Haluros de Alquilo

Capítulo 10

TABLA DE CONTENIDO

ENLACESPREPRUEBA

TEMASINTRODUCCIÓN

OBJETIVOS TAREAS ASIGNADAS

Temas a cubrir

HALUROS DE ALQUILO (2 ½ horas)

Nomenclatura

Estructura y propiedades

Preparación– Halogenación de alcanos

Reacciones

Objetivos

– Reconocer el grupo funcional de los haloalcanos.– Determinar la estabilidad de una molécula de un haloalcano.– Reconocer las propiedades físicas y químicas de los

haloalcanos.– Dibujar estructuras o identificar estructuras aplicando las

reglas de nomenclatura IUPAC.– Explicar los mecanismos de reacción de haloalcanos para las

reacciones de eliminación.– Explicar los mecanismos de formación de haloalcanos en las

reacciones de adición electrofílica.– Completar o predecir reacciones y síntesis.

Propiedades físicas:

Tiene puntos de ebullición y fusión mayores que los alcanos de igual número de carbonos – Se debe a que el enlace polar crea un dipolo

molecular.

Para un grupo alquilo dado, el punto de ebullición aumenta con un aumento en el peso atómico del halógeno.

Propiedades físicas:

Para un halógeno determinado, el punto de ebullición aumenta con el número de carbonos.Son insolubles en agua ya que no pueden formar puentes de hidrógeno, pero son solubles en compuestos orgánicos de baja polaridad (éter, benceno, cloroformo...)

Estructura:

El grupo funcional consiste de átomos de C hídridos sp3 énlazados a un halógeno, X, via un enlace .

El enlace C-X es polar debido a la electronegatividad y la polarizabilidad del halógeno.

Los halógenos (Cl, Br y I) son buenos grupos salientes.

Estructura:

La polaridad hace al átomo de Carbono electrofílico y facilita el ataque por nucleófilos via reacciones de sustitución nucleofílicas SN1 o SN2 .

Sitios Electrofílicos Sitios Nucleofílicos

R C C X

Reactividad:

Las bases pueden remover los -hidrógenos y causar eliminaciones 1,2 para formar alquenos via reacciones E1 or E2 . La inserción de un metal (esp. Mg) crea una especie organometálica.

R-CH2X

1°

R2-CHX

2°

R3-CX

3°

Clasificación

Nomenclatura

Se escoge la cadena más larga que contenga el grupo funcional.Se selecciona el nombre paterno por el número de carbonos en la cadena más larga.Se comienza a enumerar por el extremo más cercano a un grupo sustituyente (-X).Se escoge la combinación más baja posible.Los sustituyentes y ramificaciones se nombran en orden alfabético.

Ejemplos de Nomenclatura

Br

H

H

H

Bromo ciclohexano

Br

Br

1,2-dibromo ciclopentano

Br

Br

Trans-1,2-dibromo ciclopentano

3-cloro pentano

CH3 CH3

Cl

Práctica

2,3- dicloro-4- metil hexano4-bromo-4-etil-2-metil hexano2,2,4,4-tretrametil-3-yodo pentanoCis-1-bromo-2-etilciclopentano

Preparación de haluros de Alquilo

1. Adición de HX a un alqueno

C C + H X C C

XH

Donde HX es HCl, HBr o HI

Es una reacción Markovnivkov

Adición “syn”

C CCH3

CH3

H

H

H Cl C C H

HCH3

CH3

Cl H

2. Adición de X2 a alquenos y alquinos

2X2 x x- C C - - C - C – x x

“syn”

Br2

CCl4

Br

Br

CH3CH 2Cl2

CH3

Cl

Cl Cl

Cl

3. Sustitución en alcoholes HX o PX3

R-OH

Orden de reactividad de los alcoholes con HX: -R3C-OH > R2CH-OH > RCH2OH > CH3-OH 3° 2° 1° 1° Con alcoholes primarios se usa un catalizador para acelerar la reacción. HCl en ZnCl2 (Reactivo Lucas)

R-X + H2O

HClCH3CH2CH2CH2-OH CH3CH2CH2CH2Cl + H2O ZnCl2,

OH BrHBr+ H2O

4. Halogenación de hidrocarburos (alcanos)

X2

R-H luz o calor

Predomina el carbono que tenga mayor reactividad.

Orden de reactividad de los carbonos:

C C H H

-C-C-H > C-C-H > C- C-H > H-C-H

C H H H

3 2 1 1

R-X + HX

CH2Cl

Cl2(CH3)3- CH luz o calor

(CH3)3- CCl + HCl

CH3 + HCl

Cl2

Reacciones

1. Reacciones de Sustitución Nucleofílica

R-Y + Nu: R:Nu + Y: -

sustrato nucleófilo grupo saliente

Los nucleófilos se caracterizan por ser bases débiles.

Nucleófilo

es un átomo, ion o molécula que tiene un par de electrones que puede donar en forma de enlaces covalentes a un electrófilo.

Electrófilo

Es un átomo, ion o molécula con deficiencia de electrones y tiene afinidad por un par de electrones. Se puede enlazar a una base o nucleófilo.

Cl-, Br -, I- haluros

-OH hidroxilo

-CN cianuro

H2O

-OR alcoxidos

:NH3 amoniaco

Nucleófilos más utilizados:

Sustitución Nucleófilica SN1

Sustitución Nucleófilica SN2

Mecanismo de la Sustitución Nucleofílica SN2

Paso lento

R-Y Formación del carbocatión

R+

R+ + Y-

+ Nu: R-Nu

Paso rápido

Orden de reactividad y estabilidad de los carbocationes:

3 > 2 > 1 > CH3+

Mientras más estable el carbocatión, más rápida la reacción.

(CH3)3- C-Br NaOH(ac)

(CH3)3- C-OH + NaBr

OCH3

NaBr

CH3CH2OHBr + -OCH3

CH3

H

I

CH3

NaBr

alcoholCH3

H

Br

CH3

+ NaI

CH3

H

OH

CH3

SOCl2

CH3

H

Cl

CH3

2. Formación del Reactivo Grignard

R-XMg

éter o THFR-Mg-X

Donde X= Br, Cl, I R = grupo alquilo, arilo o vinilo

Mg-Cl

éter o THF-MgCl

3. Deshidrohalogenación de haluros de alquilo (Eliminación)

C C

XHBase (-OH)

C C

Br

H

H

H

KOH

CH3CH2OH

H

H

+ KBr + H2O

CH3

Br

H

H

CH3CH2

CH3CH3

KOH

alcohol80% 20%

Regla de Saitzev

+

CH3

CH3

CH3

CH3

Br

KOH

alcoholCH3

CH3 CH2

CH3+

CH3

CH3CH3

CH3

79% 21%

Práctica de ejercicios

http://www.brookscole.com/cgi-brookscole/course_products_bc.pl?fid=M20b&product_isbn_issn=0534389996&discipline_number=12