Βρωμοβενζόλιο

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

To βρωμοβενζόλιο ή βρωμοβενζένιο ή φαινυλοβρωμίδιο αρωματική χημική ένωση με χημικό τύπο C6H5Br, που παριστάνεται συντομογραφικά ως PhBr. Είναι ένα παράγωγο του βενζολίου. Στις συνηθισμένες συνθήκες (T = 25 °C, P = 1 atm) είναι ένα άχρωμο προς κιτρινωπό υγρό. Είναι διαλυτό στη μεθανόλη και στον διαιθυλαιθέρα, αλλά πολύ ελάχιστα διαλυτό στο ψυχρό νερό[1]. Χρησιμοποιείται ο όρος «βρωμοβενζόλια» εκφράζοντας το βρωμοβενζόλιο και τα παράγωγα του βενζολίου με περισσότερα του ενός ατόμων βρωμίου.

Δομή

Δεσμοί[2]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C-C σ 2sp2-2sp2 147 pm
C-Br σ 2sp2-4sp3 188 pm 2% C+ Br-
C#1...C#6' π[3] 2p-2p 147 pm
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
C#2-#6 -0,03
Br -0,02
C#1 +0,02
H +0,03

Παραγωγή

Με βρωμίωση βενζολίου

Με βρωμίωση βενζολίου παράγεται βρωμοβενζόλιο[4]:

PhH+Br2FeBr3PhBr+HBr

Με υποκατάσταση υδροξυλίου από βρώμιο

Με επίδραση υδροβρωμίου (HBr) σε φαινόλη (PhOH) πσράγεται βρωμοβενζόλιο[5]:

PhOH+HBrZnBr2PhBr+H2O

  • Συνήθως το υδροβρώμιο παρασκευάζεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:

2NaBr+H2SO4Na2SO4+2HBr

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) παράγεται φαινόλη (PhOH)[6]:

PhBr+NaOHPhOH+NaBr

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) παράγεται αλκυλοφαινυλαιθέρας (PhOR)[6]:

PhBr+RONaPhOR+NaBr

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) παράγεται φαινυλαλκίνιο (RC≡CPh). Π.χ.[6]:

PhBr+RCCNaRCCPh+NaBr

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) παράγεται καρβονικό φαινυλεστέρας (RCOOPh)[6]:

PhBr+RCOONaRCOOPh+NaBr

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) παράγεται βενζονιτρίλιο (PhCN)[6]:

PhBr+NaCNPhCN+NaBr

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) παράγεται αλκυλοβενζόλιο[6]:

PhBr+RLiPhR+LiBr

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) παράγεται θειοφαινόλη (PhSH)[6]:

PhBr+NaSHPhSH+NaBr

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) παράγεται αλκυλοφαινυλοθειαιθέρας (PhSR)[6]:

PhBr+RSNaPhSR+NaBr

Υποκατάσταση βρωμίου από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg2F2) σε βρωμοβενζόλιο (PhBr) πσράγεται φθοροβενζόλιο[7]:

2PhBr+Hg2F22PhF+Hg2Br2

Υποκατάσταση από ιώδιο

Με ιωδιούχο νάτριο (NaI) παράγεται ιωδοβενζόλιο (PhI)[6]:

PhBr+NaIPhI+NaBr

Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH3) παράγεται ανιλίνη (PhNH2)[6]:

PhBr+NH3PhNH2+HBr

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται N-αλκυλανιλίνη (PhNHR)[6]:

PhBr+RNH2PhNHR+HBr

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R΄NHR) παράγεται N,N-διαλκυλομεθυλαμίνη [PhN(R)R΄][6]:

PhBr+R´NHRPhN(R)R´+HBr

Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει φαινυλοφωσφίνη[8]:

PhBr+PH3PhPH2+HBr

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO2) παράγεται νιτροβενζόλιο (PhNO2)[9]:

PhBr+AgNO2PhNO2+AgBr

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται φαινυλολίθιο:

PhBr+2Li|Et2O|PhLi+LiBr

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard)[10]:

PhBr+Mg|Et2O|PhMgBr

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4) παράγεται βενζόλιο[11]:

4PhBr+LiAlH44PhH+LiBr+AlBr3

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται βενζόλιο[12]:

PhBr+Zn+HBrPhH+ZnBrBr

3. Με σιλάνιο, παρουσία τριβρωμιούχου βορίου παράγεται βενζόλιο[13]:

PhBr+SiH4BBr3PhH+SiH3Br

Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH2=CH2) παράγει 2-φαινυλο-1-βρωμαιθάνιο (PhCH2CH2Br):

PhBr+CH2=CH2PhCH2CH2Br

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 2-φαινυλο-1-βρωμαιθένιο (PhCH=CHBr):

PhBr+HCCHPhCH=CH2Br

3. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 3-φαινυλο-1-βρωμοπροπάνιο:

κυκλοπροπάνιο +PhBrPhCH2CH2CH2Br

4. Σε αλκαδιένια. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 παράγει 4-φαινυλο-1-βρωμο-2-βουτένιο.

