Propiedades Físicas y químicas de los Derivados Halogenados

Los derivados halogenados: son compuestos orgánicos que contienen uno o más halógenos en su molécula. Se les denomina haluros o halogenuros .

Los derivados halogenados que contienen un sólo átomo de halógeno en su molécula se llaman monohaluros; si contienen dos átomos de halógeno se llaman dihaluros y si presentan más de dos átomos de halógeno en su molécula se les llama polihaluros.

Los haluros de alquilo son los derivados halogenados de mayor importancia, ya que se utilizan como base para la síntesis de muchos compuestos orgánicos.

CH3-CH2-CH2-CH3

Butano. Peso molecular: 58

CH3-CHI-CH2-CH3

2-iodobutano. Peso molecular: 183,90.En este compuesto, el yodo (halógeno) sustituye un hidrógeno de uno de los átomos de carbono.

Propiedades Físicas de los Haluros de Alquilo: Los haluros de alquilo presentan densidades y puntos de ebullición más altos que los de sus correspondientes alcanos, esto se debe a que la molécula del alcano aumenta el peso molecular del halógeno cuando sustituye a un hidrógeno.

Para un mismo grupo alquilo, la densidad y el punto de ebullición aumentan con el aumento del peso atómico del halógeno. Halógeno Peso atómico

Fluor 19

Cloro 35,5

Bromo 80

Yodo 126,90

Densidad: Los cloruros y los fluoruros son menos densos que el agua, mientras que los bromuros y los yoduros son más densos que el agua. Para un mismo halógeno la densidad disminuye a medida que aumenta el tamaño del grupo alquilo.

Punto de ebullición: El punto de ebullición de los haluros de alquilo aumenta a medida que aumenta el tamaño del grupo alquilo.

Solubilidad: Los haluros de alquilo son insolubles en agua y solubles en compuestos orgánicos debido a que no forman puentes de hidrógeno.

Densidad y puntos de ebullición de algunos haluros de alquilo y sus diferencias basadas en su peso molecular.

Fórmula Peso molecular Densidad Pto. de ebullición ºC

CH3FCH3ClCH3Br CH3I

3450,595141,90

0,9201,7322,279

-78-24543

CH3CH2FCH3CH2ClCH3CH2BrCH3CH2I

4864,5109155,90

0,9101,4301,933

-32123872

Propiedades químicas de los haluros de alquilo: El ión haluro en la molécula se comporta como una base de Lewis muy débil, esto hace posible que sea sustituido fácilmente por bases fuertes reactivos nucleofílicos . Esta propiedad le permite reaccionar con muchos reactivos nucleofílicos orgánicos e inorgánicos para dar origen a nuevos compuestos orgánicos, mediante reacciones de sustitución y de eliminación.

R:Mg+ :X- Ar:Mg+ :X-

Reactivo de GrinardLos haluros de alquilo como los haluros de arilo, reaccionan con virutas de magnesio en presencia de

éter etílico para producir el reactivo de Grinard: haluro de alquil o aril magnesio. Este reactivo es de gran importancia en la síntesis de los alcanos y del benceno.

Reacciones de eliminación: Son las reacciones en las que se separan dos átomos o grupos de átomos de una molécula, sin que se produzca al mismo tiempo la penetración de nuevos átomos o grupos atómicos. La reacción de eliminación más importante que se produce con los haluros de alquilo es en la que éste, reacciona con la potasa alcohólica para dar un alqueno.

La reacción de eliminación puede dar origen además a mezclas de alquenos o dar origen a alquinos.

Reacciones de sustitución: Son reacciones en las que un átomo o grupo atómico se separa de la molécula reaccionante, siendo sustituido por otro átomo o grupo atómico, que procede del reactivo atacante.

Síntesis de los Haluros de Alquilo: Los haluros de alquilo pueden obtenerse mediante la halogenación de alcanos, adición de haluro de hidrógeno a un alqueno, tratando un alcohol con hidrácido o tratando haluros de fósforo o cloruro de tionilo.

Las reacciones de halogenación de alcanos: son poco convenientes industrialmente ya que lo que permite obtener son mezclas de isómeros y productos tanto halogenados como polihalogenados.

Tratando un alcohol con un hidrácido: Es un método que permite la preparación de bromuros y yoduros. Para preparar los bromuros de alquilo se calienta el alcohol con ácido bromhídrico concentrado en presencia de ácido sulfúrico. El mejor rendimiento se obtiene a partir de los alcoholes primarios

Para preparar cloruros de alquilo primarios y secundarios, el alcohol primario y secundario se calienta con ácido concentrado en presencia de cloruro de zinc en polvo denominado también reactivo de Lucas.

Los alcoholes terciarios reaccionan rápidamente sin requerir el calentamiento del cloruro de zinc.

Obtención de haluros de alquilo a partir de alcoholes y haluros de fósforo o cloruro de tionilo: Los trihaluros y pentahaluros de fósforo (PX3 y PX5) así como el cloruro de tionilo (SOCl2) reaccionan con los alcoholes para producir haluros de alquilo. Esta reacción produce un buen rendimiento de haluros de alquilo.

