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 ( )

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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.

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Muchos de los sabores y aromas generados por ciertas plantas poseen dobles enlaces en sus

estructuras.

Citronelol (geranio)

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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.

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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

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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

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______________________________________

_______________________________________

__________________________________

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.

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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

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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.

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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

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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:

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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

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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

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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:

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Tipos de isomería presentes en los alquenos

CH2=CHCH2CH3

1-BUTENO

CH3

CH2=C-CH3

2-METILPROPENO

CH3CH=CHCH3

2-BUTENO

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!-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

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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.

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Lea sección 12.2 y responda: 1-Escriba estructuras y nombres de los isómeros cis y

trans del 3-hexeno

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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).

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- 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,

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FORMULA GENERAL

Un alquino contiene cuatro átomos dehidrógeno menos que el alcanocorrespondiente. ( por cada triple enlace adicional,se pierden 4 Hidrógenos).

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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».

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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.

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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

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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

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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 ______________________

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Ejercicios: De nombre de los sigs. compuestos.

_____________________________

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_________________________________

_________________________________

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