PhBr+CH2=CHCH=CH2PhCH2CH=CHCH2Br

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει φαινοξυ-2-βρωμαιθάνιο[14]:

+PhBrBrCH2CH2OPh

Αντιδράσεις ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης

  • Η παρουσία του βρωμίου απενεργοποιεί μερικώς τον αρωματικό χαρακτήρα, κάνοντας τις παρακάτω αντιδράσεις πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του βενζολίου. Παράγονται, ωστόσο ορθο- και παρα- παράγωγα.

Νίτρωση

Με νίτρωση παράγει ορθοβρωμονιτροβενζόλιο και παραβρωμονιτροβενζόλιο[4]:

PhBr+HNO3π.H2SO423oC6H4(NO2)Br+13πC6H4(NO2)Br+H2O

Σουλφούρωση

Με σουλφούρωση παράγει ορθοβρωμοβενζοσουλφονικό οξύ και παραβρωμοβενζοσουλφονικό οξύ[4]:

PhBr+H2SO423oC6H4(Br)SO3H+13πC6H4(Br)SO3H+H2O

Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει ορθοαλοβρωμοβενζόλιο και παρααλοβρωμοβενζόλιο[4]:

PhBr+X2FeX323oC6H4(Br)X+13πC6H4(Br)X+HX

  • όπου Χ Br ή Br. Τα άλλα φαινυλαλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg2F2, αντίστοιχα.

Αλκυλίωση

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοαλκυλοβρωμοβενζόλιο και παρααλκυλοβρωμοβενζόλιο[4]:

PhBr+RXAlX323oC6H4(R)Br+13πC6H4(R)Br+HX

Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοακυλοβρωμοβενζόλιο και παραακυλοβρωμοβενζόλιο[4]:

PhBr+RCOXAlX323oC6H4(Br)COR+13πC6H4(Br)COR+HX

Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοβρωμοφαινόλη και παραβρωμοφαινολη[4]:

PhBr+XOHAlX323oC6H4(Br)OH+13πC6H4(Br)OH+HX

Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοβρωμοανιλίνη και παραβρωμοανιλίνη[4]:

PhBr+NH2XAlX323oC6H4(Br)NH2+13πC6H4(Br)NH2+HX

Καρβοξυλίωση

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς ορθοβρωμοβενζοϊκό οξύ και παραβρωμοβενζοϊκό οξύ[4]:

PhBr+XCOOHAlX323oC6H4(Br)COOH+13πC6H4(Br)COOH+HX

Αναγωγή

Με υδρογόνωση παράγει βρωμοκυκλοεξάνιο[15]:

PhBr+3H2PtC6H11Br

Οζονόλυση

Με Οζονόλυση παράγει αιθανοδιάλη και φορμυλοαιθανοϋλοβρωμίδιο[16]:

PhBr+2O32O=CHCH=O+OCHCOBr

Αλομεθυλίωση

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγει ορθοαλομεθυλοβρωμοβενζόλιο και παρααλομεθυλοβρωμοβενζόλιο[17]:

PhBr+H2C=O+HXZnX223oC6H4(Br)CH2X+13πC6H4(Br)CH2X+H2O

Επίδραση καρβενίων

Με μεθυλένιο προς ορθοβρωμοτολουόλιο, μεταβρωμοτολουόλιο, παραβρωμοτολουόλιο, 1-βρωμοκυκλοεπτατρένιο, 2-βρωμοκυκλοεπτατρένιο και 3-βρωμοκυκλοεπτατρένιο:

PhBr+CH3Br+KOH511C6H4(Br)CH3+611C7H7Br+KBr+H2O

Εφαρμογές

Το βρωμοβενζόλιο χρησιμοποιήθηκε για να επιδειχθεί η χρήση του φαινυλίου για αντιδράσεις «ζευγαρώματος», όπως η αντίδραση Σουζούκι:

2PhBrNaOHPtPh2+Br2

Το βρωμοβενζόλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή του βρωμομαγνησιοβενζόλιου, που αντιδρά με διοξείδιο του άνθρακα, παράγοντας βενζοϊκό οξύ:

PhBr+Mg|Et2O|PhMgBr+CO2PhCOOMgBr+H2OPhCOOH+Mg(OH)Br

Ακόμη, το βρωμοβενζόλιο χρησιμοποιήθηκε ως ένα συστατικό για την παραγωγή της φαινοκυκλιδίνης.

Ασφάλεια

Είναι μια τοξική ένωση και μπορεί να προκαλέσει βλάβες στο ήπαρ και στο νευρικό σύστημα, αν καταπωθεί, εισαχθεί με ένεση ή απορροφηθεί από το δέρμα[18].

Σημειώσεις και αναφορές

  1. Πρότυπο:Cite web
  2. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  3. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.1, R = Ph, X = Br.
  6. 6,00 6,01 6,02 6,03 6,04 6,05 6,06 6,07 6,08 6,09 6,10 6,11 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 186, §7.3.1.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 185, §7.2.8.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.3.Α1, R = Ph, X = Br.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.Α, R = Ph, X = Br.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.5, R = Ph, X = Br.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3α, R = Ph, X = Br.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 187, §7.3.3β, R = Ph, X = Br.
  13. Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
  14. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = Br.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.2.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.3.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.5.
  18. Πρότυπο:Cite web

Πηγές

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985

Πρότυπο:Οργανοαλογονίδια Πρότυπο:Authority control