aralashmasi)ni tayyorlashda asosiy komponent boʼlib xizmat qiladi. Etilbromid yana tish og‘rig‘ini to'xtatishda, mahalliy narkoz sifatida ham ishlatiladi. Etilyodid - C₂H₅J 72°C da qaynaydigan o‘ziga xos hidli og‘ir suyuqlik. Uni etil spirtiga yod bilan fosfor ta'sir ettirib olinadi.