Haloalcano

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
O tetrafluoroetano, un haloalcano, preséntase como un líquido transparente que ferve por debaixo da temperatura ambiente, como se observa na foto.

Un haloalcano, tamén coñecido como haloxenuro de alquilo, haloxenoalcano ou haluro de alquilo, é un composto químico derivado dun alcano por substitución dun ou máis átomos de hidróxeno por átomos de halóxeno. A substitución por flúor, cloro, bromo e iodo conduce á formación de fluoroalcanos, cloroalcanos, bromoalcanos e iodoalcanos, respectivamente. Os compostos mixtos tamén son posibles. Os exemplos máis coñecidos son os clorofluorocarbonos (CFC) que son os principais responsables da depleción da capa de ozono. Os haloalcanos utilízanse na fabricación de dispositivos semicondutores, como refrixerantes, axentes escumantes, disolventes, propelentes en sprays, axentes extintores e reactivos químicos.

Freon[1] é o nome comercial dun grupo clásico de clorofluorocarbonos usados principalmente como refrixerantes. A palabra Freon é unha marca rexistrada pertencente a DuPont.

Os haloalcanos coñécense desde hai séculos. O cloroetano xa se producía sinteticamente no século XV. A síntese sistemática destes compostos desenvolvida no século XIX foi en paralelo co desenvolvemento da química orgánica e a comprensión da estrutura dos alcanos. Desenvolvéronse métodos para a formación selectiva de enlaces carbono-halóxeno. Métodos especialmente versátiles son a adición de halóxenos a alquenos, a hidrohaloxenación de alquenos, e a conversión de alcohois en haluros de alquilo. Estes métodos son tan fiables e fáciles de aplicar que os haloalcanos eran fáciles e baratos de obter e útiles na industria química porque os haluros podían despois ser substituídos por outros grupos funcionais. Non obstante, viuse que moitos eran prexudiciais para o medio ambiente e foron sendo prohibidos. Os haloalcanos que conteñen cloro, bromo e iodo afectan á capa de ozono, contribuíndo á súa deterioración. Os haloalcanos fluorados volátiles non afectan ao ozono, pero en teoría poden ter actividade como gases de efecto invernadoiro.

Aínda que a maioría dos haloalcanos son creados polo o home, tamén hai haloalcanos naturais, principalmente orixinados pola síntese encimática de certas bacterias, fungos e especialmente macroalgas. Identificáronse máis de 1 600 compostos haloxenados orgánicos, e os haloalcanos máis comúns son os bromoalcanos. Os compostos orgánicos bromados en bioloxía van desde os bromuros de metilo producidos bioloxicamente aos compostos aromáticos e insaturados non alcanos (indois, terpenos, acetoxeninas e fenois).[2][3] Os alcanos haloxenados en plantas terrestres son máis raros, pero tamén os hai, como por exemplo o fluoroacetato producido como toxina por polo menos 40 especies de plantas. Coñécense tamén encimas deshaloxenases específicos de bacterias que retiran os halóxenos dos haloalcanos.

Existen catro tipos de haloalcanos. Nos haloalcanos primarios, o carbono que leva o átomo de halóxeno está unido a un só grupo alquilo. Nos haloalcanos secundarios o carbono co átomo de halóxeno está unido a dous grupos alquilo. Nun haloalcano terciario o carbono unido ao halóxeno tamén o está a tres grupos alquilo. Tamén temos outro pequeno grupo de haloalcanos no que o átomo de halóxeno está unido a un grupo metilo (halometanos).

Compostos con cloro e flúor (CFC, HCFC, HFC)[editar | editar a fonte]

Moléculas de CFC.

