HALOGENUROS DE ALQUILO

Tambin conocidos como haloalcanos, halogenoalcano o haluro de alquilo son compuestos que contienen halgeno unido a un tomo de carbono saturado con hibridacin sp3. El enlace C-X es polar, y por tanto los halogenuros de alquilo pueden comportarse como electrfilos.

Son derivados de los hidrocarburos en los que uno o mas de los H se han sustituido por halgeno F Cl Br I

Los halogenuros de alquilo tienen la frmula general RX, donde R representa un grupo alquilo o alquilo sustituido. R-X R=Radical X=Halogeno (Yodo, Cloro, Fluor y Bromo)

La caracterstica principal de la estructura del halogenuro de alquilo es el tomo de halogenuro, X, y las reacciones caractersticas de un halogenuro de alquilo son las que tienen lugar en el halgeno.

FUERZA DEL ENLACE

PROPIEDADES

Muchos halogenuros son lquidos, los bromuros, yoduros y polihalogenuros en general, tienen pesos especficos superiores a 1. Los helogenuros de alquilo son insolubles en agua, pero son miscibles en todas proporciones con los hidrocarburos lquidos

REACCIONES

El enlace carbono-halgeno es polar y el tomo de C es pobre en electrones, por tanto los halogenuros de alquilo son electrfilos y la mayor parte de su qumica involucra reacciones polares con nuclefilos y bases.

Los halogenuros de alquilo hacen una de dos cosas cuando reaccionan con un neuclfilo/base, como el in hidrxido: experimentan sustitucin del grupo X por el nuclefilo, o bien sufren una eliminacin del HX para formar un alqueno

REACCIN SN2La caracterstica esencial del mecanismo SN2 es que se lleva a cabo en un solo paso con intermediarios cuando el nuclefilo entrante reacciona con el haluro de alquilo o el tosilato desde una direccin opuesta al grupo que se desplaza Se lleva a cabo con un sustrato no impedido o con un nuclefilo cargado negativamente en un disolvente polar aprtico A medida que el nuclefilo entra de un lado del sustrato y se une al carbono, el haluro o el tosilato se separa por el otro lado, por lo que se invierte su configuracin estereoqumica

REACCIN SN1Esta se realiza en tres pasos. Una reaccin SN1 ocurre por la perdida del grupo saliente antes de que se aproxime el nuclefilo

La reaccin ocurre a travs de un carbocatin intermediario (planos, hibridacin sp2 y son aquirales), por tanto si se lleva a cabo una reaccin SN1 en un enantimero de un reactivo quiral y lo pasamos a travs de en carbocatin intermediario aquiral, el producto debe ser opticamente inactivo

REACCIONES DE ELIMINACINCasi siempre las reacciones de eliminacin dan mezclas de alquenos como producto De acuerdo a la regla de Zaitsev, formulada en 1875 por el qumico ruso Alexander Zaitsev, las reacciones de eliminacin inducida por bases dan por lo general como producto al alqueno mas estable

REGLA DE ZAITSEVEn la eliminacin del HX de un haluro de alquilo, predomina como producto el alqueno ms sistituido

Existen tres diferentes mecanismos de eliminacin ms comunes: E1 E2 E1Bc Los cuales difieren en el tiempo de ruptura de los enlaces CH y CX

E1: el enlace CX se rompe primero para dar un carbocatin intermediario que experimenta una subsecuente abstraccin de H+ por una base para producir el alqueno E2: la ruptura inducida por bases del enlace CH es simultnea con la ruptura del enlace CX, dando al alqueno en un solo paso

E1Bc: (Bc por base conjugada) la abstraccin por una base del protn ocurre primero, dando un anin carbono o carbanin como intermediario. Este anin, la base conjugada del reactivo cido, experimenta la perdida del X- en un paso subsecuente para dar el alqueno

PRCTICA HALOGENUROS DE ALQUILO SNTESIS DE BROMURO DE N-BUTILO Y CLORURO DE TER-BUTILO.

