Compuestos Halogenados

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Compuestos Orgánicos Halogenados

“Un gran poder, conlleva una gran responsabilidad”-Spiderman


Derivados Halogenados de los Hidrocarburos Resultan de la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno de un hidrocarburo por átomos de halógeno Haluros de Alquilo (R-X)

Hidrocarburo sustituido es alifático

Haluros de Arilo (Ar-X)

Hidrocarburo sustituido es aromático


Nomenclatura 

Se utilizan frecuentemente los nombres comunes

El sistema de nomenclatura es similar al de las sales inorgánicas halogenadas, el nombre del haluro primero, seguido del nombre del grupo alquilo

Ej:  NaCl cloruro de sodio (inorgánico)  CH3Cl cloruro de metilo (orgánico)


Nomenclatura IUPAC 

Los átomos de halógeno se mencionan como sustituyentes de la cadena continua de carbonos más larga

El nombre del sustituyente halógeno se mantiene sin cambios (cloro, bromo, yodo)


Nomenclatura IUPAC

2-cloropropano

3-bromo-1-propeno

yodo-cicloalcano


Nomenclatura de haluros de alquilo F贸rmula molecular

F贸rmula estructural

CH3I

CH3I

C3H7Cl

CH3CH2CH2Cl

C3H7Cl

CH3CHCH3 |

Nombre com煤n

Nombre IUPAC

Yoduro de metilo

Yodometano

Cloruro de npropilo

1-cloropropano

Cloruro de isopropilo

2-cloropropano

Cl

C4H9Br

CH3CH2CH2CH2Br

Bromuro de butilo

1-bromobutano

C4H9Br

CH3CH2CHCH3

Bromuro de sec-butilo

2-bromobutano

|

Br


Nomenclatura de haluros de alquilo F贸rmula molecular

C4H9Br

F贸rmula estructural CH3CHCH2Br |

Nombre com煤n

Nombre IUPAC

Bromuro de isobutilo

1-bromo-2metilpropano

Bromuro de terc-butilo

2-bromo-2metilpropano

Cloruro de alilo

3-cloropropeno

Bromuro de etileno

1,2dibromoetano

CH3

C4H9Br

CH3 | CH3C CH3 | Br

C3H5Cl C2H4Br2

H2C=CH-CH2Cl

CH2CH2 |

|


Clasificación de Hidrocarburos Halogenados 

Número de Halógenos:  Monohalógeno  Dihalógeno  Trihalogeno.

Tipo de Halógeno:  Clorado  Bromado  Iodado  Fluorado

Posición:  Primario  Secundario  Terciario


Obtención de haluros de alquilo 

Haluros orgánicos naturales son raros

Se sintetizan en grandes cantidades pues se usan en la industria extensamente como materiales de partida de otros reactivos orgánicos


Obtención de haluros de alquilo 

A partir de:  Alquenos  Alcoholes  Hidrocarburos aromáticos  Otros haluros de alquilo


Obtención a partir de alquenos H H

H H

CH3-C=C-H + Br2

CH3-C – CH

DIHALURO

Br Br 1,2-dibromopropano H H C=C-H Estireno (fenileteno)

H H + HBr

C-C-H

MONOHALURO

Br H 1-bromo-1-feniletano

Dihaluros por adición de moléculas del halógeno  Monohaluros por adición de haluros de hidrógeno (Regla de Markonifoff) 


Obtención a partir de alcoholes CH3CH2CH2OH + HBr conc

CH3CH2CH2Br + HOH

X = Br, I, si X = Cl se usa ZnCl2 como catalizador ZnCl2 CH3CH2OH + HCl →

CH3CH2Cl

+ HOH

Forma más común de obtener haluros de alquilo  Pueden utilizarse varios reactivos: HCl, HBr, HI, PCl3, PBr3 


Obtención de Haluros de Arilo 

Se emplea frecuentemente la halogenación directa

CH3

CH3 Br FeBr3 + Br2

CH3

+ HBr

CH3


Haluros de Arilo ď‚ž

El olor y sabor desagradable del agua potable se debe al proceso de clorinaciĂłn, porque contiene fenol (desecho industrial) que produce mono y diclorofenoles OH

OH

OH Cl

Cl

+

+

Cl

OH

OH Cl +

Cl

Cl


Obtención de fluoruros de alquilo a partir de otros Haluros de Alquilo 

El flúor gaseoso y HF son extremadamente reactivos (difíciles de manejar)

Se emplean fluoruros inorgánicos en un proceso denominado intercambio de halógeno 2 CH3Br + HgF2 → 2 CH3F + Hg2Br2 CCl4 + 2 HF

→ CF2Cl2 + 2 HCl


PROPIEDADES DE HALUROS DE ALQUILO Propiedades Físicas Propiedades Químicas


Propiedades Físicas 

Solubilidad: insolubles en agua

Densidad:  Cloruros menos densos que el agua  Bromuros y yoduros más densos

Puntos de Ebullición:  Aumenta conforme aumenta la masa molar en

los compuestos homólogos  Disminuye con las ramificaciones  Yoduro de metilo no es gas a T° ambiente


Propiedades FĂ­sicas Grupo alquilo

Cloruro

Bromuro

Yoduro

Metilo

-24

5

43

Etilo

12

38

72

n-Propilo

47

71

102

Isopropilo

37

60

90


Propiedades Químicas 

La sustitución de un hidrógeno por un halógeno modifica la reactividad de la molécula

Los haluros experimentan sustitución, eliminación o ambos tipos de reacción, dependiendo  estructura del alquilo involucrado  disolvente  concentración del reactivo


Eliminación (deshidrohalogenación) 

Reacción que causa la pérdida de alguna molécula simple y la formación de un enlace múltiple

Se emplea una base fuerte en solución alcohólica

Se emplea como método de preparación de alquenos y de ciertos alquinos


Eliminación (deshidrohalogenación) H H | | CH3- C – C –H | | Br H

H KOH | → CH3- C=C-H + KBr- + HOH -

| H


Sustitución 

El halógeno puede desplazarse mediante otros grupos negativos o reactivos nucleófilicos

Los nucleófilos atacan un centro de carga positiva, (pueden donar electrones) se conocen como bases de Lewis


Sustitución 

Los nucleófilos comunes son:  Iones negativos  Moléculas neutras con electrones no

compartidos (NH3, P(CH3)3 y H2O)

H H R - C - X + A → R- C -A + XH H


Sustitución alcohol

CH3I + KCN → CH3CN + KI Cianuro de metilo NH3

CH3CH2CH2Br + NaNH2 → CH3CH2CH2NH2 + NaBr n-propilamina

CH2Cl + NaOH →

CH2OH + NaCl

Cloruro de bencilo

Alcohol bencílico


Sustitución 

Compuestos aromáticos con átomos de halógeno en cadenas laterales se comportan como haluros de alquilo

Si el halógeno está unido directamente a un carbono del anillo aromático son poco reactivos excepto que tengan otro grupo que atraiga electrones (NO2)


Reacción con Metales 

Haluros de alquilo y arilo reaccionan con litio y magnesio formando compuestos organometálicos que son intermediarios para la síntesis de muchos compuestos orgánicos

Reacción descubierta por Víctor Grignard en 1901


Reacción con metales éter anhidro

CH3CH2CH2CH2Br + 2 Li → CH3CH2CH2CH2Li + LiBr Bromuro de n-butilo

n-Butil-litio

éter anhidro

Br + Mg

MgBr


Reacción con metales 

Haluros (reactivos de Grignard) y los compuestos organolitio, no se aislan, se trabajan en solución, cuidando de excluir al agua y al oxígeno

Si existe agua, reaccionan y se convierten en los alcanos correspondientes (preparación de hidrocarburos puros)


Reacción con metales CH3CH2CH2CH2Li + HOH → CH3CH2CH2CH3 + LiOH N-Butil-litio MgBr + HOH →

agua

n-Butano + Mg(OH)Br



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