Son os haloalcanos principais. Os clorofluorocarbonos (CFC) son haloalcanos que conteñen tanto cloro coma flúor. Foron amplamente usados anteriormente na industria, por exemplo como refrixerantes, propelentes e disolventes limpadores. O seu uso foi en xeral prohibido polo Protocolo de Montreal, debido aos seus efectos sobre a capa de ozono. Tamén contribúen ao quecemento global.[4]

Os hidroclorofluorocarbonos (HCFC) son unha clase de haloalcanos nos que non todos os hidróxenos foron substituídos por cloro ou flúor. Son usados fundamentalmente como substitutos dos clorofluorocarbonos (CFC), xa que os seus efectos sobre a diminución do ozono son só de aproximadamente o 10% dos que teñen os CFC.[5]

Cando o substituínte dalgúns hidróxenos é soamente o flúor entón denomínanse hidrofluorocarbonos (HFCs). Aínda que algúns teñen un alto potencial para favorecer o quecemento global, non teñen efectos coñecidos sobre a capa de ozono, xa que non conteñen cloro ou bromo.[6]

Polímeros haloxenados[editar | editar a fonte]

Poden utilizarse alquenos fluorados ou clorados para a polimerización, dando lugar a polímeros haloxenados con notables propiedades de resistencia química. Exemplos importantes son o policloroeteno (Policloruro de vinilo, PVC), politetrafluoretileno (PTFE, Teflon), pero existen moitos máis polímeros haloxenados; os seus monómeros son haloalquenos (máis comunmente chamados haluros de vinilo).

Historia[editar | editar a fonte]

Desenvolvemento inicial[editar | editar a fonte]

O tetracloruro de carbono utilizouse en extintores e granadas extintoras de vidro desde finais do século XIX ata aproximadamente o fin da Segunda guerra mundial. A experimentación con cloroalcanos para a extinción do lume en aviación militar empezou polo menos xa na década de 1920.

O enxeñeiro americano Thomas Midgley desenvolveu os clorofluorocarbonos (CFC) en 1928 como unha alternativa ao amoníaco (NH3), clorometano (CH3Cl) e dióxido de xofre (SO2), que son tóxicos, mais eran de uso común naquel momento como refrixerantes. O novo composto desenvolvido tiña que ter un punto de ebulición baixo, non ser tóxico e en xeral inerte. Nunha demostración para a American Chemical Society, Midgley demostrou todas estas propiedades inspirando o gas e expirándoo para soprar unha candea.

Midgley desenvolveu especificamente o CCl2F2. Porén, unha das características interesantes é que existe unha familia enteira destes compostos, cada un co seu punto de ebulición único, e podendo adecuarse a diferentes aplicacións. Ademais da súa aplicación orixinal como refrixerantes, os clorofluoroalcanos foron utilizados como propelentes en sprays, disolventes limpadores para placas electrónicas e axentes escumantes para producir plásticos expandidos, (tales como o poliestireno expandido utilizado, entre outras aplicacións, en materiais de envasado).

Desenvolvemento de alternativas[editar | editar a fonte]

Durante a Segunda guerra mundial, varios dos primeiros cloroalcanos eran de uso estándar nos avións militares de varios países contendentes, pero estes primeiros halóns, (nome co que se coñecen os axentes extintores haloxenados), tiñan unha toxicidade excesiva. Porén, despois da guerra tamén se fixeron pouco a pouco máis habituais na aviación civil.

Na década de 1960, os fluoroalcanos e bromofluoroalcanos pasaron a estar dispoñibles e foron rapidamente considerados uns dos materiais máis efectivos descubertos para loitar contra o lume. As primeiras investigacións con halón 1301 foron levadas a cabo por encargo do exército estadounidense, mentres que o halón 1211 foi desenvolvido inicialmente no Reino Unido principalmente. A finais da década de 1960 eran estándar en moitas aplicacións nas que a auga e os extintores de po seco supoñían unha risco que podía danar o ben que se pretendía protexer do lume, como salas de computadoras, centros de telecomunicacións, laboratorios, museos e coleccións de arte. Ao principio en barcos de guerra, na década de 1970, os bromofluoroalcanos, tamén chegaron progresivamente a ser considerados bos para un rápido control de lumes graves en espazos pechados cun risco mínimo para o persoal.

Os traballos para procurar alternativas para os clorofluorocarbonos como refrixerantes empezaron a finais da década de 1970, despois de que se publicaron os primeiros avisos de que causaban danos ao ozono estratosférico na revista Nature en 1974 feitos por Molina e Rowland, (que compartiron o Premio Nobel de Química en 1995). Engadindo hidróxeno e creando hidrofluorocarbonos (HCFC), os químicos fixeron que estes compostos fosen menos estables na atmosfera inferior, o que facilitaba que se descompuxesen antes de alcanzar a capa de ozono. Alternativas posteriores prescinden do cloro, creando hidrofluorocarbonos (HFC) con tempos de vida aínda máis curtos na atmosfera inferior.

