Halogenação - Halogenation

Em química , a halogenação é uma reação química que envolve a introdução de um ou mais halogênios em um composto . Os compostos contendo haleto são difundidos, tornando este tipo de transformação importante, por exemplo, na produção de polímeros, drogas. Na verdade, esse tipo de conversão é tão comum que uma visão geral abrangente é desafiadora. Este artigo trata principalmente da halogenação usando halogênios elementares (F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 ). Halogenetos também são comumente introduzidos usando sais de halogenetos e ácidos halogenados. Existem muitos reagentes especializados para a introdução de halogênios em diversos substratos, por exemplo, cloreto de tionila .

Química orgânica

Existem várias vias para a halogenação de compostos orgânicos, incluindo halogenação de radical livre , halogenação de cetona , halogenação eletrofílica e reação de adição de halogênio . A natureza do substrato determina o caminho. A facilidade de halogenação é influenciada pelo halogênio. O flúor e o cloro são mais eletrofílicos e são agentes halogenantes mais agressivos. O bromo é um agente halogenante mais fraco do que o flúor e o cloro, enquanto o iodo é o menos reativo de todos eles. A facilidade de desidrohalogenação segue a tendência inversa: o iodo é mais facilmente removido dos compostos orgânicos e os compostos organofluorados são altamente estáveis.

Halogenação de radical livre

A halogenação de hidrocarbonetos saturados é uma reação de substituição. A reação normalmente requer vias de radicais livres. A regioquímica da halogenação de alcanos é amplamente determinada pela fraqueza relativa das ligações C – H. Essa tendência é refletida pela reação mais rápida nas posições terciária e secundária.

As fluorações com flúor elementar (F 2 ) são particularmente exotérmicas, tanto que condições e aparelhos altamente especializados são necessários. O método de fluoração eletroquímica gera pequenas quantidades de flúor elementar in situ a partir do fluoreto de hidrogênio . O método evita os perigos do manuseio do gás flúor. Muitos compostos orgânicos comercialmente importantes são fluorados usando essa tecnologia. Além de F 2 e seu equivalente gerado eletroquimicamente, o fluoreto de cobalto (III) é usado como fonte de radicais de flúor.

A cloração de radical livre é usada para a produção industrial de alguns solventes:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Os compostos organobromínicos de ocorrência natural são geralmente produzidos pela via dos radicais livres catalisada pela enzima bromoperoxidase . A reação requer brometo em combinação com oxigênio como oxidante. Estima-se que os oceanos liberem de 1 a 2 milhões de toneladas de bromofórmio e 56.000 toneladas de bromometano anualmente.

A reação de iodofórmio , que envolve a degradação de metil cetonas, prossegue pela iodação de radical livre.

Adição de halogênios a alcenos e alcinos

Compostos insaturados, especialmente alcenos e alcinos , adicionam halogênios:

RCH = CHR ′ + X 2 → RCHX – CHXR ′

Na oxicloração , a combinação de cloreto de hidrogênio e oxigênio serve como o equivalente do cloro, conforme ilustrado por esta rota para o dicloroetano:

2 HCl + CH 2 = CH 2 + 12  O 2 → ClCH 2 CH 2 Cl + H 2 O

A adição de halogênios aos alcenos ocorre por meio de íons halônio intermediários . Em casos especiais, esses intermediários foram isolados.

Estrutura de um íon bromônio

A bromação é mais seletiva do que a cloração porque a reação é menos exotérmica . Ilustrativo da bromação de um alceno é a rota para o halotano anestésico a partir do tricloroetileno :

Síntese de halotano

A iodação pode ser efetuada pela adição de iodo a alcenos. A reação, que convenientemente prossegue com a descarga da cor de I 2 , é a base do método analítico denominado número de iodo , que é usado para medir o grau de insaturação das gorduras .

Halogenação de compostos aromáticos

Os compostos aromáticos estão sujeitos à halogenação eletrofílica:

RC 6 H 5 + X 2 → HX + RC 6 H 4 X

Esse tipo de reação normalmente funciona bem para cloro e bromo. Freqüentemente, um catalisador ácido de Lewis é usado, como o brometo férrico . Como o flúor é muito reativo, outros métodos, como a reação de Balz-Schiemann , devem ser usados ​​para preparar compostos aromáticos fluorados. As iodações podem ser conduzidas com iodeto de hidrogênio na presença de um agente oxidante que gera I 2 in situ.

Outros métodos de halogenação

Na reação de Hunsdiecker , os ácidos carboxílicos são convertidos no haleto de cadeia encurtada. O ácido carboxílico é primeiro convertido em seu sal de prata, que é então oxidado com halogênio:

RCO 2 Ag + Br 2 → RBr + CO 2 + AgBr

Química Inorgânica

Todos os elementos, exceto argônio, néon e hélio, formam fluoretos por reação direta com o flúor . O cloro é um pouco mais seletivo, mas ainda reage com a maioria dos metais e não-metais mais pesados. Seguindo a tendência usual, o bromo é menos reativo e o iodo menos do que todos. Das muitas reações possíveis, ilustrativa é a formação de cloreto de ouro (III) pela cloração do ouro . A cloração de metais geralmente não é muito importante industrialmente, uma vez que os cloretos são mais facilmente produzidos a partir dos óxidos e do haleto de hidrogênio. Onde a cloração de compostos inorgânicos é praticada em uma escala relativamente grande é para a produção de tricloreto de fósforo e monocloreto de enxofre .

Veja também

Referências