CH3CH2CH2CH2CH2OH

NaBr H2SO4

CH3CH2CH2CH2CH2Br + H O 2

DESARROLLO

En un matraz redondo de 100 mL se colocan 3.5 mL de agua y con cuidado, agitando y enfriando exteriormente, se aade primero 3.5 mL de cido sulfrico y despus 3.7 mL de alcohol n-butlico. Se agita el matraz para mezclar bien los lquidos y a esta mezcla se le adiciona 4.1 g de bromuro de sodio.

El matraz redondo se conecta a un refrigerante en posicin de reflujo y se calienta suavemente, con agitacin, removiendo la mezcla hasta que se disuelva la mayor cantidad posible del bromuro de sodio. Despus se calienta la mezcla a reflujo. Empezando la reaccin se nota la separacin de dos capas. Se mantiene el reflujo durante 45 minutos, pasado ese tiempo se adapta el matraz a un aparato de destilacin simple.

La mezcla de reaccin se destila y se colecta en un matraz erlenmeyer. Se da por terminada la destilacin cuando deja de destilar un lquido de aspecto aceitoso (mezcla de bromuro de n-butiloagua) y ya solo destila agua. Todo el destilado se pasa a un embudo de separacin y se decanta la capa inferior de bromuro de nbutilo. El bromuro de n-butilo se lava con 10 mL de una solucin de NaOH al 10% y posteriormente se lava con 10 mL de agua destilada. Se seca con cloruro de calcio anhidro, se mide el volumen recolectado y se calcula el rendimiento.

4 3 21

5

6

7 8 910 11

4 3 2 1

5

6

7 8 9 10

REACTIVOS: -cido

MATERIAL: -Matraz

sulfrico 3.5 mL -Alcohol n-butlico 3.7 mL -Bromuro de sodio 4.1 g -NaOH al 10% -Cloruro de calcio

redondo de

100 mL -1 refrigerante recto -Matraz erlenmeyer

IDENTIFICACINPRUEBA DE BEILSTEIN. En el extremo de un alambre de cobre se forma un anillo pequeo y se calienta en la llama de un mechero de Bunsen hasta que la llama quede de su color natural. Se enfra el alambre, el anillo se introduce en el bromuro de n-butilo obtenido, tomando un poco y se calienta en la orilla de la llama del mechero. Una llama verde indica la presencia de halgenos.

SOLUCIN DE NITRATO DE PLATA. En un tubo de ensayo se colocan 2 mL de una solucin etanlica de nitrato de plata al 2% y se le aade una gota del bromuro de n-butilo obtenido, la formacin de un precipitado muestra la presencia de halgenos.

OBTENCIN DEL CLORURO DE TBUTILO

En un embudo de separacin de 125 mL, se colocan 3 mL de alcohol t-butlico (0.0325 mol) y 11 mL de cido clorhdrico concentrado. Sin tapar el embudo se mueve suavemente, dando al lquido un movimiento de rotacin. Despus de 2 minutos aproximadamente, se tapa el embudo, se invierte y se abre la llave un momento para igualar la presin con la del exterior. Despus se agita el embudo durante unos 8 minutos abriendo la llave a intervalos, para evitar que aumente la presin.

Finalmente se coloca el embudo en un arillo sujeto a un soporte y se deja en reposo hasta que las dos capas se separen y queden completamente claras. La capa acuosa inferior se desecha (tenga en cuenta las densidades del producto y del cido); y el cloruro de t-butilo que queda se lava con 10 mL de una solucin saturada de bicarbonato de sodio, se agita suavemente el embudo destapado hasta que cesa el burbujeo, se tapa y se invierte cuidadosamente abriendo la llave un instante para igualar la presin.

Finalmente se desecha la capa inferior de bicarbonato y el cloruro de t-butilo se lava 2 veces con porciones de 15 mL de agua cada una. Se seca con cloruro de calcio y se mide el volumen para calcular el rendimiento.

REACTIVOS: 3 mL Alcohol t-butlico 11 mL cido clorhdrico Solucin saturada de Bicarbonato de sodio MATERIAL: 1 embudo de separacin 1 probeta 2 vasos precipitados 1 matraz erlenmeyer