Nos inicios da década de 1980, os bromofluoroalcanos eran de uso común en aeronaves, barcos e vehículos grandes, ademais de en instalacións informáticas e museos. Porén, empezábase a sentir preocupación polo impacto dos cloroalcanos e bromoalcanos sobre a capa de ozono. A Convención de Viena sobre a Protección da Capa de Ozono de 1985 non cubría os bromofluoroalcanos, xa que se pensaba naquel momento que a descarga de emerxencia dos sistemas de extinción era demasiado pequena en volume para producir un impacto significativo como para ter que restrinxir o seu uso, e porque ademais eran importantes para a seguridade das persoas. Porén, no momento da sinatura do Protocolo de Montreal, xa se decataran de que as descargas accidentais ou deliberadas durante as comprobacións dos sistemas e o mantemento supoñían volumes substancialmente maiores que as descargas de emerxencia en sinistros, e por conseguinte os halóns foron incluídos no tratado, aínda que con excepcións.

Retirada paulatina[editar | editar a fonte]

Os únicos usos pemitidos para os clorofluroalcanos son medicinais.

O uso de certos cloroalcanos como disolventes para aplicacións a grande escala, tales como limpeza en seco, está sendo abandonado paulatinamente debido, por exemplo, á directiva de Compostos Orgánicos Volátiles (COV)[7] da UE.

Finalmente, os bromofluoroalcanos (halóns), foron retirados de forma xeral en moitos países europeos antes do 2004, baseándose no Protocolo de Montreal e as directrices da UE.[8][9] Foron permitidos desde entón unicamente en aplicacións críticas como aviación ou militares. A produción de novos stocks cesou na maioría dos países, probablemente en todos, a partir de 1994. Porén, muchos países aínda requiren que as súas aeronaves se equipen con sistemas para extinción de incendios baseados en halóns, porque non se descubriu aínda unha alternativa completamente satisfactoria e segura para esta aplicación. Existen ademais outros poucos usos moi especializados. Isto levou á creación de programas de reciclaxe de halóns por medio de "bancos de halóns",[10] que tratan de asegurar unha xestión responsable dos halóns e o aforro nos stocks que quedan.

Nomenclatura[editar | editar a fonte]

Nomenclatura da IUPAC[editar | editar a fonte]

A denominación oficial dos haloalcanos debería seguir a nomenclatura da IUPAC, na cal o máis común é nomear o halóxeno como un prefixo do alcano, (nomenclatura substitutiva). Por exemplo, o etano con bromo sería bromoetano, o metano con catro grupos cloro sería tetraclorometano. Tamén se acepta nomear o composto como un "haluro de alquilo", (nomenclatura función-radical). Porén, moitos destes compostos xa teñen un nome trivial establecido, que é aceptado pola nomenclatura da IUPAC. Por exemplo, o cloroformo (triclorometano).

Bromoetano en nomenclatura substitutiva. Bromuro de etilo en nomenclatura "función-radical".
Cloroformo, nome común do triclorometano. En nomenclatura "función-radical": tricloruro de metilo.

Nomenclatura alternativa de refrixerantes[editar | editar a fonte]

O sistema de denominación de refrixerantes úsase principalmente con alcanos de cadea curta clorados ou fluorados utilizados en refrixeración. A denominación internacional está baseada na de Estados Unidos. Nos Estados Unidos o estándar está especificado na normativa ANSI/ASHRAE Standard 34,[11] con suplementos anuais adicionais. Este sistema, desenvolvido hai décadas, converteuse nun sistema de nomenclatura internacional.[12]

Os prefixos ANSI/ASHRAE específicos eran antes FC (fluororocarbono) ou R (refrixerante), pero hoxe en día a maioría teñen prefixos baseados nunha clasificación máis concreta:

  • CFC, para clorofluorocarbonos (Cl, F, C)
  • HCFC, para hidroclorofluorocarbonos (H, Cl, F, C)
  • HBFC, para hidrobromofluorocarbonos (H, Br, F, C)
  • HFC, para hidrofluorocarbonos (H, F, C)
  • HC, para hidrocarburos (H, C)
  • PFC, para perfluorocarbonos (completamente fluorados) (F, C)

etc.

