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