Alogenazione di Alcani:

[Virgilio]

Buonasera Forum. Premettendo che ho capito come funzioni il meccanismo non riesco a capire il seguente dubbio:
Ho la seguente reazione :
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Ma non dovrebbe esserci anche l'isomero cloro-butano?
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Inoltre come faccio a capire quale siano le percentuali di tali prodotti?
Grazie mille in anticipo.

[LegiiT]

No, non è possibile ottenere il prodotto con i 4 atomi di Carbonio "in fila", perchè comporterebbe uno spostamento di atomi di C, non possibile. Le percentuali sono poco "predicibili"... Sicuramente il 2-cloro-2-metilpropano sarà in stragrande maggioranza rispetto ad ogni altro (per ordine di stabilità dei radicali formati nel processo, secondo il postulato di Hammond). Ma questo sarà sicuramente spiegato più dettagliatamente in libri che trattano l''argomento.

[LuiCap]

Il 2-metilpropano (o isobutano) ha nove idrogeni primari e 1 idrogeno terziario, quindi da un punto di vista probabilistico è favorita la formazione del 1-cloro-2-metilpropano (cloruro di isobutile) nel rapporto 9:1.
I risultati sperimentali mostrano che, a temperatura ambiente, si forma il 64% di 1-cloro-2-metilpropano e il 36% del 2-cloro-2-metilpropano, con un rapporto di circa 2:1=9:4,5. Si può quindi dedurre che gli urti con un atomo di idrogeno terziario sono 4,5 volte più proficui degli urti con un atomo di idrogeno primario. Questo significa che l'energia di attivazione necessaria per staccare un idrogeno terziario è minore di quella richiesta per staccare un idrogeno primario.
Lo studio della clorurazione di una gran quantità di alcani ha dimostrato che questi risultati sono tipici e generalizzabili: si è sempre trovato che, a temperatura ambiente, le velocità di sostituzione degli atomi di idrogeno sono 5,0 (3°) : 3,8 (2°) : 1,9 (1°).
Usando questi valori si può prevedere quasi esattamente il rapporto degli isomeri monoclorurati da un dato alcano.
Per il 2-metilpropano si ha:

1-cloro-2-metilpropano/2-cloro-2-metilpropano = n° di H 1°/n° di H 3° x reattività di H 1°/reattività di H 3° =

= 9/1 x 1/5 = 9/5
9/5 = x/100-x
x = 64% di 1-cloro-2-metilpropano
100-x = 36 % di 2-cloro-2-metilpropano

Tratto da:
Morrison - Boyd
Chimica organica

[quimico]

C'è anche da guardare la stabilità del radicale che si forma sulla catena alifatica. Come avviene per i carbocationi, si ha maggiore stabilità per un radicale 3° > 2° > 1° > CH3*.
Poi il discorso fatto da Luisa è anche importante. Si tratta di un insieme di fattori che concorrono alla formazione preferenziali di un prodotto rispetto ad uno o altri prodotti, minoritari.