View
2
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Semana 17
Hidrocarburos insaturados.Alquenos y Alquinos 2019
Nota: diapositivas con figuras y tablas, proporcionadas por Licda: Lilian Guzmán.
Alquenos• Conocidos también como “olefinas”.
Oleum = Aceite finnus: afinidad ó apariencia “ de apariencia aceitosa”
• Poseen por lo menos un doble enlace
C = C
• Formula General CnH2n ( si solo poseen un doble enlace, deben restarse 2 H por cada doble enlace adicional que posee).
• Terminación “eno”
Continuación….
Son muy reactivos.
Experimentan básicamente reacciones de adición.
La adición ocurre pues se rompe el enlace del
doble enlace quedando los carbonos unidos a
través de un enlace . En éstos carbonos, se
adicionan los átomos o grupos de átomos de el
reactivo . Generalmente, en reacciones de adición
NO se forman productos secundarios ( excepto
oxidación con KMnO4 ).
Generalmente no requieren agente catalítico
( excepto la hidrogenación e hidratación).
También experimentan combustión similar a los
alcanos (ésta no es reacción de adición)
Tipo de Hibridación presente en
alquenosDebido a que por lo menos poseen un enlace
doble, formado por un enlace , sigma y
uno pi , presentan hibridación SP2 .Los
carbonos implicados en éste enlace, poseen
un ángulo de enlace de 120 ° y una
geometría trigonal.
Los carbonos del doble enlace presenta un
enlace sigma ( )y un pi ( )
5
LOS ORBITALES p no hibridizados de c/ Carbono se traslapan lateralmente para formar
un enlac los otros orbitales sp2 forman enlaces entre C-C ó C-H con un
traslape frontal entre ellos.
ALQUENOS
Desempeñan papeles importantes en labiología por ejemplo la sustancia responsablede la maduración de frutas y verduras es elETENO (ETILENO), miembro mas pequeño de lafamilia.
6
Muchos de los sabores y aromas generados por ciertas plantas poseen dobles enlaces en sus
estructuras.
Citronelol (geranio)
7
Limoneno (cítricos)
-felandrena
Eucalipto
Algunas biomoléculas que también
presentan dobles enlaces
Ácidos grasos insaturados: poseen uno o mas
dobles enlaces en sus cadenas carbonadas.
Aminoácidos: presentes en proteínas.
Bases nitrogenadas: presentes en ácidos nucleicos.
Prostaglandinas: participan en procesos de
inflamación y dolor.
Hormonas esteroidales:
Vitaminas
Los dobles enlaces pueden aparecer en la cadena
:• Aislados C-C-C=C -C-C- ( no tienen
ningún patrón)
• Acumulados C-C=C=C=C- ( se
presentan en carbonos contiguos)
• Alternos C-C=C-C=C-C=C-C=C Se
presenta un doble enlace-uno simple-un
doble- un simple … También llamados
CONJUGADOS).
Propiedades físicas de los alquenos.
En ésta tabla se incluyen como ejemplo a
los primeros cinco miembros de ésta familia
Fórmula
molecularFórmula estructural Nombre
UIQPA
Punto de
fusión ( °C
)
Punto de
ebullición
( °C)
C2H4 CH2=CH2 Eteno -169 -104
C3H6 CH2=CHCH3 Propeno -185 -47
C4H8 CH2=CHCH2CH3 1-Buteno -130 -6.5
C5H10 CH2=CHCH2CH2CH3 1-Penteno -138 30
C6H12 CH2=CHCH2CH2CH2CH3 1-Hexeno -141 64
En términos generales Al aumentar el Número de carbonos Aumentan los puntos
de Fusión y Ebullicióny la Densidad, pero disminuye la Solubilidad.
Nomenclatura UIQPA1. Escoja la cadena carbonada más larga que
incluya al doble enlace.
2. Numere la cadena desde el extremo más
cercano al doble enlace.
3. Indique la posición del doble enlace a través de
un número, y haga terminar en “eno” el nombre
de el alcano que lo origina.
4. Si hay otros sustituyentes menciónelos de
primero siguiendo las normas ya vistas.
