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