Галогеналкилдер реакцияласуға өте қабілетті органикалық қосылыстар класының бірі. Солардың көмегімен әр түрлі органикалық қосылыстарға алкил радикалдарын енгізеді. Олар алкилдеу реагенті болып табылады, Нуклеофильді орын басу (S N), сондай-ақ ығыстыру (Е)—оларға тән ерекше реакциялар.
Галогеналкилдерге галоген атомдарыньщ орын басу жылдамдығы әр түрлі,ол көбінесе галоген атомымен байланысқан радикалдардың құрылысына байланысты болады, Мұны галогеналкилдердің гидроксил иондарының (80%-ті этанол, 55°) қатысуында гидролиздерінің (К1 К2) төмендегі салыстырмалы жылдамдықтарын салыстыру арқылы байқауға болады:
Бромды метил.мен бромды этил үшін реакцияның жылдамдығы гидроксил ионының концентрациясы мен және галогеналкилдің кондентрациясына пропорционал (нуклеофильді орын басу реакциясының екінші қатары (S N2). Бромды изопропил үшін реагенттердің концентрациясымен реакция жылдамдығының арасында жай математикалық катынасты белгілеуге болмайды. Үшіншілік бромды бутил жағдайында реакцияның жылдамдығы тек қана галогеналкилдің концентрациясына байланысты және ол гидроксил иондарыньщ концентрациясына байланысты болмайды (нуклеофильді орын басу реакциясының біріншІ қатары ( S N1).
Көміртек атомына орын басу екі түрлі жолмен жүруі мүмкін және белгілі бір жағдайда екі процесс те бір мезгілде орын алады онда, мұны түсіндіруге болады…
Үшіншілік бромды бутил гидролизі — екі сатьлы процесс.
Бірінші сатысы галогеналкилдің иондарға қайтымды диссоциациялануы (моно- молекулалық реакция):
Диссоциация карбоний катиоинын түзу арқылы баяу жүреді, ол әрі қарай көміртек атомының бос орбитасьш толтыруға керекті электрондық жұп беруге қабілетті еріткіштің немесе реагенттің молекулаларымен тез әрекетеседі.
Реакцияның жылдамдығы ең баяу жүретін процесті жылдамдығымен, яғни диссоциацияның жылдамдығымен анықталады. Сондықтан жалпы орын басу процесі кинетикалық теңдеу реакциясының бірінші қатарымен қоса жүреді,
Ал бромды метил үшін реакция механизмі мүлде басқаша болады.
Гидроксил ионы бромды молекуласын ысыра отырып, ион түрінде ығыстырып шығарады мұнда көміртек — галоген байланысының үзілуі және жаңа көміртек — оттек байланысы құрылуы бір мезгілде жүреді.
Физикалық теорияға негізделген есептеулер нуклеофильді ион (немесе молекула) әрекеттесуші молекулаға карама-қарсы жақтан (орнын беретін топпен — галогенмен салыстырғанда) әсер еткенде, аралық күйдің құрылу энергиясынық ең аз мөлшерде екенін көрсетеді.
Осы механизм бойьшша жүретін гидролиздеу реакциясында реакцияның жылдамдығы гидролиз жүруге мүмкіншілік беретін реагентпен галогендердін, концентрациясына пропорционалды болады. Жалпы екінші қатардың тендеуімен жақсы анықталады, оны S N2-деп белгілейді (нуклеофильді бимолекулярлы орын басу).
Молекулярлық механизмде реакцияға еп жеңіл түсетін — үшіншілік, бимолекулярлық механизмде — біріншілік галоген туындылары.
Сонымен қатар олефиндер құра отырып галогеналкилдер галоген сутектерді бөлуге қабілетті келеді.
Галоген туындыларыньщ жеке реакцияларын карастырайық.
- Галогеналкилдерді каталитикалық сутектендіру немесе реакциядан бөлініп шыққан кезде алынған сутекпен сондай-ақ иодты сутекпен әсер ету арқылы галоген атомын сутек атомына алмастыруға болады.
- Галоген туындыларына ацетондағы немесе спирттегі галогенді сутек қышқылдары тұздарының ерітіндісімен әсер етсе бір галогенді екінші галогенмен алмастыруға болады. Егер бромға иемесе иодқа алмастырса онда реакцияны сілтілік металдардын тұздарымен жүргізу керек, себебі хлорлы түздар бромды және иодты тұздарға қарағанда нашар ериді. Ал атом салмағы үлкен галогенді атом салмағы кіші галогенмен алмастыру үшін, күміс тұздарын қолдану керек, өйткені иодты күміс бромды, әсіресе хлорлы күміске карағанда нашар ериді.
- Көмірсутектерінен спирттр алу үшін галогеналкилдердін сумен (гидролиз) әрекеттесу реакциясының маңызы үлкен. Гидролизді жоғары температурада сілтілермен немесе сілтілік металдардың көмірқышкыл тұздарымен, кейде (автоклавта) судың қайнау температурасынан жоғары температурада қыздыру арқылы жүргізеді.