هالوهيدرين

البنية العامة للهالوهيدرين، حيث X = I أو Br أو F أو Cl
بنية الهالوهيدرين 2-كلوروإيثانول

في الكيمياء العضوية، يُعرف الهالوهيدرين (ويُسمى أيضًا هالو الكحول أو β-هالو الكحول ) بأنه مجموعة وظيفية ترتبط فيها ذرة هالوجين ومجموعة هيدروكسيل بذرات كربون متجاورة ، والتي لا تحمل في الأصل سوى ذرات هيدروجين أو مجموعات هيدروكربونية (مثل 2-كلوروإيثانول ، و3-كلوروبروبان-1،2-ديول ). [ 1 ] ينطبق هذا المصطلح فقط على المجموعات المشبعة، حيث لا تُعتبر مركبات مثل 2-كلوروفينول عادةً من الهالوهيدرينات. تُنتج ملايين الأطنان من بعض الكلوروهيدرينات، مثل بروبيلين كلوروهيدرين ، سنويًا كمواد أولية للبوليمرات.

يمكن تصنيف الهالوهيدرينات إلى كلوروهيدرينات، أو بروموهيدرينات، أو فلوروهيدرينات، أو يودوهيدرينات اعتمادًا على الهالوجين الموجود.

توليف

من الألكينات

تُحضّر الهالوهيدرينات عادةً بمعالجة الألكين بالهالوجين في وجود الماء. يُعدّ هذا التفاعل نوعًا من الإضافة الإلكتروفيلية ، حيث يعمل الهالوجين كإلكتروفيل. [ 2 ] من هذا المنطلق، يُشبه تفاعل إضافة الهالوجين ، ويحدث بإضافة مضادة ، تاركًا مجموعتي X وOH المضافتين حديثًا في وضعية ترانس . المعادلة الكيميائية لتحويل الإيثيلين إلى كلوروهيدرين الإيثيلين هي:

H 2 C=CH 2 + Cl 2 + H 2 O → HO-CH 2 -CH 2 -Cl + HCl

عندما تكون عملية البرومة مرغوبة، يمكن أن يكون N- بروموسكسينيميد (NBS) مفضلًا على البروم لأنه يتم إنتاج عدد أقل من المنتجات الجانبية.

Bromohydrin formation
تكوين البروموهيدرين

من الإيبوكسيدات

يمكن أيضًا تحضير الهالوهيدرينات من تفاعل الإيبوكسيد مع حمض الهيدروهاليك ، [ 3 ] أو هاليد معدني. [ 4 ]

يُجرى هذا التفاعل على نطاق صناعي لإنتاج سلائف الكلوروهيدرين لاثنين من الإيبوكسيدات المهمة، وهما إيبكلوروهيدرين وأكسيد البروبيلين . في السابق، كان يُنتج 2-كلوروإيثانول على نطاق واسع كسلائف لأكسيد الإيثيلين ، ولكن يُحضّر الأخير الآن عن طريق الأكسدة المباشرة للإيثيلين. [ 5 ]

من أحماض 2-كلورو

يمكن اختزال أحماض 2-كلوروكربوكسيلية باستخدام هيدريد الليثيوم والألومنيوم إلى كحولات 2-كلورو. تُحضّر أحماض 2-كلوروكربوكسيلية المطلوبة بطرق متنوعة، منها تفاعل الهلجنة وفقًا لطريقة هيل-فولهارد-زيلينسكي . يُنتج حمض 2-كلوروبروبيونيك عن طريق كلورة كلوريد البروبيونيل متبوعةً بتحلل كلوريد 2-كلوروبروبيونيك مائيًا. يمكن تحضير حمض ( S )-2-كلوروبروبيونيك النقي ضوئيًا والعديد من المركبات ذات الصلة من الأحماض الأمينية عبر تفاعل الديازوتة . [ 6 ]

ردود الفعل

في وجود قاعدة، تخضع الهالوهيدرينات لتفاعل استبدال نوكليوفيلي داخلي من النوع الثاني (SN2 ) لتكوين الإيبوكسيدات . صناعياً، تُستخدم قاعدة هيدروكسيد الكالسيوم ، بينما في المختبر، غالباً ما يُستخدم هيدروكسيد البوتاسيوم.

