Halogenuros de alquilo: Propiedades, usos y aplicaciones

UNIDAD III
HALOGENUROS DE ALQUILO
“Halogenuros de alquilo: Propiedades, usos y
aplicaciones”
Q.A. Eduardo Vega Barrios
Pte. M. en C.Q. Macaria Hernández Chávez
HALOGENUROS DE ALQUILO
3.1.2 Propiedades físicas y químicas de los halogenuros de alquilo
Propiedades físicas de los halogenuros de alquilo.
Los halogenuros de alquilo presentan propiedades similares a las de los alcanos,
siendo incoloros, relativamente inodoros e insolubles en agua. Los puntos de ebullición de los
halogenuros de alquilo se comportan de manera similar a los de los alcanos (a mayor tamaño
de cadena, mayor punto de ebullición), estos van a ser mayores que en los alcanos por las
interacciones que presentan con el átomo de halógeno.
De la misma forma, el tamaño del átomo de halógeno también influye en el aumento de
los puntos de ebullición y a mayor tamaño del átomo de halógeno, mayor punto de ebullición.
Compuesto
Masa molecular
Punto de ebullición
CH3F
34
- 78º C
CH3Cl
50.5
- 24º C
CH3Br
95
4º C
CH3I
142
42º C
Fluoruro de etilo
p.e. =  38º C
Cloruro de etilo
p.e. = 12º C
Bromuro de etilo
p.e. = 38º C
Yoduro de etilo
p.e. = 72º C
En estas representaciones se observa que el átomo de halógeno (que está
representado por las esferas de color verde seco, verde limón, verde bandera y morado en
cada molécula), incrementa su tamaño en el siguiente orden: F>Cl>Br>I.
La mayoría de los halogenuros de alquilo, a diferencia de los alcanos son más densos
que el agua.
Propiedades químicas.
Los halogenuros de alquilo, al contener menos enlaces CH, son menos inflamables
que los alcanos, debido a la presencia del halógeno y a su incremento en la polaridad, los
halogenuros de alquilo son mejores disolventes que los alcanos y son más reactivos que los
alcanos.
3.1.2.1 Sosa acuosa y potasa cáustica (NaOH y KOH respectivamente)
En presencia de bases fuertes como NaOH y KOH los halogenuros de alquilo
presentan reacciones de eliminación, en la cual se elimina el átomo de halógeno y se forma
un enlace , dando lugar a la formación de mezclas de alquenos con dobles enlaces monosustituidos y di-sustituidos. Ejemplo:
H3C CH2 CH CH3
NaOH
Br
H3C CH2 CH CH2
19 % monosustituido
+
H3C CH CH CH3
81% disustituido
En este tipo de reacciones de eliminación en las que existen dos o más posibles
productos se sigue la regla de orientación de Saytzeff.
Regla de Saytzeff: En las reacciones de eliminación, usualmente predominan los
alquenos más sustituidos.
3.1.2.2 Alcoholato (Síntesis de Williamson)
Los halogenuros de alquilo reaccionan con los alcoholes en presencia de NaH para
producir éteres. Este proceso se conoce como Síntesis de Wiliamson, descubierta en 1850.
Es aún el mejor método para preparar éteres. Ejemplos:
HO
CH2 CH3
+ NaH
+-
Na O CH2 CH3
+ H2
1a Fase. Formación del alcoholato de sodio
+-
Na O CH2 CH3
Alcoholato de sodio
H3C I
+Yoduro
de metilo
NaI
+Yoduro
de sodio
H3C O CH2 CH3
Éter metiletílico
2a Fase. Formación del éter
3.1.2.3 Con reactivo de Grignard
Los halogenuros de alquilo, reaccionan con el magnesio metálico en disolución de éter
para formar compuestos organometálicos de fórmula general R–X–Mg, los halógenos pueden
ser I, Br, Cl. Los cloruros son menos reactivos que los bromuros y los yoduros, mientras que
los fluoruros orgánicos casi no reaccionan con el magnesio. Ejemplo:
Br
H3C CH2 CH CH3
MgBr
Mg
Éter
H3C CH2 CH CH3
Reactivo de Grignard
La aplicación del reactivo de Grignard es en la síntesis de compuestos orgánicos como
alcoholes y cetonas. Y es también una herramienta importante en la formación de enlaces
carbono – carbono para la síntesis de diversos compuestos orgánicos.
