المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24


Chlorination of other alkenes  
  
1403   04:16 مساءً   date: 24-7-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

Chlorination of other alkenes

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+2Cl2FourC3H6Cl2isomers+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 suprising, 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.

First Step: R3CH + X· → R3C· + H-X

Second Step: R3C· + X2 → R3CX + X·

Since the H-X product is common to all possible reactions, differences in reactivity can only be attributed to differences in C-H bond dissociation energies. In our previous discussion of bond energy we assumed average values for all bonds of a given kind, but now we see that this is not strictly true. In the case of carbon-hydrogen bonds, there are significant differences, and the specific dissociation energies (energy required to break a bond homolytically) for various kinds of C-H bonds have been measured. These values are given in the following table.

R (in R–H) methyl ethyl i-propyl

t-butyl

phenyl benzyl allyl vinyl
Bond Dissociation Energy
(kcal/mole)
103 98 95 93 110 85 88 112

The difference in C-H bond dissociation energy reported for primary (1º), secondary (2º) and tertiary (3º) sites agrees with the halogenation observations reported above, in that we would expect weaker bonds to be broken more easily than are strong bonds. By this reasoning we would expect benzylic and allylic sites to be exceptionally reactive in free radical halogenation, as experiments have shown. The methyl group of toluene, C6H5CH3, is readily chlorinated or brominated in the presence of free radical initiators (usually peroxides), and ethylbenzene is similarly chlorinated at the benzylic location exclusively. The hydrogens bonded to the aromatic ring (referred to as phenyl hydrogens above) have relatively high bond dissociation energies and are not substituted.

C6H5CH2CH3 + Cl2 → C6H5CHClCH3 + HCl




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .