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Halogenação , Notas de estudo de Engenharia Química

PRINCIPAIS MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE HALETOS

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 20/05/2010

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jessica-santos-15 🇧🇷

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PRINCIPAIS MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE HALETOS
1- Halogenação de alcanos
A halogenação de um alcano se dá por substituição de um átomo de hidrogênio
por um halogênio, resultando em um haleto de alquila. Veja aqui os detalhes desse
processo.
2- Halidricação de alcenos
O HCl, o HBr e o HI transformam os alcenos nos correspondentes haletos de
alquila. A reação consiste em fazer passar o haleto de hidrogênio, gasoso e anidro,
diretamente através do alceno. Alcenos com mais de dois carbonos poderiam dar
origem a mais de um produto. Veja aqui os detalhes desse processo.
3- Halogenação de alcenos
O cloro e o bromo transformam facilmente os alcenos em dihaletos vicinais,
dissolvidos normalmente em um solvente inerte, como o tetracloreto de carbono. O
iodo, em geral, não reage. A adição prossegue rapidamente, à temperatura ambiente
ou inferior, constituindo a melhor maneira de se obter di-haletos vicinais. Sabemos
que as moléculas de um halogênio qualquer é apolar, ou seja, não há diferença de
eletronegatividade entre os átomos na molécula. Sabemos também que a adição em
alcenos se dá pelo ataque dos elétrons pi a um eletrólo. Neste caso, não há um
eletrólo com carga real. No entanto, as moléculas do halogênio criam um dipolo
induzido pelo forte campo elétrico gerado pelas nuvens pi das moléculas do alceno
que se encontram no meio. A densa nuvem eletrônica da dupla ligação tende a
repelir a nuvem eletrônica do halogênio, fazendo com que o átomo de halogênio que
estiver mais próximo da dupla seja relativamente mais positivo e o mais afastado
relativamente negativo.
4- Halidricação de alcinos
Quando reagidos com HX, os alcinos produzem haletos e, se existir excesso de
HX poderemos obter dihaletos germinados. Veja o exemplo da reação entre acetileno
e HBr:
5- Halogenação de alcinos
Quando reagidos com halogênios, os alcinos produzem dihaletos. Caso exista
halogênio em excesso, poderemos obter um derivado tetrahalogenado. Veja o
exemplo:
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PRINCIPAIS MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE HALETOS

1- Halogenação de alcanos

A halogenação de um alcano se dá por substituição de um átomo de hidrogênio

por um halogênio, resultando em um haleto de alquila. Veja aqui os detalhes desse

processo.

2- Halidrificação de alcenos

O HCl, o HBr e o HI transformam os alcenos nos correspondentes haletos de alquila. A reação consiste em fazer passar o haleto de hidrogênio, gasoso e anidro, diretamente através do alceno. Alcenos com mais de dois carbonos poderiam dar

origem a mais de um produto. Veja aqui os detalhes desse processo.

3- Halogenação de alcenos

O cloro e o bromo transformam facilmente os alcenos em dihaletos vicinais, dissolvidos normalmente em um solvente inerte, como o tetracloreto de carbono. O iodo, em geral, não reage. A adição prossegue rapidamente, à temperatura ambiente ou inferior, constituindo a melhor maneira de se obter di-haletos vicinais. Sabemos que as moléculas de um halogênio qualquer é apolar, ou seja, não há diferença de eletronegatividade entre os átomos na molécula. Sabemos também que a adição em alcenos se dá pelo ataque dos elétrons pi a um eletrófilo. Neste caso, não há um eletrófilo com carga real. No entanto, as moléculas do halogênio criam um dipolo induzido pelo forte campo elétrico gerado pelas nuvens pi das moléculas do alceno que se encontram no meio. A densa nuvem eletrônica da dupla ligação tende a repelir a nuvem eletrônica do halogênio, fazendo com que o átomo de halogênio que estiver mais próximo da dupla seja relativamente mais positivo e o mais afastado relativamente negativo.

4- Halidrificação de alcinos

Quando reagidos com HX, os alcinos produzem haletos e, se existir excesso de HX poderemos obter dihaletos germinados. Veja o exemplo da reação entre acetileno e HBr:

5- Halogenação de alcinos

Quando reagidos com halogênios, os alcinos produzem dihaletos. Caso exista halogênio em excesso, poderemos obter um derivado tetrahalogenado. Veja o exemplo:

6- Halidrificação de cicloalcenos

Os cicloalcenos podem reagir com HX, da mesma forma como os alcenos, produzindo haletos:

7- Halogenação de cicloalcenos

Os cicloalcenos podem reagir com halogênios, da mesma forma como os alcenos, produzindo dihaletos vicinais:

