Введение

Химическая реакция, в которой к соединению добавляется один или несколько галогенных элементов, например, хлор, гипохлорит и т.д. В химии галогенирование – это химическая реакция, в ходе которой в химическое соединение вводятся один или несколько галогенов. Соединения, содержащие галогениды, широко распространены, что делает этот тип превращения важным, например, в производстве полимеров и лекарственных препаратов. Этот вид превращения настолько распространен, что его всестороннее рассмотрение представляет собой сложную задачу. В данной статье в основном рассматривается галогенирование с использованием элементарных галогенов (F2, Cl2, Br2, I2). Галогениды также обычно вводятся с использованием солей галогенидов и галогеноводородов. Существует множество специализированных реагентов для введения галогенов в различные субстраты, например, тионилхлорид.

Органическая химия

Существует несколько путей галогенирования органических соединений, включая радикальное галогенирование, галогенирование кетонов, электрофильное галогенирование и реакцию присоединения галогена. Выбор пути определяется природой субстрата. Легкость галогенирования зависит от галогена. Фтор и хлор более электрофильны и являются более активными галогенирующими агентами. Бром является менее активным галогенирующим агентом, чем фтор и хлор, а йод – наименее реакционноспособным из них. Легкость дегидрогалогенирования подчиняется обратной закономерности: йод удаляется из органических соединений наиболее легко, а органофториды отличаются высокой стабильностью.

Фторирование

Из-за своей крайней реактивности фтор (F2) представляет собой особую категорию в отношении галогенирования. Большинство органических соединений, насыщенные или ненасыщенные, воспламеняются при контакте с F2, в конечном итоге образуя тетрафторид углерода. В отличие от этого, более тяжелые галогены значительно менее реактивны по отношению к насыщенным углеводородам. Для фторирования элементарным фтором требуются высокоспециализированные условия и оборудование. Как правило, вместо F2 используются фторирующие реагенты. К таким реагентам относятся трифторид кобальта, трифторид хлора и пентафторид йода. Электрохимическое фторирование широко используется в промышленности для производства перфторированных соединений. В этом методе небольшое количество элементарного фтора генерируется непосредственно в реакционной смеси из фтористого водорода, что позволяет избежать опасностей, связанных с обращением с фторным газом. Многие важные в коммерческом отношении органические соединения фторируются с использованием этой технологии.

Неорганическая химия

Все элементы, кроме аргона, неона и гелия, образуют фториды при непосредственном взаимодействии с фтором. Хлор проявляет несколько большую селективность, но всё же реагирует с большинством металлов и более тяжёлыми неметаллами. В соответствии с общей закономерностью, бром менее реакционноспособен, а йод – наименее. Среди множества возможных реакций, показательным примером является образование хлорида золота(III) при хлорировании золота. Хлорирование металлов обычно не имеет большого промышленного значения, поскольку хлориды проще получать из оксидов и хлороводорода. Крупномасштабное хлорирование неорганических соединений применяется главным образом для производства трихлорида фосфора и дихлорида серы.