TOATE REFERATELE - ADAUGA REFERAT

Reactia de alchilare - Chimie

Reactia de alchilare

 

 

            Procesul chimic prin care se inlocuiesc unul sau mai multi atomi de hidrogen, in molecula unui compus organic, cu radicali alchil, R , se numeste reactie de alchilare. In principal, acest proces se realizeaza pe urmatoarele cai:

a) Substituirea unui atom de hidrogen de la un atom de carbon aromatic, cu hibridizare sp2; de exemplu, alchilare arenelor cu halogenuri de alchil sau cu alchene in prezenta unui acid Lewis (clorura de aluminiu anhidra), numita reactia F r i e d e l-C r a f t s, a carei formulare globala este: 

 

                         Al Cl3

C6H6+R—Cl              C6H5—R+HCl

                                      AlCl3

C6H6+R—CH=CH2                    C6H5—CH – R

                                                                
                                                             CH3

 

           b) Substituirea unui atom de hidrogen de la un atom de carbon alifatic tertiar, cu hibridizare sp3, de exemplu  , alchilarea izobutanului cu izobutena in cataliza acida (acid sulfuric concentrat)pentru obtinerea izooctanului:

 

                                                                         
          CH3                CH3                                           CH3              CH3
                                             H2SO4                         
H3C—C–H +H2C= C—CH3               H3C—C—CH2—C –CH3  

 

 


         CH3                                                                           CH3           H   

 

c) Sustituirea unui atom de hidrogen legat de un alt atom decat cel de carbon cum este cazul alchilarii  aminelor sau a fenolilor.In primul caz se obtin amestecuri de amine(secundare si tertiare). De exemplu, la alchilarea  anilinei cu clorura de metil rezulta mrtilanilina si respectiv dimetilanilina:

 

C6H5—NH2 +CH3—Cl       C6H5—NH—CH3 +HCl
C6H5—NH –CH3+CH3—Cl          C6H5—N—CH3 +HCl

 

                                                                        CH3

ambii compusi fiind intermediari importanti in sinteza unor coloranti.

          In cazul fenolilor, care participa la reactie sub forma de fenoxizi alcani,se obtin eteri micşti ca , de exemplu,metil-fenil-eterul sau anisolul, folosit ca solvent:

 

                           C6H5—Ona +CH3I       C6H5—O –CH3 +Na I 

 

1.MECANISMUL REACTIILOR DE ALCHILARE

 

          Dintre variantele enumerate mai sus, un interes major il prezinta alchilarea  hidrocarburilor aromatice. Cunoscuta sub numele de reactie Friedel-Crafts, ea consta inin tratarea unei arene cu o halogenura de alchil, in cataliza acida, in prezenta unui acid Lewis (de exemplu, halogenura de alchil, de fier etc.). Produsul  de reactie il constituie un omolog cu catena laterala al arenei folosite.
           Reactia de alchilare a arenelor decurge prin mecanismul obisnuit al substitutiei electrofile la nucleul aromatic, reactantul fiind  carbocationul alchil rezultat din interactia halogenurii de alchil cu catalizatorul. De exemplul, in cazul
alchilarii benzenului cu clorura de etil, in prezenta de clorura de aluminiu anhidra,
are loc urmatoarea succesiune de reactii: acidul Lewis (clorura de aluminiu) formeaza cu clorura de etil o sare:

 

               H3C— CH2 –Cl + AlCl3       H3C—CH2 –AlCl4
care se scindeaza heterolitic, cu usurinta, conform reactiei:
                                                            +
     H3C—CH2—AlCl4         CH3—CH2 + [AlCl4]-
           
          Ca agent de alchilare, in afara de halogenuri de alchil, pot fi folosite si alchenele in prezenta acizilor tari(acid sulfuric). Reactantul electrofil este, in acest caz, carbocationul alchenei, rezultat din transferul unui proton de la acid la dubletul electronic p al dublei legaturi; de exemplu, in cazul alchilarii benzenului cu propena, in prezenta acidului sulfuric, au loc reactiile;

 

                                                           +
CH3—CH = CH2 + H+        CH3—CH—CH3 
                                              carbocationul alchenei
                                                                             H

C6H6 + CH3—CH –CH3            C6H5

             CH—CH3

 


     CH3-complex s
 +                 H
C6H5                                        C6H5—CH –CH3 + H+              
                    CH—CH3

 


                     CH3

         Produsul final de reactie este izopropilbenzenul si nu propilbenzenul deoarece la fixarea protonului alchena formeaza un carbocation secundar, care este mai stabil decat cel primar.

