HALOGENACION

República Bolivariana de Venezuela
Universidad José María Vargas
Caracas-Venezuela[pic 1]

Halogenación

14 de Noviembre de 2019

Introducción

La producción de compuestos halogenados es de gran importancia en la industria química debido a que permite generar puntos de reactividad en los hidrocarburos. Durante décadas se han desarrollado diferentes procesos industriales para la obtención de hidrocarburos halogenados, siendo los mas representativos los procesos de cloración. La producción de compuestos orgánicos clorados se puede dividir en: metanos clorados, etenos clorados, etilenos clorados y aromáticos clorados. Sin embargo, la industria química sigue en busca de generar optimizaciones y procesos que disminuyan costos y para alcanzar estas mejoras conoces los procesos existentes en la actualidad resulta de gran importancia.

Halogenación

En general, la halogenación es la reacción de un halógeno con un alcano en el que la introducción de átomos de halógeno se produce en la molécula orgánica mediante una reacción de adición o una reacción de sustitución. En la síntesis orgánica, esto puede implicar la adición de halógenos moleculares: cloro, bromo, yodo o flúor (Cl2, Br2, I2 o F2) o hidrohalogenación usando: cloruro de hidrógeno, bromuro de hidrógeno, yoduro de hidrógeno o fluoruro de hidrógeno (HCl, HBr , HI o HF) a dobles enlaces carbono-carbono. Las reacciones de sustitución implican la sustitución de átomos de hidrógeno en derivados de olefinas, derivados de parafina o derivados aromáticos con átomos de halógeno ^[1].

La cloración es la reacción de halogenación industrial más importante y los productos orgánicos clorados incluyen derivados aromáticos clorados, derivados de metano clorados y derivados de etano clorados, pero se recomienda precaución ya que los problemas de toxicidad exigirán medidas de control adicionales. La fluoración se utiliza casi exclusivamente en la fabricación de fluorocarbonos 1.

Existen varias vías para la halogenación de compuestos orgánicos, incluida la halogenación de radicales libres, la halogenación electrofílica y la reacción de adición de halógeno. Por ejemplo, los derivados de hidrocarburos saturados (alcanos) típicamente no agregan halógenos, sino que se someten a halogenación de radicales libres que implica la sustitución de un átomo de hidrógeno (o átomos de hidrógeno) por un átomo de halógeno (o átomos de halógeno). La química de la halogenación de los derivados de alcanos generalmente está determinada por la debilidad relativa de los enlaces carbono-hidrógeno (CH) disponibles. La halogenación de radicales libres se utiliza para la producción industrial de derivados de metano clorados:

[pic 2]

La reorganización a menudo acompaña a tales reacciones de radicales libres. Por otro lado, los compuestos insaturados, especialmente los derivados de alquenos y derivados de alquinos, añaden halógenos a través del enlace insaturado:

[pic 3]

Sin embargo, los compuestos aromáticos están sujetos a la halogenación electrófila, pero la adición al sistema de anillos puede ocurrir bajo condiciones extremas:

[pic 4]

La facilidad de la reacción está influenciada por el halógeno: el flúor y el cloro son más electrófilos y, como resultado, son agentes halogenantes más agresivos. Por otro lado, el bromo es un agente halogenante más débil que el flúor y el cloro, mientras que el yodo es el agente halogenante menos reactivo de los halógenos. En consecuencia, la facilidad de la hidrogenolisis (eliminación del halógeno con hidrógeno como HX) sigue la tendencia inversa: el yodo se elimina más fácilmente de los compuestos orgánicos y los compuestos organo-flúor son los compuestos organo-halógenos más estables 1.

Producción industrial

Metanos clorados

Los cuatro metanos clorados son cloruro de metilo (CH3Cl), metilen e dicloruro (CH2Cl2), cloroformo (CHCl3) y tetracloruro de carbono (CCl4). Los niveles de producción de EE. UU. Fueron de aproximadamente 520, 500,450 y 750 millones de libras respectivamente, en 1990. Los niveles del año 2000 fueron 1267, 290, 792 y 40 millones de libras, respectivamente. El cloruro de metilo es el único metano clorado con buen crecimiento. El uso principal del cloruro de metilo es en la fabricación de quiorosilanos (89%) para la industria de la silicona. Otros usos más pequeños son para éter de metilcelulosa, compuestos de amonio cuaternario, herbicidas y caucho de butilo.

...