Haluros de arilo

Haluro de arilo: significado

Antes de hablar de los halogenuros de arilo, también conocidos como halogenoarenos, hablemos de los arenos.

Así pues, el benceno constituye la base de todos los arenos. El benceno es un hidrocarburo cíclico de 6 átomos de carbono, con enlaces dobles y sencillos alternados entre los átomos de carbono.

La estructura también se puede dibujar como un hexágono con un círculo en su interior para representar la alternancia de dobles enlaces. La fórmula estructural del benceno es _C6H6.

El benceno desempeña un papel muy importante en la fabricación industrial. Se utiliza para sintetizar sustancias químicas con las que se fabrican tintes, resinas, plásticos, fibras sintéticas, caucho y detergentes. También se utiliza en la fabricación de medicamentos y pesticidas.

Ahora que sabes lo que son los arenos, probablemente puedas adivinar lo que son los halogenoarenos.

Haluro de arilo: Estructura y fórmula

La fórmula general del haluro de arilo es _C6H5X, donde X es un átomo de haluro.

Fig. 2: Fórmula general de los halogenuros de arilo | StudySmarter Originals

Haluro de arilo: Ejemplo

Por ejemplo, la fórmula estructural del cloruro de arilo es _C6H5Cl. Otro nombre del cloruro de arilo es clorobenceno. Los nombres de otros halogenuros de arilo son similares.

De izquierda a derecha: fluoruro de arilo, cloruro de arilo, bromuro de arilo y yoduro de arilo | StudySmarter Originals

Haluro de arilo: grupos funcionales

¿Cómo se forman los halogenoarenos?

Los halogenuros de arilo se preparan más comúnmente mediante estos dos métodos

• Halogenación
• Reacción de Sandmeyer

Veámoslos en detalle.

Halogenación

Es el método más sencillo y antiguo de sintetizar halogenuros de arilo. En este proceso, el benceno se hace reaccionar con un gas halógeno en presencia de la sal de aluminio del halógeno. El halógeno sustituye a un átomo de hidrógeno en el anillo bencénico.

Fig. 3: Síntesis del cloruro de arilo mediante halogenación | StudySmarter Originals

Reacción de Sandmeyer

La reacción de Sandmeyer se utiliza para sintetizar halogenoarenos a partir de sales de diazonio. Se hace reaccionar una sal de diazonio con una sal de cobre o una sal de potasio para obtener el halogenuro de arilo con el halógeno deseado.

El primer paso consiste en la formación de una sal de diazonio haciendo reaccionar anilina con ácido nitroso a baja temperatura.

Fig. 4: Formación de cloruro de benzenediazonio por la reacción de la anilina con el ácido nitroso | StudySmarter Originals

Ahora, la sal de diazonio se hace reaccionar con cloruro de cobre (I), o bromuro de cobre (I), o yoduro de potasio. La sal de cobre o de potasio se elige en función del haluro de arilo que se vaya a fabricar. Como subproducto de esta reacción se libera gas nitrógeno.

Reacciones de los halogenuros de arilo

Veamos algunas reacciones típicas de los halogenuros de arilo.

Reacción de Grignard

Cuando reaccionan con magnesio en presencia de éter, los halogenoarenos forman reactivos de Grignard.

Fig. 6: Reacción de Grignard de los halogenuros de arilo | StudySmarter Originals

En el ejemplo anterior, el reactivo de Grignard formado es bromuro de fenilmagnesio.

Reacción de sustitución

En cuanto a las reacciones de sustitución nucleofílica, los halogenuros de arilo son bastante poco reactivos. Hay varias causas para esta falta de reacción.

1. Las reacciones_SN2 se venimpedidas por el impedimento estérico provocado por el anillo bencénico del halogeneno.
2. Además, como los cationes fenilo son inestables, las reacciones_SN1no son concebibles.
3. Los halogenoarenos tienen un enlace carbono-halógeno más corto y, por tanto, más fuerte que los halogenuros de alquilo. En los halogenuros de arilo, el enlace C-X se acorta por dos razones -En primer lugar, la resonancia hace que el enlace C-X presente algunas propiedades de doble enlace.En segundo lugar, a diferencia de los halogenuros de alquilo, que tienen átomos de carbono hibridizados ^sp3, los halogenuros de arilo tienen átomos de carbono hibridizados ^sp2.

Reacciones_SNAR

En química orgánica, las reacciones_SNARson reacciones de sustitución aromática nucleofílica. En estas reacciones, un nucleófilo desplaza a un grupo saliente (por ejemplo, un haluro) en un anillo aromático. Cuando los grupos fuertes que retiran electrones(grupos desactivadores) están orto o para al átomo de carbono que está unido al halógeno en los haluros de arilo, pueden sufrir un proceso de sustitución nucleofílica. El átomo de carbono es vulnerable a un ataque nucleófilo debido a esta configuración.

Los dos ejemplos siguientes muestran la sustitución nucleófila en halogenoarenos desactivados.

Fig. 7: Sustitución nucleófila en o-nitroyodobenceno | Cliffs Notes

Fig. 8: Sustitución nucleófila en el 2,4,6-trinitrobromobenceno | Cliffs Notes

Reacciones de Adición-Eliminación

Las reacciones de adición-eliminación son reacciones de dos pasos en las que el primer paso es una reacción de adición y el segundo paso es de eliminación, lo que da un efecto global de sustitución. En general, las reacciones de eliminación-adición no se producen en los haluros de arilo. Sin embargo, se pueden utilizar altas presiones y temperaturas para provocar reacciones de sustitución en los halogenoarenos.

Cuando el clorobenceno reacciona con hidróxido sódico a alta temperatura y presión, sufre una reacción de adición-eliminación y se convierte en fenoxido sódico.

Fig. 9: El clorobenceno sufre una reacción de adición-eliminación a alta temperatura y presión para formar fenóxido de sodio | StudySmarter Originals