Halogenuros De Alquilo

Estructura. Los haluros de alquilo son derivados hidrocarbonados en los que uno, o más, enlaces C-H han sido sustituidos por enlaces C-X (X= F, Cl, Br, I). El enlace Chalógeno es el resultado del solapamiento de un orbital sp3 del carbono con un orbital híbrido del halógeno. Los estudios basados en la teoría de orbitales moleculares sugieren que el híbrido correspondiente al orbital del halógenotiene principalmente carácter p y una pequeña proporción de carácter s. En el fluoruro de metilo el orbital del flúor del enlace C-F se calcula que tiene, aproximadamente, un 15% de carácter s y un 85% de carácter p.
enlace σ de los haluros de alquilo

C

X

=

C

X

Las longitudes y las energías de enlace de los diferentes haluros se dan a continuación: Enlace Longitud (Å) Energíadel enlace (Kcal)/mol

2sp3

C

F
2p

1.39

108

2sp3

C

Cl
3p

1.78

85

2sp3

C

Br
4p

1.93

70

2sp3

C

I
5p

2.14

57

Prof Claudia Casali

1

Como se aprecia en la tabla anterior, la fortaleza de los enlaces C-X disminuye a medida que se desciende en la columna de los halógenos. Esto se explica porque el solapamiento orbitálico disminuye amedida que aumenta la diferencia de energía entre los orbitales que forman el enlace. Aunque los enlaces C-H de los haluros de alquilo son covalentes poseen un cierto carácter polar porque los halógenos son más electronegativos que el carbono. Esta diferencia de electronegatividad origina un momento dipolar µ que se expresa como el producto de la carga q por la distancia de separación entre lascargas d: µ = q x d. La distancia lleva asociada una dirección y por lo tanto los momentos dipolares son vectores. En el caso de los haluros de metilo este vector se dirige a lo largo del enlace C-X y se simboliza del siguiente modo:

CH3

X

La dirección de la flecha va desde la carga positiva a la negativa. A continuación se resumen los momentos dipolares de los haluros de metilo. CompuestoCH3-F CH3-Cl CH3-Br CH3-I Momento dipolar µ (en Debyes) 1.82 1.94 1.79 1.64

Nomenclatura. Los haluros de alquilo se nombran como derivados halogenados de los hidrocarburos:

H3C CH3 CH3 CH CH2CHCHCH2I F CH3 C

CH3

CH3CH2CCH2CHCH2CH2Cl Br 5-bromo-1-cloro-3-isopropil-5-metilheptano

5-fluoro-2-metil-1-yodohexano

Prof Claudia Casali

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Reacciones de los compuestos orgánicoshalogenados. La sustitución del halógeno en los haluros de alquilo por otro grupo funcional es una de las reacciones más importantes en Química Orgánica. Por ejemplo, la reacción del cloruro de metilo con el ión hidróxido proporciona metanol y el ión cloruro.
H2O

H

O

+

H3C

Cl

H

O CH3

+

Cl

Otro ejemplo de reacción de sustitución sobre los haluros de alquilo es la reaccióndel bromuro de etilo con el yoduro de potasio en disolución de acetona que da lugar a yoduro de etilo y a bromuro potásico, que precipita de la mezcla de reacción por ser insoluble en acetona:
acetona

K I

+ CH3CH2 Br

CH3CH2

I

+

K Br

Concepto de electrófilo y nucleófilo. Una clasificación importante de las reacciones orgánicas se basa en la naturaleza del reactivo atacante.Según la definición de Lewis, un ácido es aquella especie capaz de aceptar electrones y una base es un dador de un par de electrones. Los electrófilos se definen en Química Orgánica como reactivos aceptores de electrones y por consiguiente son ácidos de Lewis. Los nucleófilos son reactivos dadores de electrones y por tanto bases de Lewis. Según esta definición ¿qué diferencia hay entre un ácido deLewis y un electrófilo, o entre una base de Lewis y un nucleófilo? ¿a qué reactivos hay que aplicar el concepto de electrófilo o de nucleófilo? La diferencia electrófilo/ácido de Lewis o nucleófilo/base de Lewis se basa en conceptos cinéticos y termodinámicos. La basicidad y la acidez son conceptos termodinámicos y por tanto se refieren a la posición de equilibrio entre un dador de electrones y un...