O sistema de nomenclatura consiste en "prefixo-01234a", onde:

0 = Número de dobres enlaces. (Omítese se é cero).
1 = Número de átomos de carbono - 1. (Omítese se é cero)
2 = Átomos de hidróxeno + 1
3 = Átomos de flúor
4 = Átomos de cloro substituídos por átomos de bromo (engádese o prefixo B), ou átomos de iodo (engádese o prefixo I). (Omítese se é cero).
a = Letra ou letras engadidas para identificar os isómeros. No caso dun haloalcano de dous carbonos, o isómero "normal", sen letra, para unha numeración é aquel que ten a menor diferenza de masas entre os carbonos. A continuación, as letras a, b etc. adxudícanse sucesivamente a cada isómero conforme a diferenza de masas se afasta da do "normal".

Descodificación do nome[editar | editar a fonte]

Pódese facer deducíndoo das regras anteriormente expostas, ou ben sumándolle 90 ao número que segue ao prefixo, obténdose unha cifra que se corresponde coa composición C:H:F. En compostos saturados o número de substituíntes é igual a (2C + 2). No caso que a suma de átomos de H e F sexa inferior ao número de substituíntes, entón o resto de átomos para chegar á saturación corresponderán a átomos de Cl, Br e/ou I. Por exemplo:

ASHRAE      +90    Composición empírica   Fórmula
                   C  H  F  (+Cl) (+Br)
CFC-11      101    1  0  1    3     -     CCl3F

HCFC-21     111    1  1  1    2     -     CHCl2F

HBFC-22B1   112    1  1  2    -     1     CHBrF2

HFC-32      122    1  2  2    -     -     CH2F2

Nomenclatura alternativa de halóns[editar | editar a fonte]

Igual que o anterior tamén se converteu nun sistema de nomenclatura utilizado internacionalmente.[12] Foi ideado polo corpo de enxeñeiros do exército estadounidense. Os halóns son hidrocarburos haloxenados destinados ao uso como axentes extintores.

Nesta nomenclatura ao termo "Halón" séguelle un número de 3, 4 ou 5 cifras onde o primeiro díxito corresponde ao número de átomos de carbono, o segundo ao número de átomos de flúor, o terceiro ao número de átomos de cloro, o cuarto ao número de átomos de bromo e o quinto corresponde ao número de átomos de iodo. Os ceros finais non se expresan. Por exemplo o Halón 1301 corresponde ao composto de fórmula CBrF3, (bromotrifluorometano).

Exemplos principais[editar | editar a fonte]

Exemplos principais de haloalcanos
Esta táboa dá unha visión da maioría de haloalcanos de uso xeral ou coñecidos comunmente.
A lista inclúe desde produtos de gran volume de produción ata produtos destinados a uso en laboratorios.
Nome sistemático Nome común ou trivial Código* Fórmula química
Halometanos
Clorometano Cloruro de metilo, R-40 HCC-40 CH3Cl
Diclorometano Cloruro de metileno HCC-30 CH2Cl2
Triclorometano Cloroformo HCC-20 CHCl3
Tetraclorocarbono Tetracloruro de carbono, Freon 10, Halón 104, R-10 PCC-10 CCl4
Tetrafluorometano Tetrafluoruro de carbono, Freon 14, R-14 PFC-14 CF4
Triclorofluorometano Freon 11, R-11 CFC-11 CCl3F
Diclorodiflurometano Freon 12, R-12 CFC-12 CCl2F2
Clorotrifluorometano Freon 13, R-13 CFC-13 CClF3
Clorodifluorometano Freon 22, R-22 HCFC-22 CHClF2
Trifluorometano Fluoroformo, FE 13, Freon 23, R-23 HFC-23 CHF3
Difluorometano R-32 HFC-32 CH2F2
Fluorometano Fluoruro de metilo, Freon 41 HFC-41 CH3F
Bromometano Bromuro de metilo, Halón 1001 HBC-40B1 CH3Br
Dibromometano Bromuro de metileno HBC-30B2 CH2Br2
Tribromometano Bromoformo HBC-20B3 CHBr3
Bromoclorometano Halón 1011, BCM HBCC-30B1 CH2BrCl
Bromoclorodifluorometano Halón 1211, BCF, Halón 1211 BCF, Freon 12B1 BCFC-12B1 CBrClF2
Bromotrifluorometano Halón 1301, BTM, Halón 1301 BTM, Freon 13B1 BFC-13B1 CBrF3
Trifluoroyodometano Yoduro de trifluorometilo, Freon 13I1 FIC-13I1 CF3I
Haloetanos
1,1,1-Tricloroetano Metil cloroformo HCC-140a Cl3C-CH3
Percloroetano Hexacloroetano PCC-110 C2Cl6
1,1,2-Triclorotrifluoroetano Triclorotrifluoretano, R-113, Freon 113 CFC-113 Cl2FC-CClF2
1,1,1-Triclorotrifluoroetano R-113a, Freon 113a CFC-113a Cl3C-CF3
1,2-Diclorotetrafluoroetano Diclorotetrafluoroetano, R-114, Freon 114 CFC-114 ClF2C-CClF2
Cloropentafluoroetano R-115, Freon 115 CFC-115 ClF2C-CF3
2-Cloro-1,1,1,2-tetrafluoroetano R-124, Freon 124 HCFC-124 CHClF2CF3
Pentafluoroetano FE-25, R-125, Freon 125 HFC-125 CHF2CF3
1,1,2,2-Tetrafluoroetano R-124, Freon 124 HFC-134 F2HC-CHF2
1,1,1,2-Tetrafluoroetano R-134a, Suva 134a HFC-134a F3C-CH2F
1,1-Dicloro-1-fluoroetano R-141b HCFC-141b Cl2FC-CH3
1-Cloro-1,1-difluoroetano R-142b HCFC-142b ClF2C-CH3
1,2-Dicloroetano Dicloruro de etileno, DCE HCC-150 ClH2C-CH2Cl
1,1-Dicloroetano Dicloruro de etilideno, 1,1-DCE HCC-150a Cl2HC-CH3
1,1-Difluoroetano R-152a HFC-152a F2HC-CH3
Haloalcanos de cadea máis longa e polímeros
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano Heptafluoropropano, FM-200, FE-227 HFC-227ea F3C-CHF-CF3
Perfluorobutano CEA-410, PFC 410 PFC-3-1-10 F3C-CF2-CF2-CF3
Policloroeteno, policloroetileno, Policloruro de vinilo PVC -[CHCl-CH2]x-
Politetrafluoroeteno, politetrafluoroetileno PTFE, Teflon -[CF2-CF2]x-

* Nalgúns compostos a modo de exemplo, xa que non se usa esta nomenclatura con eles.

Síntese[editar | editar a fonte]

Os haluros de alquilo poden sintetizarse a partir de alcanos, alquenos ou alcohois, principalmente.

A partir de alcanos[editar | editar a fonte]

Os alcanos reaccionan con halóxenos (habitualmente cloro e bromo, xa que co flúor poden reaccionar violentamente e o iodo non reacciona) mediante unha haloxenación radicalaria. Nesta reacción elimínase un átomo de hidróxeno do alcano, e seguidamente é substituído por un átomo de halóxeno por unha reacción coa molécula diatómica do halóxeno. Isto é:

Etapa 1: X2 → 2 X· (Iniciación)
Etapa 2: X· + R-H → R· + HX (1ª etapa de propagación)
Etapa 3: R· + X2 → R-X + X· (2ª etapa de propagación)

As etapas 2 e 3 seguen repetíndose, e cada unha subministra o intermediario reactivo necesario para a outra etapa. Isto coñécese como reacción en cadea radicalaria. A reacción continúa ata que os radicais son consumidos nunha das tres etapas de terminación:

R· + X· → R-X
2 X· → X2
2 R· → R-R

Na primeira o produto é o mesmo que o da etapa 3, o haloalcano desexado, pero por medio da destrución de dous radicais. A segunda é a reacción inversa á etapa 1. A terceira explica a pequena contaminación nesta reacción con alcanos máis grandes e os seus conseguintes haloalcanos.

