Referat Halogenkohlenwasserstoffe

Halogenkohlenwasserstoffe

Halogenkohlenwasserstoffe sind Derivate von Kohlenwasserstoffen. Allerdings sind bei den Halogenkohlenwasserstoffen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt.

Sie sind schwach polar, kaum wasserlöslich, aber unpolare Stoffe gut lösen (z. B. Fette). Daraus folgt, daß sie hydrophob und lipophil sind. Werden die Moleküle schwerer, so steigen auch die Schmelz- und Siedetemperatur an.

Wichtige Halogenkohlenwasserstoffe

Trichlormethan (Chloroform , CHCl

farblose Flüssigkeit, die sü lich riecht und nicht brennt. Die Dämpfe sind narkotisierend. Da Chloroform

giftig ist, dient es nicht mehr als Bet ubungsmittel.

Tertachlormethan Tetrachlorkohlenstoff, Tetra , CCl

flüßige, unbrennbare, cancerogene Substanz, Lösungsmittel für Fette und Harze

Dichloridfluormethan (Frigen, Freon1 , CF Cl

unbrennbares, ungiftiges, geruchloses, sehr reaktionstr ges Gas, unter Druck leicht verflüssigbar wie

andere FCKWs (Fluorchlorkohlenwasserstoffe). Dient als Treibgas und Kühlflüssigkeit in Kühlschränken. Bromh ltige Substanzen als Feuerl schmittel in Gebrauch (Halon). In vielen Staaten verboten, da Schädigungen der Ozonschicht vermutet werden. In Österreich d rfen nur mehr teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe in Spraydosen erlaubt, da sie nicht so sch dlich f r die Ozonschicht sind wie die vollhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffe.

Chlorethan Ethylchlorid), C H Cl

Vereisungsmittel in der Medizin zur lokalen Bet ubung (durch niedrige Siedetemperatur von 12 °C

sofortige Verdampfung T Unterkühlung der Haut T Schmerzunempfindlichkeit

Chlorethen Vinylchlorid , C H Cl

Grundstoff zur Herstellung von PVC

Trichlorehten(Trichlorethylen, Tri , C HCl und Tetrachlorethen (Perchlorethylen, Per), C Cl

Lösungsmittel in Putzereien (chemische Reinigung) und zum Entfetten von Eisenblech in der

Stahlindustrie

Halogenkohlenwasserstoffe kommen in der Natur nicht vor. Man muß extrem vorsichtig sein bei der Handhabung, da sie zum Teil hoch giftig und cancerogen sind. Halogenalkane wird nur sehr schwer abgebaut, da sie chemisch sehr stabil sind. Sie werden leicht im Fettgewebe angereichert.

In Österreich ist in einigen Gebieten das Grundwasser schon verseucht, da halogenhaltige L sungsmittel sehr sorglos verwendet wurden.

DDT Dichlordiphenyltrichlorethan) und HCH Hexachlorcyclohexan = Gammexan) finden als Schädlingsbek mpfungsmittel Verwendung. Chlorhaltiger Kunststoffmüll (PVC) bildet in der Müllverbrennung das hochgiftige Dioxin. Nun ist man bestrebt, die Halogenkohlenwasserstoffe durch harmlosere Substanzen zu ersetzen.

Reaktion und Herstellung

Charakteristisch für Halogenkohlenwasserstoffe sind Substitution und Elimination.

_Substitution

Bromethan hat eine polare C Br Bindung. Das Br Atom zieht die Bildungselektronen zu sich, das C Atom hat daher eine negative

Partialladung. Die OH -Ionen streben zur

positiven Ladung (nucleophil) und verdrängen das Halogenatom. Das OH Ion

n hert sich dem Bromethan von der dem Brom gegenüberliegenden Seite. Im labilen Übergangszustand liegen die H Atome in einer Ebene. Senkrecht dazu befinden sich die ein- und austretenden Gruppen in

ungef hr gleichem Abstand. Die eintretende Gruppe bindet sich schließlich an den Kohlenstoff, die H- Atome klappen wieder in Tetraederanordnung, aber in die andere Richtung (Umklappen wie ein Regenschirm) und Br wird abgegeben.

Nucleophile Substitutionsreaktionen von Halogenalkanen sind von großer synthetischer Bedeutung , da die verschiedensten funktionellen Gruppen in das C Gerüst eingebaut werden können. Fluoralkane sind extrem reaktionstr ge, Iodalkane reagieren am

leichtesten. Das hat mit der Größe der

Elektronenh lle.

Dadurch wird ihre

Abspaltung als Anion erleichtert.

Elimination

Ethen entsteht, wenn Bromethan mit konzentrierter Natronlauge reagiert. Jedes Nucleophil hat auch basische Eigenschaften, d h. es kann auf Grund seines Elektronenüberschusses ein H -Ion binden.

Eine Doppelbindung wird ausgebildet und vom benachbarten C Atom wird ein Bromidion abgegeben, weil das OH Ion

dem Halogenalkan ein Proton entzieht. Eliminierungen sind immer Konkurrenzreaktionen zur nukleophilen Substitution

Eliminierungsreaktionen f hren zur Bildung unges ttigter Verbindungen. Halogenalkane entstehen aus:

Alkanen durch radikalische Substitution

Alkenen und Alkinen durch Addition von Halogenen oder Halogenwasserstoffen

Alkoholen durch Substitution der OH Gruppe durch ein Halogenidion

Bei Halogenderivaten aromatischer Kohlenwasserstoffe treten Additionen oder Substitutionsreaktionen auf. Eine elektrophile Substitution findet statt, wenn Benzol in Dunkelheit unter Anwesenheit eines Katalysators AlCl FeCl mit Chlor reagiert.

Elektrophile Substitution

Wirkt intensives UV Licht ein, so findet am

Addition

Benzolring Addition statt und der aromatische Charakter geht verloren; so wird z. B. Hexachlorcyclohexan hergestellt.

Bei Benzolringen, die eine Seitenkette besitzen, findet Addition an der Seitenkette statt: