Haloalcano
Os haloalcanos, também conhecidos como haletos de alquila (português brasileiro) ou halogenetos de alquilo (português europeu) apresentam uma ligação entre um carbono alifático e um átomo de halogênio e para efeitos de classificação de função química, são derivados de alcanos
A regra IUPAC para dar o nome aos haloalcanos considera a cadeia principal como um alcano e o átomo de halogênio como um radical, indicando a posição na cadeia com um número. Assim o ClCH2CH2CH3 é 1-cloropropano O nome usual considera a molécula como um haleto de alquila e para o nome considera o radical ligado ao halogênio. A molécula anterior seria o cloreto de propila.
A presença do halogênio na cadeia carbônica altera as propriedades físicas e químicas, quando comparados aos alcanos. A ligação C-X (X = halogênio) é polar, pela maior eletronegatividade do halogênio frente ao carbono, o que resulta em um momento dipolo magnético dos haloalcanos. O ponto de fusão e ebulição dos compostos monohalogenados é maior do que os hidrocarbonetos com o mesmo número de carbonos, porém o efeito maior é resultado do aumento da massa molecular. A ordem de ponto de ebulição é Portanto, a ordem é: R-I> R-Br> R-Cl> R-F. Porém muitos fluoroalcanos, no entanto, contrariam essa tendência e têm pontos de fusão e ebulição mais baixos do que seus análogos não fluorados e uma explicação é a forte repulsão intermolecular devido à alta densidade eletrônica dos pares de elétrons livres. Os pontos de ebulição dos haloalcanos isoméricos diminuem com o aumento da ramificação. Este efeito é atribuído à diminuição da área superficial molecular, o que diminui as interações de forças de Van der Waals.
Os haloalcanos são muito utilizados em reações de substituição nucleofílica, em que um grupo alquil é transferido de uma molécula para outra, resultando na construção de novas ligações carbono-carbono, nitrogênio-carbono e oxigênio-carbono. Alguns exemplos são a síntese de éteres (síntese de Williamson) a partir de álcoois e haletos de alquilas, a alquilação de aminas e a síntese malônica.
As principais rotas de síntese de haletos de alquila são a substituição radicalar sobre alcanos e a adição de H-X ou X2 em alcenos e a substituição nucleofílica em álcoois.
A partir de alcanos
Os alcanos reagem com halogênios por halogenação por radicais livres. Nesta reação, um átomo de hidrogênio é removido do alcano e, em seguida, substituído por um átomo de halogênio pela reação com uma molécula de halogênio diatômica. O intermediário reativo nesta reação é um radical livre e a reação é chamada de reação em cadeia radical. A halogenação de radicais livres normalmente produz uma mistura de compostos mono- ou multi-halogenados em várias posições. É possível prever os resultados de uma reação de halogenação com base nas energias de dissociação de ligação e nas estabilidades relativas dos intermediários radicais, principalmente na bromação radicalar. Na reação com cloro, a probabilidade de reação em cada átomo de carbono, do ponto de vista estatístico também é um fator operante. A reação com flúor é muito exotérmica e pode resultar em explosão. Além disso, é gerado HF na reação, que é extremamente corrosivo.
A partir de alcenos
Na hidrohalogenação, um alceno reage com um halogeneto de hidrogênio seco (HX) como cloreto de hidrogênio (HCl) ou brometo de hidrogênio (HBr) para formar um mono-haloalcano. A regra de Markovnikov estabeleceu que o halogênio se liga ao carbono mais substituído. Se a reação for realizada em água, normalmente resulta em uma halohidrina, que contém o halogênio e um -OH em carbonos vicinais e por isso a reação é realizada em um solvente inerte, como CCl4 ou em fase gasosa. A reação dos alcinos é semelhante, sendo o produto um di-halogeneto geminal; mais uma vez, a regra de Markovnikov é seguida. Os alcenos também reagem com halogênios (X2) para formar haloalcanos com dois átomos de halogênio vizinhos em uma reação de adição de halogênio. Os alcinos reagem de maneira semelhante, formando os compostos tetra-halo. Às vezes, isso é conhecido como "descoloração" do halogênio, uma vez que o Br2 é colorido e o produto geralmente é incolor e inodoro.
A partir de álcoois
Os álcoois (R-=OH) sofrem reação de substituição nucleofílica por ácido halogênio para dar haloalcanos. O alcanol terciário reage diretamente com o ácido clorídrico para produzir coloroalcano terciário (cloreto de alquila), mas se for usado álcool primário ou secundário, é necessário um ativador como o cloreto de zinco. Essa reação é explorada no teste de Lucas. A conversão mais popular é realizada pela reação do álcool com cloreto de tionila (SOCl2) na "halogenação de Darzens", que é um dos métodos laboratoriais mais convenientes, porque os subprodutos são gasosos. Tanto o pentacloreto de fósforo (PCl5) e tricloreto de fósforo (PCl3) também converte o grupo hidroxila em cloreto.
Os haloalcanos são compostos químicos derivados dos alcanos pela substituição de um ou mais átomos de hidrogênio por igual número de átomos de halogênio. A reação de substituição pode ocorrer com flúor, cloro, bromo ou iodo e resulta em fluoralcanos, cloroalcanos, bromoalcanos e iodoalcanos (oneto de aquila) respectivamente. A halogenação cruzada também é possível sendo que o melhor exemplo corresponde aos clorofluorcarbonos (CFC) onde se destaca principalmente o freon, denominação geral aplicada a esses grupos de compostos e que é marca registrada das indústrias DuPont.
Segue a tabela de nomes e códigos de CFC e HFC
