Alogenoderivati

Sono composti derivabili da un idrocarburo (di qualunque famiglia) per sostituzione di uno o più atomi di H con atomi di alogeni (F, Cl, Br, I) uguali o diversi tra loro. I nomi sono molto semplici da ricavare. In parentesi è citato il nome di uso comune.

H Cl Cl Cl

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H - C - Cl H - C - Cl Cl - C - Cl F - C - Cl

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H Cl Cl F

Clorometano Triclorometano Tetraclorometano Diclorodifluorometano

(cloruro di metile) (cloroformio) (tetracloruro di (freon)

carbonio)

[118] [119] [120] [121]

F H H H

C=C C      H

Br H Cl H

1-fluoro-3-bromo cloroetilene bromuro di benzile

cicloesano

(cloruro di vinile)

[122] [123] [124]

I punti di ebollizione sono superiori a quelli degli alcani con uguale numero di atomi di carbonio e seguono l'ordine I>Br>Cl>F. Sono insolubili in acqua e solubili nei solventi poco polari. Hanno in genere densità >1. Introdotto in un idrocarburo, l'alogeno ne abbassa l'infiammabilità per cui il metano (ottimo combustibile), trasformato in CCl₄, viene impiegato come liquido antincendio. Gli alogenoderivati sono tutti caratterizzati da attività biocidi (insetticidi, aggressivi, ecc..). Si sono incontrati finora numerosi esempi di preparazione di alogenoderivati per sostituzione o addizione di idrocarburi. Un altro metodo generale di preparazione parte dagli alcoli per trattamento con acido cloridrico (o alogenidrico in generale HX) in presenza di cloruro di zinco fuso [125].

R- OH + HX _ZnCl2 R - X + H₂O

Le reazioni fondamentali degli alogenoderivati sono tre:

1) eliminazione

2) formazione dei reattivi di Grignard

3) sostituzioni nucleofile

Eliminazione: è già stata presa in considerazione nella preparazione degli alcheni [ ].

Formazione dei reattivi di Grignard: facendo reagire un alogenuro alchilico R-X (o arilico Ar-X) con tornitura di magnesio in un solvente apolare anidro si forma un alogenuro di alchilmagnesio [126].

R - X + Mg R - Mg - X R Mg - X         

[126] [127]

Questo a causa della bassa elettronegatività del magnesio, diventa comoda fonte di gruppi R: [127], utilissimi nelle sintesi organiche. L' ambiente anidro è necessario perché i reattivi di Grignard vengono rapidamente decomposti dall'acqua in alcani [128].

R - Mg - X + H - OH R - H + Mg(OH)X

Sostituzioni nucleofile: costituiscono un gruppo di reazioni di uso frequentissimo in chimica organica. Nell'alogenuro alchilico polarizzato nel senso indicato [129], il carbonio costituisce un centro di attacco che parte dei reattivi nucleofili (anioni o basi di Lewis) che ad esso si legano, sostituendo l'alogeno che funge da gruppo uscente (X^-).

d d

R - X + OH R - OH + X⁻

Nell'esempio riportato si forma un alcol, ma l'elenco dei reattivi che danno sostituzione nucleofila (abbreviazione S_N) è molto ampio (R - O⁻ , R−CO−O , CN⁻, SH⁻, NH₂⁻, R - C sC⁻, ecc.).

Si tenga presente che l'alogeno è molto reattivo se legato ai gruppi saturi. Quando è legato a gruppi insaturi (es. cloruro di vinile) o aromatici ( es. clorobenzene) diventa particolarmente inerte alle S_N.

CLORURO DI METILE (CH₃Cl) [118]: gas incolore, velenoso, liquefacibile per compressione, usato come metilante (introduzione del gruppo CH₃) e nell'industria frigorifera.

CLOROFORMIO (CHCl₃) [119]: liquido insolubile in acqua, punto di ebollizione 62°C, usato come solvente.

CLORURO DI VINILE (CH₂=CHCl) [123]:gas incolore, facilmente liquefacibile, usato nella preparazione di materie plastiche (PVC).

TRIELINA (CHCl=CCl₂) [130] : liquido insolubile in acqua, punto di ebollizione 87°C, usato come solvente e smacchiatore di oli, grassi, cere, resine, vernici, gomme.

TETRAFLUOROETILENE (CF₂=CF₂) [131]: prodotto di partenza per la preparazione del teflon (PTFE, caratterizzato da inerzia chimica e fisica; autolubrificante), importantissimo polimero sintetico.

DDT [1,1,1-tricloro-2,2-bis (p-clorofenil )-etano ] [132]

Cl

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Cl - C - Cl

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Cl C Cl

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H