할로겐화

Halogenation
"불꽃"은 여기서 리디렉션된다.음용수에 불소를 첨가하는 방법은 물 불소화를 참조하십시오.
식수에 염소, 차아염소산염 등을 첨가하는 것은 물 염소화를 참조한다.

화학에서 할로겐화는 한 개 이상의 할로겐을 화합물에 도입하는 화학반응이다.할로겐화물 함유 화합물이 만연해 있어 폴리머, 약물 등의 생산에서 이러한 유형의 변형이 중요하다.[1]이런 종류의 변환은 사실 너무나 흔해서 종합적인 개요가 어렵다.이 글은 원소 할로겐(F2, Cl2, Br2, I2)을 이용한 할로겐화를 주로 다루고 있다.할로겐화물은 할로겐산과 할로겐산의 염분을 이용하여 일반적으로 도입되기도 한다.할로겐을 다양한 기판(예: 티오닐 염화물)에 도입하기 위해 많은 전문 시약이 존재한다.

유기 화학

유기 화합물의 할로겐화에는 자유급성 할로겐화, 케톤 할로겐화, 전기영양 할로겐화, 할로겐 첨가 반응 등 여러 경로가 존재한다.기질의 성질이 경로를 결정한다.할로겐화 시설은 할로겐의 영향을 받는다.불소와 염소는 더 전기영양성이 강하고 더 공격적인 할로겐화제다.브롬은 불소와 염소 둘 다보다 약한 할로겐화제인 반면 요오드는 그 중 가장 반응성이 낮다.탈수소화 기능은 유기화합물에서 요오드가 가장 쉽게 제거되고, 오르가노플루오린화합물이 매우 안정적이라는 역추세에 따른 것이다.

자유급성 할로겐화

포화 탄화수소의 할로겐화는 대체 반응이다.그 반응은 전형적으로 자유로운 급진적인 경로를 필요로 한다.알칸의 할로겐화의 역화학성은 C-H 채권의 상대적 약점에 의해 결정된다.이러한 추세는 3차 및 2차 포지션에서의 빠른 반응에 반영된다.

원소 불소(F2)를 사용한 불소는 특히 발열성이 강하기 때문에 매우 전문화된 조건과 장치가 필요하다.전기화학적 불소화 방법은 불소화 수소로부터 소량의 원소 불소를 발생시킨다.이 방법은 불소 가스를 취급하는 위험을 피한다.상업적으로 중요한 유기화합물은 이 기술을 이용해 불소화된다.F와2 그것의 전기 화학적으로 생성된 동등한 것 외에, 코발트 (III) 불소는 불소 활성산소의 공급원으로 사용된다.

일부 용제의 산업 생산에는 자유 급진적 염소화가 사용된다.[2]

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

자연적으로 발생하는 오르가노브로민 화합물은 보통 브로모페록시디아제 효소에 의해 촉매되는 자유방사성 경로에 의해 생성된다.그 반응은 산화제로서 산소와 결합하여 브로마이드를 필요로 한다.바다는 연간 100만~200만t의 브로모폼과 5만6000t의 브로모메탄을 방출할 것으로 추정된다.[3]

메틸케톤을 분해하는 이오도폼 반응은 프리라디칼 요오드화(free-radical 요오드화)에 의해 진행된다.

알케인과 알케인에 할로겐 추가

불포화 화합물, 특히 알케인과 알케인은 할로겐을 첨가한다.

RCH=CHR′ + X2 → RCHX–CHXR′

옥시염소화에서 염화수소와 산소의 조합은 염소와 동등한 역할을 하며, 이 경로에서 디클로로에탄으로 가는 다음과 같은 역할을 한다.

2 HCl + CH2=CH2 +12⁄2 O → CLCHCl22 + HO2

알케인에 할로겐을 첨가하는 것은 중간 할로늄 이온을 통해 진행된다.특별한 경우, 그러한 중개자들은 고립되어 왔다.[4]

브로모늄 이온의 구조

브롬화는 염소화보다 더 선택적이다. 왜냐하면 그 반응은 발열성이 낮기 때문이다.알켄의 브롬화를 보여주는 예는 트리클로로에틸렌에서 마취할로탄으로 가는 경로다.[5]

Halothane synthesis

요오드화합은 요오드를 알케인에 첨가하면 효과를 볼 수 있다.I의2 색의 방출을 편리하게 진행하는 반응은 요오드 번호라 불리는 분석법의 기초가 되는데, 이 방법은 지방의 미숙성 정도를 측정하는 데 사용된다.

방향성 화합물의 할로겐화

방향성 화합물은 전기영양 할로겐화(Electrophilic halogenation):[6]

RCH652 + X → HX + RCHX64

이런 종류의 반응은 일반적으로 염소와 브로민에 효과가 있다.종종 철브로마이드와 같은 루이스 산성의 촉매제가 사용된다.[7]불소는 매우 반응적이기 때문에 불소화 방향성 화합물을 준비하기 위해 발츠-시만 반응과 같은 다른 방법을 사용해야 한다.요오드화물은 현장에서 I를2 생성하는 산화제가 존재하는 곳에서 요오드화수소로 행해질 수 있다.

기타 할로겐화 방법

훈스디커 반응에서는 카르복실산으로부터 체인단축 할라이드로 전환된다.카복실산은 우선 은염으로 변환되며, 그 다음 할로겐으로 산화된다.

RCO2Ag + Br2 → RBr + CO2 + AgBr

무기화학

아르곤, 네온, 헬륨을 제외한 모든 원소는 불소와 직접 반응하여 불소를 형성한다.염소는 약간 더 선택적이지만 여전히 대부분의 금속과 더 무거운 비금속과 반응한다.일반적인 추세에 따라 브롬은 반응성이 떨어지고 요오드는 가장 적게 발생한다.가능한 많은 반응들 중에서, 예증은 금의 염화물에 의한 염화 금(III)의 형성이다.금속의 염소화는 일반적으로 산업적으로 그리 중요하지 않다. 왜냐하면 염소화물은 산화물과 할로겐화 수소로부터 더 쉽게 만들어지기 때문이다.무기화합물의 염소화가 비교적 큰 규모로 행해지는 곳은 삼염화인 인과 단염화황의 생산을 위한 것이다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ Hudlicky, Milos; Hudlicky, Tomas (1983). "Formation of Carbon-Halogen Bonds". In S. Patai; Z. Rappoport (eds.). Halides, Pseudo-Halides and Azides: Part 2 (1983). PATAI's Chemistry of Functional Groups. pp. 1021–1172. doi:10.1002/9780470771723.ch3. ISBN 9780470771723.
  2. ^ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2.
  3. ^ Gribble, Gordon W. (1999). "The diversity of naturally occurring organobromine compounds". Chemical Society Reviews. 28 (5): 335–346. doi:10.1039/a900201d.
  4. ^ T. Mori; R. Rathore (1998). "X-Ray structure of bridged 2,2′-bi(adamant-2-ylidene) chloronium cation and comparison of its reactivity with a singly bonded chloroarenium cation". Chem. Commun. (8): 927–928. doi:10.1039/a709063c.
  5. ^ 필수 의약품의 합성, 루벤 바르다얀, 빅터 흐비; 엘시어 2005 ISBN 0-444-52166-6
  6. ^ 방향족 화합물의 염소화를 위한 예시 절차 : CS1 maint: 복수 이름 : 저자 목록(링크);
  7. ^ 조나단 클레이든, 닉 그리브스, 스튜어트 워렌, 옥스퍼드 대학 출판부의 유기 화학
  8. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.