A partir de alquenos[editar | editar a fonte]

Un alqueno reacciona cun haluro de hidróxeno (HX) como o cloruro de hidróxeno (HCl) ou o bromuro de hidróxeno (HBr) para formar un haloalcano. O dobre enlace do alqueno é substituído por dous novos enlaces, un co halóxeno e o outro co átomo de hidróxeno do hidrácido do halóxeno. A regra de Markovnikov establece que nesta reacción o máis probable é que o halóxeno quede unido ao carbono máis substituído. Por exemplo:

H3C-CH=CH2 + HCl → H3C-CHCl-CH3 pero non H3C-CH2-CH2Cl

Os alquenos tamén reaccionan con halóxenos (X2) para formar haloalcanos con dous átomos de halóxeno veciñais. Isto ás veces coñécese como "decoloración" do halóxeno, xa que o reactivo X2 é coloreado e o produto é habitualmente incoloro. Por exemplo:

H3C-CH=CH2 + Br2 → H3C-CHBr-CH2Br

Outra opción é haloxenar a posición alílica dun alqueno, con NBS (N-bromosuccinimida), que actúa como fonte de bromo molecular (Br2) a baixa concentración ao reaccionar con bromuro de hidróxeno (HBr) presente a nivel de trazas, usando tetraclorometano como disolvente en presenza dun iniciador de radicais libres (como peróxidos ou luz). O propósito da NBS é deter a reacción no produto desexado; en caso contrario a bromación continuaría. Como produto secundario obtense succinimida.

A partir de alcohois[editar | editar a fonte]

Mecanismo de reacción dun alcohol (2-metil-2-en-1-propanol) con cloruro de oxalilo para obter un cloroalcano (3-cloro-2-metil-1-propeno).

Os alcohois terciarios reaccionan con ácido clorhídrico directamente para producir o cloroalcano terciario, pero se se usa un alcohol primario ou secundario cómpre a presenza dun ácido de Lewis, un "activador", como o cloruro de zinc. Como alternativa, a conversión pode levarse a cabo directamente usando cloruro de tionilo (SOCl2). Un alcohol pode tamén ser convertido en bromoalcano usando ácido bromhídrico ou tribromuro de fósforo (PBr3), ou en iodoalcano usando fósforo vermello e iodo para xerar "in situ" o triioduro de fósforo. Dous exemplos:

(H3C)3C-OH + HCl → (H3C)3C-Cl + H2O
CH3-(CH2)6-OH + SOCl2 → CH3-(CH2)6-Cl + SO2 + HCl

Unha alternativa ao uso de cloruro de tionilo, é usar cloruro de oxalilo, co que se obtén o cloroalcano correspondente.

Utilizando o método de Rydons, un alcohol quentado cun halóxeno en presenza de trifenil fosfato produce haloalcanos.

A partir de ácidos carboxílicos[editar | editar a fonte]

Hai dous métodos para a síntese de haloalcanos a partir de ácidos carboxílicos son a reacción de Hunsdiecker e a reacción de Kochi.

Biosínteses[editar | editar a fonte]

Moitos cloro- e bromolcanos fórmanse na natureza. As principais vías implican os encimas cloroperoxidase e bromoperoxidase.

Reaccións dos haloalcanos[editar | editar a fonte]

Os haloalcanos son reactivos fronte a nucleófilos. O enlace entre o carbono e o halóxeno está polarizado, o halóxeno é máis electronegativo que o carbono ao cal está unido. Isto supón un carbono electrodeficiente (electrófilo) que, inevitablemente, atrae nucleófilos.

Reaccións de substitución[editar | editar a fonte]

As reaccións de substitución implican substituír o halóxeno por outro grupo.

