Haluros de Alquilo Capítulo 10

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN TEMAS OBJETIVOS TAREAS ASIGNADAS PREPRUEBA ENLACES

Temas a cubrir HALUROS DE ALQUILO (2 ½ horas) Nomenclatura Estructura y propiedades Preparación Halogenación de alcanos Reacciones

Objetivos Reconocer el grupo funcional de los haloalcanos. Determinar la estabilidad de una molécula de un haloalcano. Reconocer las propiedades físicas y químicas de los haloalcanos. Dibujar estructuras o identificar estructuras aplicando las reglas de nomenclatura IUPAC. Explicar los mecanismos de reacción de haloalcanos para las reacciones de eliminación. Explicar los mecanismos de formación de haloalcanos en las reacciones de adición electrofílica. Completar o predecir reacciones y síntesis.

Propiedades físicas: Tiene puntos de ebullición y fusión mayores que los alcanos de igual número de carbonos Se debe a que el enlace polar crea un dipolo molecular. Para un grupo alquilo dado, el punto de ebullición aumenta con un aumento en el peso atómico del halógeno.

Propiedades físicas: Para un halógeno determinado, el punto de ebullición aumenta con el número de carbonos. Son insolubles en agua ya que no pueden formar puentes de hidrógeno, pero son solubles en compuestos orgánicos de baja polaridad (éter, benceno, cloroformo...)

Estructura: El grupo funcional consiste de átomos de C hídridos sp3 énlazados a un halógeno, X, via un enlace s. El enlace C-X es polar debido a la electronegatividad y la polarizabilidad del halógeno. Los halógenos (Cl, Br y I) son buenos grupos salientes.

Sitios Electrofílicos Estructura: La polaridad hace al átomo de Carbono electrofílico y facilita el ataque por nucleófilos via reacciones de sustitución nucleofílicas SN1 o SN2 . Sitios Electrofílicos Sitios Nucleofílicos R C C X d- d+ d++

Reactividad: Las bases pueden remover los b-hidrógenos y causar eliminaciones 1,2 para formar alquenos via reacciones E1 or E2 . La inserción de un metal (esp. Mg) crea una especie organometálica.

Clasificación R2-CHX 2° R-CH2X 1° R3-CX 3°

Nomenclatura Se escoge la cadena más larga que contenga el grupo funcional. Se selecciona el nombre paterno por el número de carbonos en la cadena más larga. Se comienza a enumerar por el extremo más cercano a un grupo sustituyente (-X). Se escoge la combinación más baja posible. Los sustituyentes y ramificaciones se nombran en orden alfabético.

Ejemplos de Nomenclatura 1,2-dibromo ciclopentano Bromo ciclohexano Trans-1,2-dibromo ciclopentano 3-cloro pentano

Práctica 2,3- dicloro-4- metil hexano 4-bromo-4-etil-2-metil hexano 2,2,4,4-tretrametil-3-yodo pentano Cis-1-bromo-2-etilciclopentano

Preparación de haluros de Alquilo Adición de HX a un alqueno Adición “syn” Donde HX es HCl, HBr o HI Es una reacción Markovnivkov

2. Adición de X2 a alquenos y alquinos “syn” 2X2 x x - C C - - C - C – x x

2Cl2

3. Sustitución en alcoholes HX o PX3 R-OH Orden de reactividad de los alcoholes con HX: -R3C-OH > R2CH-OH > RCH2OH > CH3-OH 3° 2° 1° 1° Con alcoholes primarios se usa un catalizador para acelerar la reacción. HCl en ZnCl2 (Reactivo Lucas) R-X + H2O

CH3CH2CH2CH2-OH CH3CH2CH2CH2Cl + H2O ZnCl2,D OH Br HBr + H2O

4. Halogenación de hidrocarburos (alcanos) X2 R-H luz o calor R-X + HX Predomina el carbono que tenga mayor reactividad. Orden de reactividad de los carbonos: C C H H -C-C-H > C-C-H > C- C-H > H-C-H C H H H R-X + HX 3 2 1 1

Cl2 (CH3)3- CH luz o calor (CH3)3- CCl + HCl CH2Cl CH3 Cl2 + HCl

Los nucleófilos se caracterizan por ser bases débiles. Reacciones 1. Reacciones de Sustitución Nucleofílica R-Y + Nu: R:Nu + Y: - sustrato nucleófilo grupo saliente Los nucleófilos se caracterizan por ser bases débiles.

Nucleófilo es un átomo, ion o molécula que tiene un par de electrones que puede donar en forma de enlaces covalentes a un electrófilo. Electrófilo Es un átomo, ion o molécula con deficiencia de electrones y tiene afinidad por un par de electrones. Se puede enlazar a una base o nucleófilo.

Nucleófilos más utilizados: Cl-, Br -, I- haluros -OH hidroxilo -CN cianuro H2O -OR alcoxidos :NH3 amoniaco

Sustitución Nucleófilica SN1

Sustitución Nucleófilica SN2

Mecanismo de la Sustitución Nucleofílica SN2 Paso lento R-Y R+ + Y- Formación del carbocatión Paso rápido R+ + Nu: R-Nu Orden de reactividad y estabilidad de los carbocationes: 3 > 2 > 1 > CH3+ Mientras más estable el carbocatión, más rápida la reacción.

NaOH(ac) (CH3)3- C-Br (CH3)3- C-OH + NaBr OCH3 Br + -OCH3 NaBr CH3CH2OH

NaBr alcohol + NaI SOCl2

2. Formación del Reactivo Grignard Mg R-X R-Mg-X éter o THF R = grupo alquilo, arilo o vinilo Donde X= Br, Cl, I Mg -Cl -MgCl éter o THF

3. Deshidrohalogenación de haluros de alquilo (Eliminación) Base (-OH) + KBr + H2O

KOH alcohol + 80% 20% Regla de Saitzev KOH alcohol + 21% 79%

Práctica de ejercicios http://www.brookscole.com/cgi-brookscole/course_products_bc.pl?fid=M20b&product_isbn_issn=0534389996&discipline_number=12