Los compuestos halogenados son de uso corriente en la vida cotidiana: disolventes, insecticidas, intermedios de síntesis, etc.
No es muy común encontrar compuestos de origen natural que sólo tengan halógenos pero sí con otras funciones. Hay algunos importantes.
Tiroxina
Sustancia segregada por la glándula tiroides: influye sobre el crecimiento, el desarrollo y maduración del organismo, regulación del metabolismo basal, etc.
|
|
Los haluros pueden ser de alquilo, arilo o alquenilo. En este capítulo sólo estudiaremos los haluros de alquilo, es decir, los compuestos donde el halógeno está unido a un carbono sp3. Los otros tienen una reactividad muy diferente y se estudiarán más adelante.
|
Haluros de arilo
|
Haluros de alquenilo
|
En la nomenclatura de la IUPAC el halógeno se considera como un sustituyente, con su número localizador, de la cadena carbonada principal. Sólo en casos especialmente sencillos los compuestos pueden nombrarse como halogenuros de alquilo.
2-Bromo-2-metilpropano
(bromuro de terc-butilo)
|
(2-Iodopropil)-cicloheptano
|
trans-1-Bromo-2-clorociclohexano
|
1,1,1-Trifluor-3-cloro-
4,7-dimetiloctano
|
|
Los haloalcanos tienen puntos de ebullición mayores que los correspondientes alcanos:
CH3(CH2)3X
|
(H) -0.5ºC
|
(F) 32.5ºC
|
(Cl) 78.4ºC
|
(Br) 101.6ºC
|
(I) 130.5ºC
|
La polaridad del enlace carbono-halógeno hace que aparezcan fuerzas intermoleculares dipolo-dipolo más fuertes.A medida que descendemos en el SP dentro de los halógenos, el punto de ebullición del correspondiente haloalcano aumenta ya que, al descender, el peso atómico y la polarizabilidad del halógeno aumentan y así lo hacen las fuerzas de London.
Mientras que muchos compuestos orgánicos son más ligeros que el agua, los haluros de alquilo son más densos que ella.
La fortaleza del enlace C-halógeno (C-X) decrece según descendemos en el SP. La polaridad también lo hace pero en mucha menor medida.
|
Halometano
|
Longitud (Å)
|
m(D)
|
Fortaleza (kcal/mol)
|
|
CH3F
|
1.39
|
1.81
|
110
|
|
CH3Cl
|
1.78
|
1.86
|
85
|
|
CH3Br
|
1.93
|
1.78
|
71
|
|
CH3I
|
2.14
|
1.64
|
57
|
El enlace C-X está muy polarizado y, por ello, el carbono unido al halógeno en un haloalcano es un punto importante de reactividad:
|
Se ha puesto a reaccionar el (R)-2-bromooctano, ópticamente puro, con hidróxido sódico (un nucleófilo) en DMF (dimetilformamida) como medio disolvente:
El resultado es la obtención mayoritaria (80%) de un alcohol con actividad óptica, junto a una serie de alquenos ópticamente inactivos.
Es razonable pensar que el nucleófilo (HO-) ataca al carbono deficiente en electrones del 2-bromooctano, que es el que está unido al bromo.
Por tanto, el alcohol será 2-octanol. Consultamos un handbook y encontramos los datos siguientes:
Así que el alcohol obtenido es mayoritariamente (no exclusivamente) el enantiómero S.
La mezcla de olefinas se ha analizado. El resultado global está en el esquema siguiente:
Estos resultados permiten hacer las siguientes deducciones lógicas:
- El halógeno se ha sustituído por un grupo OH en su mayor parte.
- El halógeno se ha eliminado en una pequeña parte. Este proceso parece complejo porque se forma una mezcla de varios alquenos u olefinas.
- La configuración del alcohol es mayoritariamente S, la contraria del haluro de alquilo de partida. Por tanto, la reacción de sustitución se ha producido mayoritariamente coninversión de la configuración.
- Se ha obtenido una pequeña cantidad de alcohol R, lo que sugiere que ha ocurrido un pequeño porcentaje de racemización.
- La velocidad de reacción depende de los dos reactivos, haluro de alquilo y nucleófilo. Ambos deben intervenir en la etapa limitante de la velocidad.
Estas deducciones deben permitir proponer un mecanismo de reacción, es decir, una secuencia razonable de procesos que describa con precisión cómo y cuando se rompen y forman los enlaces.
|
| |
|
No hay comentarios:
Publicar un comentario