A hidrólise, unha reacción na que a auga rompe un enlace, é un bo exemplo da natureza electrófila dos haloalcanos. O enlace polarizado atrae ións hidróxido, OH-, (o NaOH(aq) é unha fonte común deste ión). O OH- é un nucleófilo cunha carga negativa, e xa que ten un exceso de electróns, pode cedelos ao carbono electrófilo, o que ten como resultado a formación dun enlace covalente entre os dous. Así C-X rompe heteroliticamente dando lugar a un ión haluro, X-. Como o OH está agora unido ao grupo alquilo creouse un alcohol. (A hidrólise, por exemplo, do bromoetano leva á formación de etanol).

Hai que salientar que dentro do grupo dos halóxenos, o enlace C-X debilítase ao aumentar o tamaño do halóxeno, (e diminuír a forza como base do correspondente ión haluro), e isto afecta á velocidade da reacción. Por tanto, o enlace C-I dun iodoalcano xeralmente reacciona máis rápido que o C-F dun fluoroalcano.

Ademais da hidrólise, algúns outros exemplos de substitución nucleófila son:

Reaccións de eliminación[editar | editar a fonte]

En vez de xerar unha molécula na que o halóxeno é substituído por algo diferente, pódense eliminar completamente tanto o halóxeno coma un hidróxeno veciñal para formar un alqueno. Por exemplo, con bromoetano e NaOH, o hidróxido pode atacar a un átomo de hidróxeno do carbono non substituído, eliminando un protón (H+) e o bromuro do bromoetano. Isto dá C2H4 (etileno), H2O e NaBr.

Aplicacións[editar | editar a fonte]

Propelentes[editar | editar a fonte]

Un dos usos importantes dos CFC é o de propelentes en inhaladores para medicamentos utilizados no tratamento da asma. A conversión destes dispositivos e tratamentos desde o uso dos CFC ao doutros halocarbonos que non teñan o mesmo efecto sobre a capa de ozono está en marcha.[13] A capacidade dos hidrofluorocarbonos como propelentes para solubilizar medicamentos e excipientes é diferente da dos CFC e, por tanto, requerirán unha considerable esforzo para reformulalos.

Refrixerantes[editar | editar a fonte]

Un refrixerante é un composto usado nun ciclo térmico que sofre un cambio de fase de gas a líquido e ao revés. Os dous usos principais dos refrixerantes son en frigoríficos, conxeladores e aires acondicionados. Os CFC apareceron na década de 1930 e, dadas as súas características de seguirdade, baixa toxicidade, estabilidade, fácil uso e baixo prezos, substituíron aos perigosos amoníaco, cloruro de metilo ou SO2, que se utilizaran ata aquel momento como refrixerantes. Porén, as evidencias da súa acción prexudicial sobre a capa de ozono fixeron que o uso dos CFC como refrixerantes en novas instalacións estea prohibido desde mediados da década de 1990. O uso dos HCFC en equipos novos tamén está prohibido, aínda que poden usarse aínda por un tempo limitado en recargas. Unha alternativa é o uso de HFCs.[14]

Escumas[editar | editar a fonte]

Un axente escumante (ou expandente ou de expansión) é un material que producirá gas baixo certas condicións, (normalmente temperaturas altas), e pode usarse para formar escuma, aumentando o volume. É o caso de compostos volátiles que ao quentarse producen gas. No pasado usouse amplamente o CFC-11, que posteriormente foi substituído principalmente polo HCFC-141b. Na actualidade téndese ao uso de HFCs e hidrocarburos así como tecnoloxías baseadas en CO2, auga ou aire.

Extinción de incendios[editar | editar a fonte]

A altas temperaturas os halóns descompóñense liberando átomos de halóxeno que se combinan eficazmente con radicais libres que se xeran durante a combustión, desactivando a reacción de propagación da chama incluso se queda o combustible adecuado, oxíxeno e calor. A reacción química nunha chama segue unha reacción en cadea radicalaria. Mediante a captura dos radicais que propagan a reacción os halóns poden "envelenar" o lume, con concentracións menores que as requiridas polos sistemas de extinción que usan os métodos máis tradicionais de arrefriamento, sufocación ou dilución do combustible. Ademais, dada a súa limitada toxicidade e non danar os bens a protexer, tiveron unha ampla difusión. Debido a seren prexudiciais para a capa de ozono, o seu uso na actualidade limítase a aplicacións críticas, (centrais nucleares, aviación e militares).