         Daca la alchilarea benzenului cu alchene, clorura de aluminiu nu este perfect anhidra, reactia de alchilare nu mai decurge printr-un carbocation format prin transfer de proton. Cu urmele de apa  (existente in mod normal in orice sistem chimic obsnuit) clorura de aluminiu hidrolizeaza cu formare de mici cantitati de acid clorhidric:

 

            AlCl3 = 3 HOH             Al(OH)3 + 3 HCl
         Aceasta se aditioneaza la alchena, conform regulii lui Markovinikov, formand o clorura de izoalchil (clorura de izopropil):
            CH3—CH = CH2 + HCl            CH3—CH –CH3

 

                                                                            Cl
care apoi participa la reactia de alchilare in modul descris mai inainte.

 

 

 

 

 

2. APLICATII ALE REACTIEI DE ALCHILARE

 

         Alchilari cu oxid de etenă. Oxidul de etena se caracterizeaza printr-o mare reactivitate chimica. Folosit ca agent de alchilare al unor substanţe care conţin un atom de hidrogen activ, de exemplu: alcooli, fenoli, acizi, amine, el permite formarea  unor noi legaturi O —C SAU N—C. Intrucat in aceste reactii se introduce gruparea etoxi, C—CH2 –CH2 –O— , intr-o alta molecula, ele se mai numesc si reactii de etoxilare sau etoxilari, iar in cazul introducerii mai multor grupari, polietoxilari. Prin etoxilarea fenolului se obtine un hidroxi-eter sau un hidroxi-polieter:

 

         C6H5OH + H2C—CH2       C6H5—O –CH2 –CH2OH
        
                                      O

 

         Prin etoxilarea acizilor se formeaza un hidroxi-ester sau un hidroxi-ester polietoxilat:

 

         R—COOH + H2C—CH2         R—COOCH2—CH2—OH
     

                                           O

         R—COOH + nH2C—CH2         R—COO (CH2—CH2O)nH

 

                                             O
         Din grupa produselor polietoxilate fac parte agentii activi de suprafata neionici. Acestia sunt substante care modifica proprietatile superficiale ale lichidelor in care sunt dizolvati. In functie de proprietatile si intrebuintarile pe care le au, agentii activi de suprafata se impart in: detergenti sau agenti de spalare, de dispersie, de spumare etc.

 

 

Reactia de sulfonare

 

         Reactia de sulfonare reprezinta procesul procesul chimic prin care se introduce o grupare sulfonica, —SO3H , in molecula unui compus organic. Sulfonarea se realizeaza, in general, prin actiunea acidului sulfuric oleum, continand  5-20%, trioxid de sulf liber, asupra hidrocarburilor sau ai unor derivati ai acestora.
         In seria alifatica un astfel de procedeu conduce la un amestec de compusi, deoarece in conditiile de reactie au loc, alaturi de sulfonare, si alte procese(oxidare, izomerizare etc.). De aceea derivatii sulfonici alifatici se obtin fie prin aditia activata de oxigen, a sulfitului acid de sodiu, la alchene (reactie de tip AE):
                                                    O2+H2O
            R—CH = CH2 + NaHSO3   R—CH—CH3
                                                          25gr.C
         SO3Na
fie prin tratarea derivatilor halogenati corespunzatori, cu sulfit de sodiu, reactie de tip SN:
                                     R—CH2Cl + Na2SO3           R—CH2+NaCl
                                                                                               
                                                                                                   SO3Na

Pentru a vedea tot referatul

CLICK AICI

descarcat de 25 ori

nota totala 5

autor: cmc


Inscriere in newsletter

Referate liceu (1282)

Ultimele cautari

Cele mai downloadate

 


acasa -
Viata de Student Referate Grile Spiru Haret