• 5- A partir del Buteno hay que indicar la
posición del doble enlace.
Si hay dos ó más dobles enlaces, use los prefijos di-, tri-,tetra- . De nombre a los ejemplos que no tienen.
12
1) CH2=CH -CH=CH2 : 1,3-Butadieno
2) CH2=CH -CH2-CH=CH2 _____________________
3) CH2= CH CH2 CH=CH CH2CH=CH2
_________________________________
4) CH3 CH3 2,3-dimetil-1,3-pentadieno
CH2= C C =CHCH3
Sistema UIQPA para nombrar a los primeros diez alquenos
lineales con un doble enlace entre el carbono 1 y 2,
observe el cumplimiento de la fórmula general CnH2n
Nombre y fórmula
molecularESTRUCTURA
Eteno C2H4 CH2=CH2
Propeno C3H6 CH2=CHCH3
1-buteno C4H8 CH2=CHCH2CH3
1-penteno C5H10 CH2=CHCH2CH2CH3
1-hexeno C6H12 CH2=CHCH2CH2CH2CH3
1-hepteno C7H14 CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH3
1-octeno C8H16 CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH3
1-noneno C 9H18 CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
1-deceno C10H20 CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
13
Ejercicios de el nombre UIQPA ó escriba estructura de:
1. CH3-CH=CH-CH2-CH3 ______________________________
CH3
2. CH3-CH2-CH-C=CH2 _________________________________
CH2
CH2
CH3
CH3
3. CH3-CH-C=CH-CH3 ____________________________________
CH3
14
15
______________________________________
_______________________________________
__________________________________
Nomenclatura común• Se cambia la terminación “ano” del alcano que los
origina por “ileno”, la posición del doble enlace se
da por letras del alfabeto griego.
• CH2=CH2 Etileno
• CH3CH=CH2 Propileno
• CH2=CHCH2CH3 -butileno ( doble enlace entre C1 y C2 )
• CH3CH=CHCH3 -butileno (doble enlace entre
C2 y C3 )
• CH3C=CH2 Isobutileno
• CH3
Variaciones en la forma como se indica la posición del
doble enlace en la cadena carbonada:
CH3 CH=CHCH3 2-Buteno * ó But-2-eno
3. CH3-CH-C=CH-CH3
CH3
2-metil-2-penteno *
2-metilpent-2-eno
* Las usadas en el curso.
Alquenos simétricos y asimétricos.
Simétricos: cuando hay sustituyentes iguales en los carbonos del doble enlace: (ES COMO QUE AL TRAZAR UNA LINEA IMAGINARIA POR EL
DOBLE ENLACE, NOS QUEDAN DOS «PORCIONES» IGUALES)
Ej: CH3CH=CHCH3 (CH3)2C=C (CH3)2
Asimétricos: si los sustituyentes de los carbonos del doble enlace son diferentes:
CH2=CHCH3 (CH3)2C=CHCH3
Note que el número de H es diferente en los carbonos involucrados en el doble enlace, en los alquenos asimétricos.
Reactivos simétricos y asimétricos
• Simétricos Asimétricos
• H2 : H-H H2O : H-OH
• Cl2 : Cl-Cl H2SO4 : HO-SO3H
también H-OSO3H
• Br2: Br-Br HCl : H-Cl
Las flechas indican los puntos donde ocurre la
• I2 : I-I la ruptura del enlace y los segmentos que se
• originan son los que se adicionan a los carbonos
involucrados en el doble enlace.
•
Propiedades Químicas
Adición de H2OHidratación : Requiere CATALÍTICO ÁCIDO.
El alqueno adiciona H2O ( H-OH ) convirtiéndose en un alcohol, no hay subproductos y se cumple con la regla de
Markovnikov.
Regla de Markovnikov:Cuando un reactivo asimétrico se adiciona a un alquenoasimétrico la porción positiva ( en éste caso el Hidrógeno) seadiciona al carbono con mas hidrógenos y la parte negativa( en éste caso el –OH), al carbono con menos hidrógenos.
