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Estabilidad y ReactividadCondiciones que deben evitarse:
Temperaturas elevadas.Materias que deben evitarse: Aire. Metales
alcalinos. Agentes oxidantes. Metales ligeros( en polvo).
Amidas.Productos de descomposicin peligrosos: Cloruro de hidrgeno.
Fosgeno.Informacin complementaria: Sensible a la luz. Los gases /
vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire.
CLORACION DE OLEFINASSe cree que la adicin de halgenos a
alquenos, como la de cidos prticos, es una adicin electroflica en
dos pasos, y el primero involucra la formacin de un catin, que en
la mayora de los casos no es un carbocatin, sino algo nuevo para
nosotros: un in halogenonio. Veamos lo que es un in halogenonio y
la evidencia para su formacin.
Adicin electroflica de cloro positivo.
Un ion cloruro un nuclefilo ataca iones cloruro.
En los aos posteriores al descubrimiento del efecto perxido se
han encontrado docenas de reactivos (en su mayora, por Kharasch),
aparte del HBr, que se adicionan a alquenos en presencia de
perxidos o luz. Para estas reacciones, tambin se aceptan mecanismos
de radicales libres anlogos.As, por ejemplo, para la adicin del
tetracloruro de carbono a un alqueno
Otro ejemplo de adicin de radicales libres lo encontraremos en
al prxima seccin la polimerizacin-, reaccin que ha sido parte
importante de la creacin de esta era de plsticos.
FLUORACION DE HIDROCARBUROSFluorocarburosLos fluorocarburos son
compuestos qumicos que contienen enlaces carbono-flor.
La relativamente baja reactividad y alta polaridad del enlace
carbono-flor los dota de caractersticas nicas. Los fluorocarburos
tienden a romperse muy lentamente en el medio ambiente y por tanto
muchos se consideran contaminantes orgnicos persistentes. Muchos
fluorocarburos comercialmente tiles tambin contienen hidrgeno,
cloro y bromo.
Los fluorocarburos se derivan de los hidrocarburos mediante
sustitucin por flor de todos o algunos de sus tomos de
hidrgeno.
Los hidrocarburos en los que se ha reemplazado alguno de los
tomos de hidrgeno por cloro o bromo, adems de los que fueron por
flor (es decir, clorofluorhidrocarburos, bromofluorhidrocarburos)
suelen incluirse en la clasificacin de fluorocarburos; por ejemplo,
el bromoclorodifluorometano (CClBrF2).
Enlace carbono-florEl enlace carbono-flor es un enlace entre un
tomo de carbono y un tomo de flor, que es un componente de todos
los compuestos organofluorados. Es el enlace ms fuerte en qumica
orgnica, y es relativamente corto debido a su carcter inico
parcial. Este enlace tambin se hace ms fuerte y ms corto cuando se
agregan ms tomos de flor al mismo tomo de carbono, en un compuesto
qumico. As, los fluoroalcanos como el tetrafluorometano
(tetrafluoruro de carbono) estn entre algunos de los compuestos
orgnicos ms estables.
Propiedades qumicasLa longitud del enlace carbono-flor es
tpicamente de unos 1,4 (1,39 en el fluorometano). Esto es ms corto
que cualquier otro enlace carbono-halgeno y parecido al enlace
carbono-hidrgeno. Debido a que el flor es un tomo muy
electronegativo (mucho ms que el carbono), el enlace carbono-flor
tiene un momento dipolar significativo. La energa de disociacin de
enlace es de 552 kJ/mol para el carbono-flor, comparados con 397,
228 y 209 kJ/mol de los enlaces del carbono con el cloro, el bromo
y el yodo, respectivamente. La fuerza del enlace carbono-flor es
tambin significativamente mayor que la del enlace carbono-hidrgeno,
que es de slo 338 kJ/mol.
