Галогенпроизвoдные углеводо­родов

ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ (галогензамещённые углеводородов), углеводороды, в молекулах которых один или несколько атомов Н замещены на атомы галогенов (Hal). По числу атомов Hal в молекуле различают моно-, ди-, три-, ..., полизамещённые углеводороды, а также полностью замещённые (пергалогенированные) производные. По типу углеводородного радикала (R), с которым связан Hal, выделяют алкилгалогениды (насыщенный алифатический R), арилгалогениды (ароматический R) и др.; по строению алкильного радикала - первичные RCH₂Hal, вторичные R₂CHHal и третичные алкилгалогениды R₃CHal. Названия галогенпроизводным углеводородам дают в соответствии с правилами химической номенклатуры. Некоторые галогенпроизводные углеводороды имеют тривиальные названия, например хлороформ, хлоропрен, гексахлоран С₆Н6Cl₆.

В основном галогенпроизводные углеводородов - жидкие или твёрдые вещества (за исключением низших алкилгалогенидов - газов со сладковатым запахом, например t_кип фторметана CH₃F -78,4 °С). Температуры плавления и кипения галогенпроизводных углеводородов увеличиваются по мере возрастания молекулярной массы в соответствующем гомологическом ряду. Для галогенпроизводных углеводородов с одинаковым числом атомов углерода в молекуле температуры кипения и плотности увеличиваются при возрастании атомной массы Hal и числа атомов Hal в молекуле, для алифатических галогенпроизводных углеводородов также в ряду: первичные - вторичные - третичные алкилгалогениды. Галогенпроизводные  углеводороды, содержащие 2-3 атома Hal при одном атоме углерода, имеют более низкие плотности, температуры плавления и кипения, чем те, в которых атомы Hal расположены при различных углеродных атомах. Галогенпроизводные  углеводороды бесцветны. Иодпроизводные углеводородов приобретают красную или коричневую окраску из-за незначительного разложения под действием света. Галогенпроизводные  углеводородов в воде почти не растворяются, со многими органическими растворителями (эфиром, спиртом и др.) смешиваются в любых соотношениях.

Для галогенпроизводных углеводородов характерны реакции нуклеофильного замещения. Наиболее реакционноспособны галогенпроизводные углеводородов, имеющие атом Hal у группы СН₂, соседней с двойной связью или бензольным кольцом (аллилгалогениды или бензилгалогениды). С трудом в реакции замещения вступают арилгалогениды и галогенпроизводные углеводородов, имеющие атом Hal при атоме углерода двойной связи. В зависимости от природы Hal реакционная способность возрастает в ряду: фторпроизводные - хлорпроизводные - бромпроизводные - иодпроизводные углеводородов. При реакциях с Н₂О и разбавленными растворами щелочей галогенпроизводные углеводородов образуют спирты (арилгалогениды - фенолы), дизамещённые галогенпроизводные углеводородов RCHHal₂ и RCHal₂R’ - альдегиды и кетоны соответственно, тризамещённые галогенпроизводные углеводородов RCHal₃ - карбоновые кислоты. С алкоголятами галогенпроизводные углеводородов образуют простые эфиры, с солями карбоновых кислот - сложные эфиры, с NaCN - нитрилы, с NH₃ в спиртовом растворе или газовой фазе (в зависимости от условий) - первичные, вторичные, третичные амины, четвертичные аммониевые соли. Монозамещённые галогенпроизводные углеводородов взаимодействуют с Na (смотри Вюрца реакция), с Li, Mg образуют металлоорганические соединения.

Галогенпроизводные  углеводородов вступают в реакции дегидрогалогенирования под действием концентрированных растворов щелочей; галогенпроизводные углеводородов, имеющие атомы Hal у соседних атомов углерода, - в реакции дегалогенирования под действием Zn в спиртовой среде с образованием ненасыщенных соединений, галогенпроизводные углеводородов, имеющие атомы Hal у удалённых друг от друга атомов углерода, образуют циклические соединения.

Алкил- и арилгалогениды устойчивы к действию окислителей, окисляются в жёстких условиях (УФ-излучение, высокая температура и др.) до HHal, Наl₂, Н₂О, СО и СО₂ (хлориды - также до СОCl₂). Ненасыщенные галогенпроизводные углеводородов легко реагируют с О₂, О₃, НNО₃, KMnO₄, органическими надкислотами с образованием различных кислородсодержащих соединений.

Галогенпроизводные  углеводородов получают обычно по реакциям галогенирования и гидрогалогенирования. Способ получения зависит от природы углеводородного радикала, галогена и галогенирующего реагента.

В промышленности чаще применяют хлорпроизводные углеводородов. Метилхлорид, этилхлорид, хлорбензол и др. - промежуточные продукты в производстве кремнийорганических соединений, этилхлорид - этилцеллюлозы, аллилхлорид - в производстве эпихлоргидрина, глицерина, хлорбензол - фенола. Метиленхлорид, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, дихлорбензолы и др. галогенпроизводные углеводородов - растворители (для обезжиривания металлических поверхностей, химической чистки, в различных химических процессах). Арилгалогениды применяют в производстве красителей, в качестве инсектицидов. Многие непредельные галогенпроизводные углеводородов (например, винилхлорид, винилиденхлорид, хлоропрен, тетрафторэтилен) - мономеры для получения полимерных материалов. Фторхлорпроизводные метана и этана - хладоны - хладагенты для холодильных машин, вспенивающие агенты, пропелленты для аэрозолей. Бромпроизводные углеводородов - эффективные антипирены. Галогенпроизводные  углеводородов используют в органическом синтезе для получения реактивов Гриньяра (смотри Гриньяра реакция), алкилгалогениды применяют в реакциях алкилирования (смотри, например, Фриделя - Крафтса реакция), арилгалогениды - в реакциях арилирования (смотри, например, Ульмана реакция).

Некоторые галогенпроизводные углеводородов токсичны, обладают наркотическим действием, активны по отношению к озону стратосферы. В соответствии с международными соглашениями запрещены для производства и применения некоторые хладоны, бромфторуглеводороды (талоны), пестициды (ДДТ и др.), гексахлорбензол.

Лит.: Трегер Ю. А., Пименов И. Ф., Гольфанд Е. А. Справочник по физико-химическим свойствам хлоралифатических соединений С1-С5. Л., 1973; Промышленные хлорорганические продукты. М., 1978; Муганлинский Ф. Ф., Трегер Ю. А., Люшин М. М. Химия и технология галогенорганических соединений. М., 1991; Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С. Химия и технология брома, иода и их соединений. 2-е изд. М., 1995; Промышленные фторорганические продукты. 2-е изд. СПб., 1996.