Halogenuros de alquilo (Sesión 34)

Halogenuros de alquilo Son compuestos que se forman por la sustitución de uno o más hidrógenos de los hidrocarburos por halógenos como el flúor, bromo, cloro o yodo. Su representación es R – X donde la R representa un radical alquilo y la X al halógeno. Ejemplos: CH3 - CH – CH3 Cl Cl Br - CH2 - CH2 - CH - CH3 2-cloro propano 1-bromo-3-cloro butano

Nomenclatura En el sistema IUPAC se emplean los prefijos flúor, cloro, bromo o yodo, unidos al nombre básico del hidrocarburo, indicando la posición mediante un número que se antepone al nombre. Por ejemplo: CH3 - CH - CH2 - CH3 Br - CH2 - CH2 - CH3 Cl 1-bromopropano 2-clorobutano CH3 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH3 F I 2-flúor-4-yodohexano

Los halogenuros de alquilo simples se nombran generalmente de acuerdo con el sistema común. Se emplea el nombre del anión derivado del halógeno (cloruro, bromuro, fluoruro o yoduro), seguido del nombre del grupo alquilo correspondiente que se usa como si fuera el catión de una sal. Por ejemplo: CH3 - CH2 - Br CH3 - I bromuro de etilo yoduro de metilo CH3 - CH - CH2 -CH3 Cl cloruro de secbutilo

Propiedades físicas La mayoría de los R-X son líquidos a temperatura ambiente con excepción de tres halometanos (cloro, bromo y flúor) los cuales son gases. Los R-X presentan momento dipolar debido al enlace C-X. Sus puntos de ebullición son más altos comparados con los hidrocarburos de peso molecular semejante. Los puntos de ebullición aumentan al aumentar el tamaño del halógeno. Son insolubles en agua. Los yoduros y bromuros de alquilo son más densos que el agua y los cloro y flúoralcanos son menos densos que el agua.

Propiedades químicas Reacciones de sustitución nucleofílica Formación de éteres R – X + R’ – O- Na+ R – O – R’ + Na X alcóxido de sodio éter Formación de alcoholes R – X + NaOH R – OH + Na X alcohol Formación de tioles o mercaptanos R – X + Na+ HS- R – SH + Na X tiol o mercaptano

Importancia y aplicaciones de los R-X Son materia prima para la obtención en la industria de alquinos de mayor peso molecular, éteres, aminas sustituidas, tioles, alcoholes, organocianuros, plásticos, etc. Anestésicos. Agentes antihelmínticos (contra parásitos intestinales). Insecticidas, pesticidas y repelentes de polillas. Solventes (cloroformo, diclorometano, etc.). Refrigerantes. Importantes funciones fisiológicas (hormonas tiroideas).

Aminas R – NH2 Compuestos orgánicos que contienen el grupo funcional Amino -NH2. Su fórmula general es R-NH2 Son conocidas por sus olores fuertes y punzantes. Por ejemplo la dimetilamina huele a pescado descompuesto. Las aminas se producen también durante la descomposición de los cuerpos de los animales y a ellas se debe gran parte de los olores desagradables. Estas aminas reciben el nombre de Ptomaínas. H2N CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 H2N CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 Putrescina Cadaverina

Las aminas pueden clasificarse como aminas primarias, secundarias y terciarias dependiendo del número de átomos de carbono enlazados directamente al átomo de nitrógeno. Metilamina (amina primaria) CH3 - NH2 Dimetilamina (amina secundaria) CH3 - NH - CH3 CH3 Trimetilamina (amina terciaria) CH3 - N - CH3

Nomenclatura En las aminas primarias se identifica el grupo alquilo unido al átomo de nitrógeno y se le añade el sufijo amina. Por ejemplo: CH3 - CH2 - NH2 CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - NH2 Etilamina Butilamina Las aminas secundarias y terciarias se nombran de la misma manera, se identifican todos los grupos unidos al nitrógeno en caso de que sean diferentes, o si no, se utilizan los prefijos di y tri-. Por ejemplo: CH3 CH3 - NH - CH2 - CH3 CH3 - N - CH3 Metiletilamina trimetilamina

Propiedades físicas Las aminas de 1 a 4 átomos de carbono son gases, el resto son líquidas a temperatura ambiente. Las aminas son compuestos polares, tanto las primarias como las secundarias pueden formar puentes de hidrógeno con el agua y otras aminas. Tienen puntos de ebullición más elevados que los alcanos con pesos moleculares similares. Las aminas de cadenas cortas de átomos de carbono son solubles en agua.

Preparación de Aminas Alquilación del amoníaco (en exceso de NH3) R – X + 2 NH3  R – NH2 + NH4X R – NH2 + R´- X  R – NH – R´ + NH4X R – NH – R´ + R´´ - X  R – N – R´ + NH4X R´´

Propiedades básicas de las aminas Todas las aminas se derivan de la base inorgánica débil amoniaco, NH3. Cuando el amoniaco se coloca en agua, algunas de sus moléculas aceptan iones hidrógeno y forman el ion amonio. De manera similar las aminas orgánicas son bases débiles cuando la metilamina se coloca en agua, algunas de sus moléculas aceptan iones hidrógeno y forman el ion metilamonio. CH3 - NH2 + H2O CH3 - NH3+ OH- metilamina agua ion metilamonio

Importancia y aplicaciones de las aminas Medicina (tratamiento de depresiones patológicas). Síntesis de hormonas. Fertilizantes. Disolventes. Importancia fisiológica en aminoácidos, proteínas y hormonas. Responsables del aroma de algunos quesos.

Bibliografía Bloomfield, M. (1997). Química de los Organismos Vivos. 1era ed. México: Editorial LIMUSA Rakoff, H. et al. (1992). Química Orgánica Fundamental. 1era ed. México: Editorial LIMUSA Solomons, G. (1996). Fundamentos de Química Orgánica. 2da. ed. México: Editorial LIMUSA