Mtodos para preparar fluorocarburos
Dado que los fluorocarburos son muy raros en la naturaleza, es
necesario prepararlos mediante sntesis qumica. Algunos mtodos
son:Floracin directa de hidrocarbonos con F2, a menudo altamente
diluido con N2.R3CH + F2 R3CF + HFEstas reacciones son importantes
preparativamente pero requieren precaucin porque los hidrocarbonos
pueden arder incontroladamente en F2, de forma anloga a la
combustin en O2. Por ejemplo, el butano arde en una atmsfera de
flor:C4H9 + 12.5 F2 4 CF4 + 9 HFReacciones de mettesis empleando
fluoruros de metales alcalinos.R3CCl + MF R3CF + MCl (M = Na, K,
Cs)A partir de reactivos fluorados preformados. Muchos bloques
bsicos fluorados estn disponibles: CF3X (X = Br, I), C6F5Br y
C3F7I. Estas especies forman reactivos de Grignard que entonces
pueden ser tratados con una variedad de electrfilos.Descomposicin
de tetrafluoroboratos de arildiazonio (reaccin de Sandmeyer)ArN2BF4
ArF + N2 + BF3Intercambio de flor y xido en compuestos
carbonilos:RCO2H + SF4 RCF3 + SO2 +
HFUsosAnestsicosRefrigerantesPropelentesDisolventesLubricantesReactivos
qumicosProductos repelentes de agua y manchas
Efectos sobre el medio ambiente y la saludAlgunos procesos
abiticos tambin puede generar compuestos organofluorados
considerados como "molculas problema". Ciertos fluorocarbonos con
base de CFC y tetrafluorometano se han reportado en rocas gneas y
metamrfic. Sin embargo, muchos organofluorados se enfrentan a
problemas ambientales y de salud. Debido a la fuerza del enlace
flor-carbono, muchos fluorocarbonos sintticos y compuestos con base
de fluorocarbono son persistentes en el medio ambiente. Otros, como
los CFC, participan en la destruccin del ozono. Los fluoroalcanos,
comnmente conocidos como perfluorocarbonos, son potentes gases de
efecto invernadero. Los fluorosurfactantes PFOS y PFOA, y otros
productos qumicos relacionados, son contaminantes persistentes
globales. El PFOS es un contaminante orgnico persistente y puede
daar la salud de la fauna. Los efectos potenciales para la salud de
PFOA sobre los seres humanos estn siendo investigados por el Grupo
de Ciencia C8TetrafluoroetilenoEl TFE es un derivado del etileno en
el cual cada uno de los cuatro tomos de hidrgeno se ha reemplazado
con flor. El tetrafluoroetileno es un gas ligeramente txico,
incoloro e inodoro. Resulta altamente inflamable cuando es expuesto
al calor o al fuego, y explosivo bajo ciertas condiciones. Como
todos los fluorocarbonos es susceptible de ataque nucleofilico.
Uso industrialLa polimerizacin del tetrafluoroetileno se emplea
para obtener polmeros como el politetrafluoretileno (PTFE), tefln,
y el flun. El PTFE es uno de las tres resinas fluorocarbonadas
compuestas exclusivamente de flor y carbono. Las otras resinas de
este grupo son resinas perfluoroalcoxilos (PFA) y
politetrafluoroetilenos (FEP). El TFE se utiliza tambin en la
preparacin de copolmeros como el ETFE.
ObtencinEl TFE se obtiene a partir del cloroformo. El cloroformo
es fluorado a travs de la reaccin con fluoruro de hidrgeno con el
fin de producir clorodifluorometano. El TFE surge de la pirlisis
del clorodifluorurometano.CHCl3 + 2 HF CHClF2 + 2 HCl2 CHClF2 C2F4
+ 2 HCl
NITROPARAFINASSon ismeros de los esteres alqulicos del acido
nitroso, los nitritos de alquilo, en los que el tomo de oxgeno esta
unido al tomo de carbono.
Mientras que los nitroalcanos por ejemplo en la reduccin se
transformaran en aminas primarias, los nitritos de alquilo originan
el correspondiente alcohol y amoniaco (o hidroxilamina):
Puesto que el nitrgeno puede ser como mximo tetravalente, los
grupos nitro se representan por medio de las formulas lmite
siguientes:
Obtencin:
De los productos resultantes se deduce que en la nitracin en
fase gas tiene lugar simultneamente un craqueo del alcano. Los
productos de ruptura se nitran por medio de una reaccin en cadena
por radicales:
Obtencin de nitroalcanos primarios y secundarios
Obtencin de nitroalcanos terciarios
Obtencin de nitrometano
Obtencin de tetranitrometano
PROPIEDADESLos nitroalcanos son lquidos incoloros de olor
agradable y poco solubles en agua. A diferencia de los nitroalcanos
terciarios, los primarios y secundarios se disuelven lentamente en
lcali acuoso con formacin de sal. En sosa alcohlica precipitan las
sales de sodio en forma slida, con lo que los nitrocompuestos
primarios y secundarios poseen propiedades cidas.
Acidulando la disolucin alcalina de los nitrocompuestos
alifticos sencillos, por ejemplo del nitrometano, se recupera el
nitroalcano.