Reacción de alcanos con halógenos
Los alcanos reaccionan con halógenos mediante mecanismos radicalarios. Dicha reacción supone la sustitución de uno o varios hidrógenos del alcano por halógenos.
Mecanismo de la halogenación radicalaria
El mecanismo de la halogenación radicalaria consta de tres etapas: iniciación, propagación y terminación. En la iniciación la molécula de halógeno rompe de forma homolítica generando radicales. En la etapa de propagación se produce la sustitución de hidrógenos del alcano por halógenos. Cuando los reactivos se agotan, los radicales que hay en el medio se unen entre si, produciéndose la etapa de teminación.
Reactividad de los halógenos
La primera etapa de propagación determina la velocidad de la reacción. Para el flúor esta etapa es de baja energía de activación lo que convierte al flúor en el halógeno mas reactivo. En el caso del yodo la energía de activación es muy elevada y la reacción no se produce. Orden de reactividad en reacciones radicalarias : F2>Cl2>Br2>I2 En resumen, el yodo no es reactivo en la halogenación radicalaria y el flúor reacciona de forma violenta.
Polialogenaciones
La reacción de halogenación es difícil de parar, puesto que el producto halogenado es más reactivo que el alcano de partida. Para evitar esté problema, llamado polihalogenaciones, se utiliza exceso del alcano.
Estabilidad de radicales
El mecanismo de estas reacciones transcurre con formación de un intermedio llamado radical cuya estabilidad depende del número de sustituyentes que rodean el carbono que contiene el electrón solitario. Los radicales formados en la etapa de propagación se estabilizan por hiperconjugación. El orden de estabilidad de los radicales viene dado por: terciarios > secundarios > primarios.
Estabilidad de Radicales
Energía necesaria para romper enlaces
Al romper de forma homolítica el enlace C-H de un alcano se producen radicales alquilo y átomos de hidrógeno libres. La energía necesaria para que ocurra esta rotura se denomina energía de disocíación y es tanto menor cuanto más estable sea el radical formado.
Como puede verse en las siguientes reacciones, la energía necesaria para romper un enlace C-H primario es muy superior a la requerida para romper el enlace C-H terciario.
Estabilidad de radicales
Se observa que los radicales terciarios son más estables que los secundarios y estos a su vez más estables que los primarios.
Hiperconjugación
El fenómeno que estabiliza los radicales se conoce como hiperconjugación y consiste en la interacción entre el enlace C-H del grupo metilo y el orbital p que tiene el electrón desapareado. Esta interacción permite que el par de electrones del orbital sigma enlazante se deslocalice en el orbital p parcialmente ocupado estabilizándolo.
Reacción de alcanos con halógenos
Los alcanos reaccionan con halógenos mediante mecanismos radicalarios. Dicha reacción supone la sustitución de uno o varios hidrógenos del alcano por halógenos.
Mecanismo de la halogenación radicalaria
El mecanismo de la halogenación radicalaria consta de tres etapas: iniciación, propagación y terminación. En la iniciación la molécula de halógeno rompe de forma homolítica generando radicales. En la etapa de propagación se produce la sustitución de hidrógenos del alcano por halógenos. Cuando los reactivos se agotan, los radicales que hay en el medio se unen entre si, produciéndose la etapa de teminación.
Reactividad de los halógenos
La primera etapa de propagación determina la velocidad de la reacción. Para el flúor esta etapa es de baja energía de activación lo que convierte al flúor en el halógeno mas reactivo. En el caso del yodo la energía de activación es muy elevada y la reacción no se produce. Orden de reactividad en reacciones radicalarias : F2>Cl2>Br2>I2 En resumen, el yodo no es reactivo en la halogenación radicalaria y el flúor reacciona de forma violenta.
Polialogenaciones
La reacción de halogenación es difícil de parar, puesto que el producto halogenado es más reactivo que el alcano de partida. Para evitar esté problema, llamado polihalogenaciones, se utiliza exceso del alcano.
Estabilidad de radicales
El mecanismo de estas reacciones transcurre con formación de un intermedio llamado radical cuya estabilidad depende del número de sustituyentes que rodean el carbono que contiene el electrón solitario. Los radicales formados en la etapa de propagación se estabilizan por hiperconjugación. El orden de estabilidad de los radicales viene dado por: terciarios > secundarios > primarios.
Estabilidad de Radicales
Energía necesaria para romper enlaces
Al romper de forma homolítica el enlace C-H de un alcano se producen radicales alquilo y átomos de hidrógeno libres. La energía necesaria para que ocurra esta rotura se denomina energía de disocíación y es tanto menor cuanto más estable sea el radical formado.
Como puede verse en las siguientes reacciones, la energía necesaria para romper un enlace C-H primario es muy superior a la requerida para romper el enlace C-H terciario.
Estabilidad de radicales
Se observa que los radicales terciarios son más estables que los secundarios y estos a su vez más estables que los primarios.
Hiperconjugación
El fenómeno que estabiliza los radicales se conoce como hiperconjugación y consiste en la interacción entre el enlace C-H del grupo metilo y el orbital p que tiene el electrón desapareado. Esta interacción permite que el par de electrones del orbital sigma enlazante se deslocalice en el orbital p parcialmente ocupado estabilizándolo.
No hay comentarios:
Publicar un comentario