Alogenuri alchilici

Gli alogenuri alchilici (detti anche aloalcani) sono composti idrocarburici in cui uno o più atomi di idrogeno sono stati sostituiti da un atomo di alogeno (iodio, bromo, cloro o fluoro). L'incorporazione di atomi di alogeno negli idrocarburi modifica le proprietà fisiche di tali composti, influenzandone le dimensioni e l'elettronegatività, oltre alla lunghezza e alla forza del legame.

Gli alogenuri alchilici sono substrati ideali per le reazioni che richiedono un buon gruppo uscente. L'elevata reattività degli alogenuri alchilici è frutto delle proprietà del legame C-X. Le differenze di elettronegatività tra gli atomi di carbonio e alogeno danno origine a un legame altamente polarizzato, che crea un carbonio leggermente elettropositivo e un alogeno leggermente elettronegativo. Questo carbonio carente di elettroni diventa un hotspot per l'attacco nucleofilo, e ciò rende gli alogenuri alchilici dei substrati eccellenti per le reazioni di sostituzione nucleofila e di eliminazione.

Gli alogenuri alchilici vengono classificati in base ai tipi di legami che interessano l'atomo di carbonio su cui è presente l'alogeno:

Primari: il carbonio con l'alogeno è legato solo a un altro gruppo alchilico.

Secondari: il carbonio con l'alogeno è legato ad altri due gruppi alchilici.

Terziari: il carbonio con l'alogeno è legato ad altri tre gruppi alchilici.

Solitamente, a causa dell'ingombro sterico dei tre gruppi alchilici che circondano l'alogeno negli alogenuri alchilici terziari, questi composti sono molto meno reattivi delle altre classi e possono partecipare solo a reazioni di eliminazione. La tendenza generale della reattività nelle classi di alogenuri alchilici è: primari > secondari > terziari. Tuttavia, questa tendenza di reattività degli alogenuri alchilici risulta invertita se la velocità di una reazione specifica (ad esempio la reazione SN1) è determinata dalla formazione del carbocatione più stabile. In queste situazioni, gli alogenuri alchilici terziari sono altamente favoriti perché formano l'intermedio reattivo più stabile.

Anche altri fattori (come il legame C-X da rompere) contribuiscono alla reattività degli alogenuri alchilici e alla probabilità che una reazione avvenga o meno.

Quando si sceglie il miglior alogenuro di partenza per ottenere una determinata reazione, occorre anche considerare la forza del legame C-X che si desidera rompere. Ad esempio i legami C-F sono così forti che i fluoroalcani reagiscono molto raramente, perciò non sono dei validi composti di partenza. La forza del legame C-X diminuisce man mano che si scende nella tavola periodica, il che significa che lo ioduro (che presenta un legame debole) è il gruppo uscente più favorito, seguito dal bromuro.

Figura 1: Scala della forza dei legami C-X.