20
C = C + H2O - C – C -
H OH
H2SO4
Ejemplos:CH3CH=CH2 + H2O CH3 – CH – CH3
OH
H2SO4 OH
CH3 C= CH-CH2CH3 + H2O → CH3-C-CH2CH2CH3
CH3 CH3Note: el producto es el principal ya que el H se adiciona a donde hay
más hidrógenos y el –OH donde hay menos Hidrógenos
Complete la siguiente ecuación:
2-metil-2-buteno + H2O H2SO4
21
H2SO4
HIDROGENACIÓNAl hidrogenar un alqueno se forma el alcano respectivo
( requiere catalítico Pd, Pt, Ni ) .Se adiciona una molécula de H2, por cada doble enlace, un H a c/u de los carbonos del doble enlace.
CH3CH = CHCH3 + H2 CH3-CH2CH2CH3
2-Buteno ButanoEscriba la reacción de hidrogenación del 1,4-hexadieno.
22
Pt, Ni o Pd
H H H H
R- C = CH + H:H R – C – C - H
H HPt ,Ni o Pd
HALOGENACIÓNSe adiciona una molécula de halógeno ( F2, Cl2, I2,
Br2)por cada doble enlace ;un halógeno a c/ u delos carbonos del doble enlace. No necesitaagente catalítico. No se obtienen productossecundarios
23
C=C + X-X -C-C-
X X
CH3CH=CHCH3 + Cl2 CH3CHCHCH3
2-buteno Cl Cl
2.3-diclorobutano
Escriba ecuaciones o complételas :1) Adición de Iodo al 2,4-hexadieno
2) CH2=CHCH2CH3 + F2 →
3) Si en una reacción obtenemos 2,3-dicloropentano, escriba la ecuación que muestre la reacción:
24
OXIDACION CON KMnO4 (test de Bayer )Al reaccionar con KMnO4 en frio los alquenos se oxidan a glicoles
(poseen dos radicales –OH en carbonos vecinos) la manifestación de
una reacción positiva es color y precipitado café (MnO2). Nonecesita catalítico. Se obtienen productos secundarios ( MnO2,KOH , H2O )
Ejemplo : ( ecuación NO balanceada)
CH3CH=CHCH3 + KMnO4 → CH3CH-CHCH3 + MnO2 + KOH
OH OH
25
C=C + KMnO4 -C - C-
OH OH
glicol
Ejemplos :
CH2=CH(CH2)5CH3 + KMnO4 → CH2CH(CH2)5CH3 + MnO2 + KOH + H2O
1-octeno OH OH (1.2-octanodiol)
Complete las siguientes reacciones:a) CH3CH=CHCH2CH2CH3 + KMnO4 →
b ) ____________________+ KMnO4 → 2,3-pentanodiol + MnO2 +KOH
26
Adición de H2SO4 a un alquenoLos alquenos adicionan H2SO4 en el doble enlace (el H2SO4 se rompe generando H - y -OSO3H ) y forman sulfatos ácidos de alquilo . Ejemplo :
CH3-CH = CH – CH3 + H2SO4 →CH3-CH-CH-CH3
H OSO3H
Escriba la adicion del H2SO4 al 3-hexeno:
27
Tipos de isomería presentes en los alquenos
CH2=CHCH2CH3
1-BUTENO
CH3
CH2=C-CH3
2-METILPROPENO
CH3CH=CHCH3
2-BUTENO
28
!-ISOMEROS DE POSICIÓN y de cadena Tienen la misma formula
molecular pero poseen esqueletos de carbono diferentes: Ej: El 1 y 3 son
isómeros de posición. El 1 y 2 y isómeros de cadena. Note que los tres
tienen la misma fórmula molecular: C4H8.
2-Isomería Funcional:
Los alquenos con un doble enlace son isómeros funcionales de los cicloalcanos.