يُعد هذا التفاعل عكس تفاعل التكوين من الإيبوكسيد، ويمكن اعتباره أحد أشكال تفاعل ويليامسون لتخليق الإيثر . ويُستمد معظم إنتاج أكسيد البروبيلين في العالم عبر هذا المسار. [ 7 ]

يمكن أن تشكل هذه التفاعلات أساسًا لعمليات أكثر تعقيدًا، على سبيل المثال، يعد تكوين الإيبوكسيد أحد الخطوات الرئيسية في تفاعل دارزين .

هالوهيدرين مهلجن

2,2,2-ثلاثي كلورو الإيثانول

يمكن اعتبار مركبات مثل 2،2،2-ثلاثي كلورو الإيثانول ، التي تحتوي على هالوجينات متجاورة متعددة بجوار مجموعة هيدروكسيل، من الهالوهيدرينات (مع أنها، من الناحية الدقيقة، لا تتوافق مع تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ) نظرًا لتشابه خصائصها الكيميائية. وتخضع هذه المركبات أيضًا لتفاعل حلقي داخلي لتكوين مجموعات ثنائي هالو الإيبوكسي. وتتميز هذه المركبات بنشاطها العالي وفائدتها في التخليق العضوي، إذ تُشكل أساس تفاعل جوتشيتش-ريف ، وتفاعل بارجيليني ، وتفاعل كوري-لينك . [ 8 ]

أمان

كما هو الحال مع أي مجموعة وظيفية، يصعب تعميم مخاطر الهالوهيدرينات، إذ قد تشكل جزءًا من سلسلة لا حصر لها تقريبًا من المركبات، ولكل بنية منها خصائص دوائية مختلفة. عمومًا، غالبًا ما تكون المركبات البسيطة ذات الوزن الجزيئي المنخفض سامة ومسرطنة (مثل 2-كلوروإيثانول ، 3-MCPD ) نظرًا لكونها عوامل مؤلكلة . يمكن استغلال هذه الخاصية بشكل مفيد، على سبيل المثال في دواء ميتوبرونيتول المضاد للسرطان . يوجد عدد من الكورتيكوستيرويدات الاصطناعية التي تحمل وحدة فلوروهيدرين ( تريامسينولون ، ديكساميثازون ).

تسميات خاطئة

Despite their rather suggestive names epichlorohydrin and sulfuric chlorohydrin are not halohydrins, although the former is most commonly produced using a chlorohydrin intermediate.

See also

References

  1. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 5th ed. (the "Gold Book") (2025). Online version: (2006) "halohydrins". doi:10.1351/goldbook.H02727
  2. William Reusch. "Addition Reactions of Alkenes". Virtual Textbook of Organic Chemistry.{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archival service (link)
  3. Travis W.Shaw, Julia A.Kalow, Abigail G.Doyle (2012). "Fluoride Ring-Opening Kinetic Resolution of Terminal Epoxides: Preparation of (S)-2-Fluoro-1-phenylethanol". Organic Syntheses. 89: 9. doi:10.15227/orgsyn.089.0009.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  4. Bonini, Carlo; Righi, Giuliana (1994). "Regio- and Chemoselective Synthesis of Halohydrins by Cleavage of Oxiranes with Metal Halides". Synthesis. 1994 (3): 225–238. doi:10.1055/s-1994-25445.
  5. Liu, Gordon Y. T.; Richey, W. Frank; Betso, Joanne E.; Hughes, Brian; Klapacz, Joanna; Lindner, Joerg (2014). "Chlorohydrins". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a06_565.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
  6. Koppenhoefer, Bernhardt; Schurig, Volker (1988). "(S)-2-Chloroalkanoic Acids of High Enantiomeric Purity from (S)-2-Amino Acids: (S)-2-Chloropropanoic Acid". Organic Syntheses. 66: 151. doi:10.15227/orgsyn.066.0151.
  7. Dietmar Kahlich, Uwe Wiechern, Jörg Lindner "Propylene Oxide" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002 by Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a22_239 Article Online Posting Date: June 15, 2000
  8. Snowden, T.S. (28 February 2012). "Recent applications of gem-dichloroepoxide intermediates in synthesis". Arkivoc. 2012 (2): 24–40. doi:10.3998/ark.5550190.0013.204. hdl:2027/spo.5550190.0013.204.