علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Chlorination of alkanes
المؤلف: University of Missouri System
المصدر: Organic Chemistry ii
الجزء والصفحة: .................
30-9-2020
1391
When alkanes larger than ethane are halogenated, isomeric products are formed. Thus chlorination of propane gives both 1-chloropropane and 2-chloropropane as mono-chlorinated products. Four constitutionally isomeric dichlorinated products are possible, and five constitutional isomers exist for the trichlorinated propanes. Can you write structural formulas for the four dichlorinated isomers?
CH3CH2CH3+2Cl2→FourC3H6Cl2isomers+2HCl
The halogenation of propane discloses an interesting feature of these reactions. All the hydrogens in a complex alkane do not exhibit equal reactivity. For example, propane has eight hydrogens, six of them being structurally equivalent primary, and the other two being secondary. If all these hydrogen atoms were equally reactive, halogenation should give a 3:1 ratio of 1-halopropane to 2-halopropane mono-halogenated products, reflecting the primary/secondary numbers. This is not what we observe. Light-induced gas phase chlorination at 25 ºC gives 45% 1-chloropropane and 55% 2-chloropropane.
CH3-CH2-CH3 + Cl2 → 45% CH3-CH2-CH2Cl + 55% CH3-CHCl-CH3
The results of bromination ( light-induced at 25 ºC ) are even more surprising, with 2-bromopropane accounting for 97% of the mono-bromo product.
CH3-CH2-CH3 + Br2 → 3% CH3-CH2-CH2Br + 97% CH3-CHBr-CH3
These results suggest strongly that 2º-hydrogens are inherently more reactive than 1º-hydrogens, by a factor of about 3:1. Further experiments showed that 3º-hydrogens are even more reactive toward halogen atoms. Thus, light-induced chlorination of 2-methylpropane gave predominantly (65%) 2-chloro-2-methylpropane, the substitution product of the sole 3º-hydrogen, despite the presence of nine 1º-hydrogens in the molecule.
(CH3)3CH + Cl2 → 65% (CH3)3CCl + 35% (CH3)2CHCH2Cl
It should be clear from a review of the two steps that make up the free radical chain reaction for halogenation that the first step (hydrogen abstraction) is the product determining step. Once a carbon radical is formed, subsequent bonding to a halogen atom (in the second step) can only occur at the radical site. Consequently, an understanding of the preference for substitution at 2º and 3º-carbon atoms must come from an analysis of this first step.