Observe al ciclopentano con fórmula C5H10 y al 1-Penteno, con fórmula C5H10. pertenecen a familias diferentes :Cicloalcanos y alquenos
Ciclopentano ( C5H10 ) 1-Penteno ( C5H10)
CH2=CHCH2CH2CH3
29
3-Isomería geométrica: cis-transEn los alquenos, no hay rotación alrededor de los carbonos unidos por el doble enlace, entonces unos sustituyentes quedan arriba o abajo del plano donde se sitúa el doble enlace:
Si al seguir la cadena carbonada principal, todos los carbonos (o de Hidrógenos) se hallan arriba o abajo del doble enlace, decimos que es el isómero “cis”,pero si una porción de esa cadena está arriba y otra abajo, se dice que es el isómero “trans”.
Revisar sección 12.2 de su libro
Ejemplo observemos las estructuras del cis-2-buteno y del trans-2-buteno.
H3C CH3 H CH3
C=C C=C
H H H3C H
cis-2-buteno trans-2-buteno
Escriba los isómeros cis y trans del 2-penteno.
31
Lea sección 12.2 y responda: 1-Escriba estructuras y nombres de los isómeros cis y
trans del 3-hexeno
32
ALQUINOSHidrocarburos con al menos un triple enlace carbono
carbono. Se clasifican como insaturados.
El mas sencillo es el acetileno Se puede representar(CH ΞCH) ó C2H2 Por ésta razón los alquinos también se conocen como acetilénicos ( derivados del acetileno).
33
- C Ξ C -
Tipo de hibridación, geometría y ángulo de enlace que presentan los alquinos. Debido a la presencia de al menos un triple enlace
entre dos carbonos, van a tener dos enlaces Pi ( )y uno sigma ( ), la hibridación en los carbonos del triple enlace es SP, el Angulo de enlace en esos carbonos es de 180 °C y la geometría es Digonal ( lineal) como puede verse en la diapositiva anterior,
34
FORMULA GENERAL
Un alquino contiene cuatro átomos dehidrógeno menos que el alcanocorrespondiente. ( por cada triple enlace adicional,se pierden 4 Hidrógenos).
35
CnH2n-2
NOMENCLATURA común
Los alquinos se nombran como derivados del alquino más sencillo , el acetileno,. En éste caso, se da el nombre de los radicales a la par del triple enlace en orden alfabético y a continuación la palabra acetileno. Si el mismo radical se repite dos veces usar prefijo «di».
36
HCΞCH Acetileno
CH3CΞCH Metilacetileno
CH3CH2C ΞCH Etilacetileno
CH3CΞCCH3 Dimetilacetileno
CH3CH2CH2CΞCH n-propilacetileno ó
Propilacetileno.
CH3CH2CΞCCH3 Etilmetilacetileno
Sistema UIQPA
1.El procedimiento para dar nombre a los alquinos es igual al que se utiliza para los alquenos.
2.Para indicar la presencia del triple enlace en el compuesto se usa el sufijo -ino que debe agregarse a la raíz del alcano básico., Recuerde a partir de cuatro carbonos, debe usarse un número para indicar la posición del triple enlace.
37
Nombre común Nombre
UIQPA
HC ΞCH Acetileno Etino
CH3C ΞCH Metilacetileno Propino
CH3CH2C ΞCH Etilacetileno 1-butino
CH3C ΞCCH3 dimetilacetileno 2-butino
CH3CH2CH2CΞCH n-propilacetileno 1-pentino
CH3CH2CΞCCH3 etilmetilacetileno 2-pentino
CH3CHCΞCH
CH3
Isopropilacetileno 3-metil-1-butino
38
Comparación de sistema Común vrs UIQPA
Ejercicios: De nombre o escriba estructuras de los siguientes compuestos.
CH3
1) CH3 CH2CCH2CΞCCH3 UIQPA_______________________________________
CH2CH3
2) CH3CH2CΞCCH2CH3
Común______________________________________
UIQPA _______________________________________
3) 4-etil-2-hexino
39
Ejercicios: De nombre o escriba estructuras de los sigs compuestos.
4)
CH3
1) CH3 CH2CCH2CΞCCH3 ____________________________________
CH2CH3 5)
_________________________________
2) CH3CH2CΞCCH3 6) _____________________
_____________________ 7)
3) 4-etil-2-heptino ______________________
40
Ejercicios: De nombre de los sigs. compuestos.
_____________________________
41
_________________________________
_________________________________
42
Recommended