Haletos Orgânicos: Propriedades e reações

Haletos Orgânicos: Propriedades e reações

Haletos orgânicos são compostos resultantes da substituição de um ou mais átomo de hidrogênio de um hidrocarboneto por um ou mais halogênios (cloro, bromo, iodo e flúor). Esses compostos são importantes não apenas como intermediários em síntese orgânica, mas também em diversas aplicações industriais e caseiras. Até a década de 1970, poucos compostos halogenados haviam sido obtidos a partir de organismos vivos. Com o crescente estudo da química de organismos marinhos, as estruturas de mais de 2.600 compostos halogenados obtidos dessa fonte já foram determinadas.

A ligação carbono-halogênio é formada pela superposição de um orbital híbrido sp³, sp² ou sp do carbono a um orbital p do halogênio. O comprimento da ligação C-X aumenta com o raio atômico do halogênio, ao passo que sua energia de dissociação diminui. Como os halogênios são mais eletronegativos do que o carbono (eletronegatividade: C =2,5; F = 4,0; Cl = 3,5; Br = 2,8; e I = 2,5), a ligação C-X é polarizada, de forma que o átomo de carbono suporta uma carga parcial positiva, e o halogênio, uma carga parcial negativa. Disso resulta a interação dipolo-dipolo entre as moléculas dos haletos orgânico, na qual a região positiva de uma molécula é atraída pela região negativa de outra.

Os haletos de alquila (RX) e de arila (ArX) são compostos muito importantes do ponto de vista sintético,uma vez que eles podem ser transformados em uma grande variedade de outros compostos orgânicos. A reatividade dos haletos de alquila deve-se ao fato de a ligação C-X ser bastante polarizada, com o carbono apresentando uma carga parcial positiva. Esses compostos podem participar de vários tipos principais de reações. Entretanto, para ilustrar a reatividade dos haletos orgânicos escolhemos três tipos de reações. A reação de um haleto de alquila com uma base (B:-) resulta no produto de eliminação que corresponde a um alqueno. O ataque de um nucleófilo (Nu:-) ao carbono ligado ao halogênio leva à formação de um produto de substituição, ou seja, o átomo de halogênio é eliminado e em seu lugar se liga o nucleófilo. Finalmente o haleto de alquila ou de arila pode reagir com um metal por meio de um processo de oxidorredução, levando à formação de compostos organometálicos, que por sua vez são importantes intermediários em síntese orgânica.

A presença de um halogênio ligado ao carbono confere-lhe uma carga parcial positiva, tornando-o suscetível ao ataque por nucleófilos, com o consequente deslocamento do halogênio. A reação é denominada substituição nucleofílica. Na reação de substituição nucleofílica bimolecular a etapa determinante da velocidade envolve a participação das duas espécies reagentes, na formação de uma etapa de transição onde ocorre a formação de uma nova ligação Nu-C ao mesmo tempo em que a ligação C-X é rompida. A substituição nucleofílica unimolecular envolve duas etapas. A primeira envolve a cisão heterolítica da ligação C-X resultando na formação de um carbocátion. Essa etapa é endotérmica e mais lenta do que a segunda, que corresponde à ligação do nucleófilo (Nu:-) ao carbocátion. Caso o nucleófilo seja neutro, como a água, álcoois ou aminas, haverá mais uma etapa, que envolverá a perda do próton.

Além da reação

...