Alogenuri alchilici
Gli alogenuri alchilici o alogenoalcani sono dei composti organici derivati dagli alcani per sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con altrettanti atomi di alogeni (fluoro, cloro, bromo e iodio) aventi pertanto formula bruta CnH(2n + 2 - m)Xm, dove X rappresenta convenzionalmente un qualsiasi alogeno. L'atomo di alogeno è legato covalentemente ad un atomo di carbonio ibridato sp3.
Utili nella sintesi organica come solventi e come prodotti di partenza per la preparazione dei reattivi di Grignard.
Esempi comuni di alogenuri alchilici sono i vari clorofluorocarburi commercializzati con il nome di freon, usati come liquidi di raffreddamento nei circuiti frigoriferi e messi al bando a causa della loro capacità di intaccare lo strato di ozono dell'alta atmosfera in seguito al rilascio di radicali cloro; questa reazione fotolitica è generata dalla radiazione ultravioletta e i radicali prodotti catalizzano la distruzione dell'ozono.
Nomenclatura IUPAC
La nomenclatura IUPAC degli alogenuri alchilici segue regole simili a quella degli alcani. Gli atomi di alogeno sono considerati come gruppi sostituenti.
Br-CH2-CH2-Br: 1,2-dibromoetano
CH3
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CH3-C-Cl: 2-cloro-2-metilpropano (cloruro di t-butile)
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CH3
Reazione con metalli
Gli alogenuri alchilici sono di grandissima utilità nella sintesi organica ed uno dei loro usi nel laboratorio chimico è quello della reazione con metalli per portare a composti organometallici, soprattutto del litio e del magnesio (ad esempio i reattivi di Grignard).
La reazione è normalmente effettuata trattando magnesio o litio metallici con una soluzione eterea dell'alogenuro alchilico.
- CH3CH2Cl + Mg (etere) -------> CH3CH2MgCl
Questa è una reazione eterogenea, avviene quindi sull'interfaccia tra fase solida (magnesio, litio) e liquida (soluzione dell'alogenuro in etere).
Nella preparazione dei reattivi di Grignard, ad esempio, si utilizza magnesio in polvere o limatura. Per la reazione si possono usare bromuri, ioduri e cloruri; tuttavia si utilizzano generalmente i bromuri per l'alto costo degli ioduri e per la bassa reattività dei cloruri.
La reazione è fortemente esotermica e deve essere condotta in condizioni anidre, per evitare la reazione tra reattivo e acqua, che consuma il reattivo convertendolo nel corrispondente alcano:
- CH3CH2MgBr + H2O ------> CH3CH3 + HOMgBr
I reattivi di organolitio si preparano allo stesso modo utilizzando litio al posto del magnesio.
Preparazioni
Gli alogenuri alchilici si possono ottenere da alcheni ed alchini per addizione di un idracido HX (l'attacco elettrofilo dell'idrogeno è seguito dall'attacco dell'alogeno), da alcoli per reazione con SOCl2 (il cloruro di tionile agisce come disidratante promuovendo un attacco nucleofilo intramolecolare del cloro portando complessivamente alla formazione dell'alogenuro alchilico e alla liberazione di SO2, che è un gas).
Si possono ottenere alogenuri alchilici anche da alcani. In questo caso le reazioni sono meno generalizzabili, anche a causa di una certa componente regioselettiva, ma in genere si fanno reagire a caldo un alcano ed un alogeno e si ottiene un alogenuro più un idracido H-X.
Infine si possono ottenere alogenuri alchilici mediante sostituzione elettrofila da idrocarburi aromatici.
Bibliografia
- T. W. Graham Solomons, Chimica organica, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 2001, p. 53, ISBN 88-08-09414-6.
