Halogeluros de Alquilo

Química Orgánica

Tema 2. Haluros de alquilo

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Tema 2. Haluros de alquilo. Estructura. Nomenclatura. Reacciones de los compuestos
orgánicos halogenados. Concepto de electrófilo y nucleófilo. Reacciones de
Sustitución Nucleofílica: el mecanismo SN2. Las variables de la reacción SN2. El
mecanismo SN1. Las variables de la reacción SN1. Transposiciones de carbocationesen las reacciones SN1. Comparación entre las reacciones SN2 y SN1. Reacciones de
eliminación E1. El mecanismo E2. Reacciones de eliminación E2 en sistemas de
ciclohexano. Orientación de la eliminación. Regla de Saytzeff. Comparación entre las
reacciones E2 y E1. Comparación entre los mecanismos de Sustitución y de
Eliminación. Preparación de compuestos organometálicos a partir de halogenurosde
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 alorbital del halógeno tiene 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:
EnlaceC

2sp3

C

2sp3

C

2sp3

C

2sp3

Longitud (Å)

F

Energía del enlace (Kcal)/mol

1.39

2p

Cl
3p

Br
4p

I
5p

108

1.78

85

1.93

70

2.14

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Como se aprecia en la tabla anterior, la fortaleza de los enlaces C-X disminuye a
medida que se desciende en la columnade los halógenos. Esto se explica porque el
solapamiento orbitálico disminuye a medida 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 quese expresa
como el producto de la carga q por la distancia de separación entre las cargas 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 lanegativa. A continuación
se resumen los momentos dipolares de los haluros de metilo.
Compuesto
CH3-F

Momento dipolar µ (en Debyes)
1.82

CH3-Cl

1.94

CH3-Br

1.79

CH3-I

1.64

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

H3C
F

CH3

CH3
CH CH2CHCHCH2I

5-fluoro-2-metil-1-yodohexano

CH3

CH3 CCH3CH2CCH2CHCH2CH2Cl
Br
5-bromo-1-cloro-3-isopropil-5-metilheptano

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Reacciones de los compuestos orgánicos halogenados.
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 hidróxidoproporciona metanol y el ión cloruro.

H

O

+

H3C

Cl

H2O

H

O CH3

+

Cl

Otro ejemplo de reacción de sustitución sobre los haluros de alquilo es la
reacción del 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:

K I

+ CH3CH2 Br...