Disolventes[editar | editar a fonte]

No pasado o uso do metilcloroformo (1,1,1-tricloroetano) na limpeza de metais e do CFC-113 na limpeza de compoñentes electrónicos estaba moi estendido.[15] Debido aos seus efectos nocivos sobre a capa de ozono o seu uso está prohibido desde mediados da década de 1990. Dado que tamén o seu uso debe ser abandonado progresivamente, como substitutos provisionais usáronse os HCFC-141b e HCFC-225 ca/cb. Outro disolvente, usado como desengraxante na industria, tamén xa prohibido, é o tetracloruro de carbono. Entre as alternativas que apareceron a estes disolventes encóntranse o uso de HFCs, hidrofluoroéteres (HFEs), disolventes clorados (por exemplo, tricloroetileno), hidrocarburos e disolventes oxixenados (por exemplo, metanol). Tamén sistemas de limpeza que usan auga ou o uso de tecnoloxías que non precisan limpeza.

Control de pragas[editar | editar a fonte]

O bromuro de metilo (CH3Br) tense usado para a fumigación de solos e o control de pragas agrícolas. Na Unión Europea a súa utilización está limitada e controlada a usos críticos.[9]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. U.S. EPA: Questions and Answers on Alternative Refrigerants
  2. Butler, Alison; Catter-Facklin, Jayen M. (2004). "The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products". Natural Product Reports 21 (1): 180–188. PMID 15039842. doi:10.1039/b302337k. 
  3. Winter JM, Moore BS (2009). "Exploring the chemistry and biology of vanadium-dependent haloperoxidases (Review of vanadium-dependent bromoperoxidases in nature)". J Biol Chem. 284 (28): 18577–81. PMC 2707250. PMID 19363038. doi:10.1074/jbc.R109.001602. 
  4. U.S. EPA: Class I Ozone-Depleting Substances
  5. U.S. EPA: Ozone Depletion Glossary (HCFC)
  6. U.S. EPA: Ozone Depletion Glossary (HFC)
  7. Directiva 1999/13/CE do Consello de 11 de marzo de 1999 relativa á limitación das emisións de compostos orgánicos volátiles debidas ao uso de disolventes orgánicos en determinadas actividades e instalacións
  8. Regulamento (CE) nº 2037/2000 do Parlamento Europeo e do Consello, de 29 de xuño de 2000, sobre as substancias que esgotan a capa de ozono
  9. 9,0 9,1 NTP 706: Protección da capa de ozono: aspectos legais
  10. Online Halon Trader
  11. "ANSI/ASHRAE Standard 34-2004, Designation and Safety Classification of Refrigerants". Arquivado dende o orixinal o 15 de xuño de 2006. Consultado o 01 de xullo de 2017. 
  12. 12,0 12,1 U.S. EPA: Numbering Scheme for Ozone-Depleting Substances and their Substitutes
  13. Comunicación da Comisión ao Consello e ao Parlamento Europeo estratexia de eliminación progresiva dos CFC nos inhaladores dosificadores (98/C 355/02) COM(1998) 603 final
  14. "Ozone Depleting Substances - Uses and Alternatives". Arquivado dende o orixinal o 01 de outubro de 2009. Consultado o 01 de xullo de 2017. 
  15. THE U.S. SOLVENT CLEANING INDUSTRY AND THE TRANSITION TO NON OZONE DEPLETING SUBSTANCES

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Bibliografía[editar | editar a fonte]

  • K. Peter C. Vollhardt (1994). Química Orgánica. Barcelona: Ediciones Omega S.A. ISBN 84-282-0882-4. 
  • W.R. Peterson (1996). Formulación y nomenclatura química orgánica. Barcelona: EDUNSA - Ediciones y distribuciones universitarias S.A. ISBN 84-85257-03-0. 
  • T. W. G. Solomons y C. B. Fryhle (2011). Organic Chemistry (10ª ed.). E.U.A.: WILEY. ISBN 978-0-470-40141-5. 

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]