3.1.2.3 Métodos de obtención: Halogenación de alcanos.
Podemos obtener halogenuros de alquilo a partir de alcanos, haciendo reaccionar al
alcano con Cl2, o Br2 por medio de una reacción de radicales libres. Para poder reaccionar
estos halógenos con el alcano, se requiere de la presencia de luz ultravioleta (hu) para la
formación del haloalcano. Ejemplo:
CH4
+ Cl 2
hu
H3C Cl
+ HCl
Cl2
CH 2 Cl 2
+ HCl
Cl2
CH Cl 3
+ HCl
Cl2
+ HCl
C Cl 4
La halogenación de alcanos no es un método adecuado para la síntesis de halogenuros
de alquilo, ya que como vemos en la reacción anterior, obtenemos una mezcla de compuestos
halogenados, ya que la reacción continua hasta obtener una mezcla de productos, mono-, di-,
tri- y tetra-clorados.
3.1.3 Usos y aplicaciones
Los halogenuros de alquilo tienen diversas aplicaciones entre las cuales están:
a) Disolventes. Los haluros de alquilo se utilizan principalmente como
disolventes industriales, se utilizan en diversas industrias como la
electrónica
para
la
limpieza
de
componentes
electrónicos y chip’s, en la limpieza en seco de prendas,
solventes de pinturas, etc.
Entre los más utilizados están el tricloroetileno
(C2HCl3), el cloruro de metilo, etc.
b) Reactivos. Los haluros de alquilo se utilizan como sustancias de partida en la síntesis
de compuestos orgánicos más complejos.
c) Anestésicos. Uno de los primeros anestésicos utilizados fue el
cloroformo, y que actualmente ha sido sustituido por el
halotano (CF3CHClBr) en los quirófanos de los hospitales.
El cloruro de etilo se utiliza como anestésico local, en
forma de aerosoles que son utilizados rociando el área
afectada para producir el efecto deseado.
d) Refrigerantes. Fluoroalcanos también conocidos como freones o clorofuorocarbonos
(CFC), son halogenuros de alquilo que se desarrollaron para
sustituir al amoniaco como gas refrigerante. El freón-12 (CCl2F2)
fue de los primeros en utilizarse como gas
refrigerante, sin embargo su efecto nocivo sobre
la capa de ozono ha provocado que sean
reemplazados
por
los
hidrofluorocarbonos
(HCFC’s) como el freón-22 (CHClF2) ya que son más reactivos que
los CFC y se destruyen antes de llegar a la capa de ozono.
e) Plaguicidas. Los haluros de alquilo también son utilizados como insecticidas y
pesticidas. En 1939 se descubre el DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis-pclorofeniletano) que fue el primer insecticida clorado, sin embargo
debido a sus efectos secundarios y su acumulación en el medio
ambiente se prohibió su uso. Actualmente existen otros
halogenuros de alquilo que sirven como insecticidas y plaguicidas como el Lindano y
Aldrin.
LINDANO
ALDRIN
Referencias
Jr., L. W. (2004). Química Orgánica. Pearson-Prentice Hall.
McMURRY, J. (2001). Química Orgánica. International Thomson.
SALOMONS, T. G. (1996). Fundamentals of Organic Chemistry. Wiley.
WIKIPEDIA. (17 de Junio de 2010). Recuperado el 22 de Febrero de 2010, de WIKIPEDIA:
http://en.wikipedia.org/wiki/Haloalkane