En química , la halogenación es una reacción química que implica la introducción de uno o más halógenos en un compuesto . Los compuestos que contienen haluros son omnipresentes, lo que hace que este tipo de transformación sea importante, por ejemplo, en la producción de polímeros y fármacos . [1] De hecho, este tipo de conversión es tan común que resulta complicado realizar una descripción general completa. Este artículo trata principalmente de la halogenación utilizando halógenos elementales ( F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 ). Los haluros también se introducen comúnmente utilizando sales de los haluros y ácidos halógenos. [ se necesita aclaración ] Existen muchos reactivos especializados para introducir halógenos en diversos sustratos , por ejemplo, cloruro de tionilo .
Existen varias vías para la halogenación de compuestos orgánicos, incluida la halogenación de radicales libres , la halogenación de cetonas , la halogenación electrófila y la reacción de adición de halógeno . La naturaleza del sustrato determina la vía. La facilidad de halogenación está influenciada por el halógeno. El flúor y el cloro son más electrófilos y agentes halogenantes más agresivos. El bromo es un agente halogenante más débil que el flúor y el cloro, mientras que el yodo es el menos reactivo de todos. La facilidad de deshidrohalogenación sigue la tendencia inversa: el yodo se elimina más fácilmente de los compuestos orgánicos y los compuestos organofluorados son muy estables.
La halogenación de hidrocarburos saturados es una reacción de sustitución . La reacción normalmente requiere vías de radicales libres . La regioquímica de la halogenación de alcanos está determinada en gran medida por la relativa debilidad de los enlaces C-H . Esta tendencia se refleja en la reacción más rápida en las posiciones terciarias y secundarias .
Las fluoraciones con flúor elemental ( F 2 ) son particularmente exotérmicas, hasta el punto de que se requieren condiciones y aparatos altamente especializados. El método de fluoración electroquímica genera pequeñas cantidades de flúor elemental in situ a partir de fluoruro de hidrógeno . El método evita los peligros de manipular gas flúor. Muchos compuestos orgánicos comercialmente importantes se fluoran utilizando esta tecnología. Además del F 2 y su equivalente generado electroquímicamente , el fluoruro de cobalto (III) se utiliza como fuente de radicales flúor.
La cloración por radicales libres se utiliza para la producción industrial de algunos disolventes : [2]
Los compuestos organobromados naturales generalmente se producen mediante la vía de los radicales libres catalizada por la enzima bromoperoxidasa . La reacción requiere bromuro en combinación con oxígeno como oxidante . Se estima que los océanos liberan entre 1 y 2 millones de toneladas de bromoformo y 56.000 toneladas de bromometano al año. [3] [ se necesita aclaración ]
La reacción del yodoformo , que implica la degradación de metilcetonas , se produce mediante yodación por radicales libres.
A los compuestos insaturados , especialmente alquenos y alquinos , se les añaden halógenos:
En la oxicloración , la combinación de cloruro de hidrógeno y oxígeno sirve como equivalente del cloro , como lo ilustra esta ruta al 1,2-dicloroetano :
La adición de halógenos a los alquenos se realiza a través de iones halonio intermedios . En casos especiales se han aislado tales intermediarios. [4]
La bromación es más selectiva que la cloración porque la reacción es menos exotérmica . Un ejemplo ilustrativo de la bromación de un alqueno es la ruta hacia el anestésico halotano a partir del tricloroetileno : [5]
La yodación y la bromación se pueden efectuar añadiendo yodo y bromo a los alquenos. La reacción, que transcurre convenientemente con la liberación del color de I 2 y Br 2 , es la base del método analítico . El índice de yodo y el índice de bromo son medidas del grado de insaturación de las grasas y otros compuestos orgánicos.
Los compuestos aromáticos están sujetos a halogenación electrófila :
Este tipo de reacción normalmente funciona bien con el cloro y el bromo . A menudo se utiliza un catalizador ácido de Lewis , como el cloruro férrico . [6] Hay muchos procedimientos detallados disponibles. [7] [8] Debido a que el flúor es tan reactivo , se utilizan otros métodos, como la reacción de Balz-Schiemann , para preparar compuestos aromáticos fluorados.
En la reacción de Hunsdiecker , los ácidos carboxílicos se convierten en haluro orgánico , cuya cadena de carbono se acorta en un átomo de carbono con respecto a la cadena de carbono del ácido carboxílico en cuestión. El ácido carboxílico se convierte primero en su sal de plata , que luego se oxida con halógeno :
Muchos compuestos organometálicos reaccionan con los halógenos para dar el haluro orgánico:
Todos los elementos, excepto el argón , el neón y el helio , forman fluoruros por reacción directa con el flúor . El cloro es un poco más selectivo, pero aún reacciona con la mayoría de los metales y no metales más pesados . Siguiendo la tendencia habitual, el bromo es menos reactivo y el yodo el menos reactivo. De las muchas reacciones posibles, una ilustración es la formación de cloruro de oro (III) mediante la cloración del oro . La cloración de metales no suele ser muy importante a nivel industrial, ya que los cloruros se obtienen más fácilmente a partir de óxidos y cloruro de hidrógeno . Donde se practica la cloración de compuestos inorgánicos a escala relativamente grande es para la producción de tricloruro de fósforo y dicloruro de disulfuro . [9]
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