Transcript Haluros de Alquilo

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.
Estructura:
La polaridad hace al átomo de Carbono electrofílico y
facilita el ataque por nucleófilos via reacciones de
sustitución nucleofílicas SN1 o SN2 .
d-
R
d++C
d+
Sitios Electrofílicos
C
X
Sitios Nucleofílicos
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
R-CH2X
R2-CHX
R3-CX
1°
2°
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
H
H
Br
Br
Br
H
Bromo ciclohexano
1,2-dibromo ciclopentano
Br
Br
Trans-1,2-dibromo ciclopentano
H3C
CH3
Cl
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
1. Adición de HX a un alqueno
H
C
C
+
H
X
X
C
C
Cl
H
Donde HX es HCl, HBr o HI
Es una reacción Markovnivkov
CH3
H
H
C C
CH3
H
Cl
CH3 C C H
CH 3 H
Adición “syn”
2. Adición de X2 a alquenos y alquinos
“syn”
- C C -
2X2
x x
-C- C–
x x
Br2
Br
CCl4
H3C
CH
Br
Cl
Cl
Cl
Cl
2Cl2
H3C
3. Sustitución en alcoholes
R-OH
HX o PX3
R-X + H2O
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)
CH3CH2CH2CH2-OH
HCl
CH3CH2CH2CH2Cl + H2O
ZnCl2,D
OH
HBr
Br
+ H2O
4. Halogenación de hidrocarburos (alcanos)
X2
R-X + HX
R-H
luz o calor
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
3
2
1
1
(CH3)3- CH
Cl2
luz o calor
Cl2
CH3
(CH3)3- CCl + HCl
CH2Cl
+ HCl
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-OH
-CN
H2O
-OR
:NH3
haluros
hidroxilo
cianuro
alcoxidos
amoniaco
Sustitución Nucleófilica SN1
Sustitución Nucleófilica SN2
Mecanismo de la Sustitución Nucleofílica SN2
Paso lento
R-Y
Paso rápido
R+ + Nu:
R+ + Y-
Formación del carbocatión
R-Nu
Orden de reactividad y estabilidad de los carbocationes:
3 > 2 > 1 > CH3+
Mientras más estable el carbocatión, más rápida la reacción.
(CH3)3- C-Br
OCH3
NaOH(ac)
NaBr
CH3CH2OH
(CH3)3- C-OH + NaBr
Br + -OCH3
H
NaBr
I
CH3
alcohol
H3C
Br
+ NaI
CH3
H3C
H
H
SOCl2
HO
CH3
H3C
H
Cl
CH3
H3C
2. Formación del Reactivo Grignard
R-X
Mg
éter o THF
Donde X= Br, Cl, I
-Cl
Mg
éter o THF
R-Mg-X
R = grupo alquilo, arilo o vinilo
-MgCl
3. Deshidrohalogenación de haluros de
alquilo (Eliminación)
H
X
C
C
H
Br
Base (-OH)
KOH
C
C
H
+ KBr + H2O
CH 3CH 2OH
H
H
H
H
KOH
H3C
H
alcohol
CH2
CH3 + H3C
H3C
80%
Br
20%
Regla de Saitzev
H3C
Br
H3C
CH3
H3C
CH3
CH3
KOH
alcohol
+
H3C
CH3
79%
H3C
CH2
H3C
CH3
21%
Práctica de ejercicios
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oduct_isbn_issn=0534389996&discipline_numb
er=12