8- Halogenação de anéis aromáticos

O benzeno e outros anéis aromáticos podem ser halogenados, em presença de AlCl 3 ou FeCl 3 (ácidos de Lewis). À primeira vista, acharíamos que a reação se iniciasse como na halogenação de um alceno ou de um cicloalcano: devido à alta reatividade da ligação pi, esta atacaria o halogênio simplesmente pela existência das cargas formais na molécula desse halogênio (dipolos induzidos). No entanto, como já vimos, os anéis aromáticos, por serem estruturas ressonantes, possuem menor reatividade que alcenos e ciclenos. Por isso é necessário "potencializar" essa carga formal do halogênio. Para isso, usa-se, por exemplo, o AlCl 3 , que é um ácido de Lewis, e age recebendo um par de elétrons de um dos átomos do halogênio. Veja

aqui mais detalhes desse processo.

9- Halidrificação de dienos conjugados (adição 1,4)

A ressonância dos dienos conjugados deslocaliza a nuvem pi e produz formas canônicas do composto, tornando possíveis mais duas posições para os reagentes adicionados - a posição 1,2 e a posição 1,4. Por este motivo, os produtos de uma reação desse tipo são chamados produto de adição 1,2 e produto de adição 1,4. Veja abaixo a reação entre o butadieno - 1,3 e o HBr:

As quantidades relativas de cada um dos produtos formados depende da temperatura em que a reação foi efetuada. Quando ela se realiza a baixas temperaturas (aprox. -80o^ C) obtém-se uma mistura de 20% do produto 1,4 e 80% do

produto 1,2. Se ela for realizada em temperaturas mais elevadas (aprox. 40 o^ C), porém, obtém-se uma mistura de composição inversa: 20% do produto 1,2 e 80% do produto 1,4. A temperaturas intermediárias obtém-se uma mistura cuja composição se situa entre as duas indicadas. Outra observação importante é a de que qualquer um dos compostos separadamente se transforma na mistura dos dois isômeros, por aquecimento, indicando que ela resulta do equilíbrio entre os dois compostos.

10- Reação de álcoois com HX diluído

Os álcoois podem ser tratados com ácidos halogenídricos (HX), produzindo haletos. Veja:

Experiência:

Para um tubo de ensaio transfira 2 ou 3 gotas de ciclo-hexeno. Em seguida, junte, gota a

gota, solução de bromo em tetracloreto de carbono. Tapar o tubo de ensaio com uma

rolha e agitar. Após alguns instantes a solução descora. Interprete a descoloração do

bromo. Na boca do tubo, colocar papel indicador e verifica-se que não altera a cor.

Interpretar.

Experiência:

Agitar uma solução de óleo de girassol em tetracloreto de carbono com água de bromo.

Interpretar a descoloração da água de bromo, atendendo a que o óleo de girassol, como

óleo insaturado, possui ligações duplas C = C na sua estrutura molecular.

A reacção de adição a um alcino é também possível e ocorre normalmente em duas

etapas. Fazendo reagir uma mole de etino com uma mole de bromo obtemos o trans-1,2-

dibromoeteno.

CHCH + Br 2

etino trans-1,2-dibromoeteno

Adicionando mais uma mole de Br2, obtemos o 1,1,2,2-tetrabromoetano:

+ Br 2

Os hidrocarbonetos aromáticos não reagem com Cl2 ou Br 2 nas condições em que o

fazem os alcenos ou alcinos. Na verdade, quando misturamos benzeno com bromo ou

cloro verifica-se que não há adição. Contudo, na presença de luz ultravioleta, o benzeno

reage com o cloro originando o hexaclorociclo-hexano, que é uma mistura de isómeros

geométricos, um dos quais é o composto conhecido por "Gammexane" e utilizado como

insecticida. Os haletos de hidrogénio, como HCl e HBr, também entram em reacções de

adição a ligações duplas:

CH 2 = CH 2 +

HCl

CH 3 CH 2 Cl

eteno cloroetano

No caso de um alceno assimétrico como o propeno, CH 3 CH = CH2, então a adição à

ligação dupla dá-se do seguinte modo: o átomo de H liga-se de preferência ao átomo C

que já está ligado a maior número de átomos H, e o halogéneo ao outro (regra de

Markovnikov - 1868).

CH 3 CH = CH 2 + HBr CH 3 CH Br CH 3

propeno 2-bromopropano

e só em menor escala:

CH 3 CH = CH 2 + HBr CH 3 CH 2 CH 2 Br

propeno 1-bromopropano

O mesmo se diz dos alcinos:

CH 3 CH 2 C C H + 2 HBr CH 3 CH 2 C Br 2 CH 3

1-butino 2,2-dibromobutano

O cloreto de vinilo (cloroeteno) utilizado no fabrico do polímero PVC (policloreto de

vinilo), obtém-se por adição de HCl ao etino:

CH CH + HCl CH 2 = CHCl

etino cloreto de vinilo