Otros derivados halogenados de importancia:

Haluros de Aralquilo: estos compuestos presentan uno o más átomos de halógenos unidos a la cadena carbonada lateral del anillo bencénico.

Los haluros de aralquilo se comportan químicamente como un haluro de alquilo por lo que presentan reacciones de sustitución nucleofílica en la cadena lateral.

Haluros de Arilo (Ar-X): Estos compuestos presentan uno o más átomos de halógeno unidos directamente al anillo bencénico. La unión de estos halógenos al anillo es muy fuerte por lo que no reaccionan por sustitución.

Los haluros de arilo pueden obtenerse mediante la reacción del benceno con un halógeno en presencia de un catalizador adecuado.

Los haluros de arilo pueden dar origen a otros compuestos mediante reacciones de halogenación, nitración, sulfonación y alquilación.

Halogenación

Nitratación

Sulfonación

Alguilación

Reconocimiento de los derivados halogenados en el laboratorio:Los derivados halogenados con excepción de los haluros de arilo, reaccionan con nitrato de plata en solución alcohólica, produciendo un precipitado de haluro de plata:

Derivado halogenado Características del Precipitado

Fluoruro de plata Amarillo pálido

Cloruro de plata Blanco lechoso

Bromuro de plata Beige a marrón claro

Ioduro de plata Amarillo intenso

Otra forma de reconocer los derivados halogenados en el laboratorio es mediante el ensayo de Belstein, que consiste en humedecer un alambre de cobre con el derivado halogenado y llevarlo a la llama del mechero,si se trata de un derivado halogenado la llama se torna de color verde. Esta reacción no se da en los compuesto fluorados.

DEFINICIÓN, USOS Y APLICACIONES DERIVADOS HALOGENADOS DEFINICIÓN TAMBIEN CONOCIDOS COMO Propiedades Físicas de los Haluros de Alquilo USOS Y APLICACIONES Se les llama compuestos halogenados a aquellos que contienen en su fórmula química elementos del grupo de los halógenos como son el Flúor, cloro, bromo y el yodo Los haluros de alquilo son los derivados halogenados de mayor importancia, ya que se utilizan como base para la síntesis de muchos compuestos orgánicos. Los haluros de alquilo presentan densidades y puntos de ebullición más altos que los de sus correspondientes alcanos, esto se debe a que la molécula del alcano aumenta el peso molecular del halógeno cuando sustituye a un hidrógeno En general compuestos orgánicos halogenados.Utilizados desde mediados del siglo XX.Propiedades refrigerantes, disolventes y propelentes.Desde 1950 su concentración atmosférica se multiplico por 4.El 20% es de origen natural, el resto antropogénico.Su estabilidad los hace aptos para uso industrial, haciéndolos perjudiciales como contaminantes atmosféricos.Participan en el proceso de reducción de la capa de ozono.Presentan la capacidad de absorber radiaciones IR.Son un grupo importante de gases de efecto invernadero.

Los cloruros y los fluoruros son menos densos que el agua, mientras que los bromuros y los yoduros son más densos que el agua. Para un mismo halógeno la densidad disminuye a medida que aumenta el tamaño del grupo alquilo.Densidad: El punto de ebullición de los haluros de alquilo aumenta a medida que aumenta el tamaño del grupo alquilo Punto de ebullición Los haluros de alquilo son insolubles en agua y solubles en compuestos orgánicos debido a que no forman puentes de hidrógeno Solubilidad HALOCARBONOS CLOROFLUOROCARBONOS Compuestos orgánicos sintéticos derivados del metano o etano.Químicamente muy estables, lo que extendió su aplicación como refrigerantes, aislantes, propelentes, emulsionantes y limpiadores.Se emiten a la atmósfera a través de fugas en los procesos de fabricación.Origen antrópico.Están usándose como sustitutos de los CFCs.Considerados como transicionales, pues también tienen efecto de gas invernadero.Se degradan en la troposfera por acción de fotodisociación.Por la larga vida que poseen son gases invernadero miles de veces más potentes que el CO2.Hidrofluorocarbonos y Hidroclorofluorocarbonos .

Usos y aplicaciones del Tricloroetileno

Se usa principalmente como solvente para eliminar grasa de partes metálicas, aunque también es un ingrediente en adhesivos, líquidos para remover pintura y para corregir escritura a máquina y quitamanchas.

El tricloroeteno tiene múltiples aplicaciones. Un 75-80% de la producción mundial de

cloroeteno se usa como desengrasante en la industria metalúrgica y del vidrio (DVGW, 1985). Por sus excelentes propiedades como solvente, se utilizaba antiguamente para la limpieza en seco (tintorerías) y para la extracción de sustancias naturales (ej., para producir café descafeinado y extractos de jugos de fruta). Como producto intermedio, se aplica en la fabricación del ácido cloroacético y como solvente para grasas, aceites, ceras, resinas, caucho, pintura, lacas, ésteres y éteres celulósicos.

En resumen; usos comunes:Solvente de grasas, ceras, resinas, aceites, caucho, pinturas y barnices; solvente de ésteres y éteres de celulosa; se usa en muchas industrias (café, especias) para la extracción de solventes; en lavado en seco y como quitagrasas; en la fabricación de productos orgánicos químicos y farmacéuticos, como el ácido cloroacético.