Halogenos

H A L O G E N A C I Ó N

Definición

Se entiende por halogenación al proceso por el cual se introduce en un compuesto orgánico uno o más átomos de halógeno.

Los procedimientos y condiciones difieren dependiendo de cada miembro de la familia de halógenos y también del tipo y estructura de la sustancia a halogenar.

Los derivados clorados, por obtenerse más económicamente, son los de mayor importancia industrial, los derivados bromados tienen ciertas ventajas por que el átomo de bromo es más fácilmente sustituible en reacciones subsiguientes, por que tienen ciertas aplicaciones farmacéuticas o colorantes.

Como puede observarse, las halogenaciones implican reacciones de:

Adición.

FeCl3

HC = CH + 2Cl2 Cl2HC - CHCl2

En las halogenaciones a los dobles enlaces demuestra que H ( entalpía ) es fuertemente exotérmica para todos los halógenos y S ( entropía ) es del orden de las -30 cal por mol y grado.

Sustitución de hidrógeno.

P (rojo)

CH3COOH + Cl2 CH2ClCOOH + HCl

H es fuertemente exotérmica en el caso del cloro, moderadamente exotérmica para el bromo, y endotérmica para el yodo. S es muy pequeño en todos los casos.

Sustitución de ciertos grupos como el hidroxilo o el ácido sulfúrico.

AnCl2

C2H5 - OH + HCl C2H5Cl + H2O

H es muy endotérmico en todos los casos y S es del orden de + 30 cal por mol grado.

Para cada tipo de reacción se necesita un agente de halogenación específico y un catalizador adecuado. Los catalizadores, con la excepción del carbono y los rayos actínicos ( que actúan como agentes de activación ), se caracterizan por ser portadores de halógeno.

Entre los catalizadores más empleados está el hierro, el antimonio y el fósforo, que son capaces de combinarse con los halógenos para dar dos compuestos con valencia distinta.

F L U O R A C I Ó N

El flúor actúa directamente sobre los hidrocarburos para producir fluoruros. De todas formas, el elemento flúor se maneja con mucha dificultad. Los enlaces creados son muy fuertes y hay demasiado calor liberado en la fluoración, por lo tanto se debe tener sumo cuidado para moderar la reacción, debido a esta razón se suelen prepara los fluoruros por métodos indirectos.

El flúor desplaza al cloro.

RCln +

F2 RFn +

Cl2

Al reaccionar el flúor sobre el hexaclorobenceno se obtiene el triclorobenceno.

Reacción entre fluoruro sódico o potásico y sulfato ácido de alquilo.

R - H - SO4 + NaF RF + NaHSO4

De esta manera se preparan los fluoruros de metilo y etilo.

Cloruros de alquilo reaccionando con el fluoruro de plata.

RCln + AgF Fn + nAgCl

Formar derivados fluorados de hidrocarburos, se emplea para la obtener fluoruro de metilo, metileno y fluoroformo.

Clorhidratos de aminas reaccionan con el fluoruro sódico.

R - NH2 - HCl + NaF RF + NH3 + NaCl

Produce fluoruros orgánicos, con eliminación de amoniaco. Se puede obtener el flúornaftaleno a partir de la naftalina.

Alcanos policlorados con el ácido fluorhídrico.

CCl4 + 2HF CCl2F2 + 2HCl

Se producen compuestos fluorados.

Diazocompuestos reaccionan con el ácido fluorhídrico y el trifluoruro de boro.

R - N = N - Cl + HF RF + N2 + HCl

Se forman fluoruros orgánicos y desprende nitrógeno.

Trifluoruro de bromo.

BrF3

C6Cl6 C6Br2Cl4F6

Es un enérgico agente de fluoración que reacciona violentamente con los compuestos orgánicos que no contengan un porcentaje elevado de halógeno. Se puede emplear para sustituir el cloro en el tetracloruro de carbono y perclorobenceno.

En condiciones normales, el flúor ataca con violencia todos los compuestos orgánicos, y algunos, como el éter, el benceno y la tremina, se inflaman inmediatamente al ponerse en contacto con él.

Esto se debe principalmente a:

El flúor, por ser el más electronegativo de todos los elementos, tiene una carga nuclear positiva elevada, en consecuencia en las fluoraciones orgánicas deben ocurrir reacciones rápidas en cadena.

El calor de formación sumamente elevado del fluoruro de hidrógeno y de los enlaces entre el carbono y el flúor.

Las reacciones enérgicas se pueden moderar o conducir impidiendo las reacciones en cadena, o bien por disipación del calor. Los medios o sistemas más comunes para moderar las fluoraciones directas son:

Dilución del flúor con un gas inerte.

Llevara a cabo la reacción en un disolvente inerte.

Fluorar con la ayuda de compuestos que cedan con facilidad átomos o moléculas de flúor, como el C6H5IF2, SbF5, PbF4, MnF3, CeF4, AgF2, CoF3 y otros.

Efectuar la reacción en fase vapor, a través de un relleno de malla metálica, con o sin ayuda de otro catalizador.

Por reacción del flúor con un compuesto relativamente inerte.

Varias combinaciones de los anteriores.

Los reactivos SbF5 y CoF3 que ceden átomos o moléculas de

...