Semana 17

Hidrocarburos insaturados.

Alquenos y Alquinos 2021

Licda. Olga Isabel Fratti de Del Cid

Conocidos también como “olefinas”. Oleum = Aceite finnus: afinidad “ de apariencia aceitosa”

Poseen por lo menos un doble enlace carbono, carbono C = C Formula General CnH2n (si solo poseen un doble enlace, deben restarse 2 H por cada doble enlace adicional que posee). Terminación “eno”

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:

a) NO se forman productos secundarios ( excepto

oxidación con KMnO4).

b) No requieren agente catalítico ( excepto la

hidrogenación e hidratación).

Nota: También experimentan combustión similar a los

alcanos (ésta no es reacción de adición)

Debido 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 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 la biología por ejemplo la sustancia responsable de la maduración de frutas y verduras es el ETENO (ETILENO), miembro mas pequeño de la familia.

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

Limoneno (cítricos)

-felandrena

Eucalipto

Citronelol (geranio)

Algunas biomoléculas que también presentan dobles enlaces

Ácidos grasos insaturados: presentes en aceites y grasas, 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: Ejemplo testosterona y progesterona

Vitaminas: Ejemplo vitamina D

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

molecular

Fórmula 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 UIQPA

1. 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 sustituyentes menciónelos de primero siguiendo las normas ya vistas.

5. A partir del Buteno hay que indicar la posición del doble enlace a través del número respectivo.

Si hay dos ó más dobles enlaces, use los prefijos di-, tri-,tetra- . De nombre a los ejemplos que no tienen.

1) CH2=CH -CH=CH2 : 1,3-Butadieno

2) CH2= CH CH2 CH=CH CH2CH=CH2 ____________________________

3) 2,3-dimetil-1,3-pentadieno

CH3 CH3

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

molecular ESTRUCTURA

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

Ejercicios: De el nombre UIQPA ó escriba estructura de

CH3

CH3-CH2-CH-C=CH2 ______________________

CH2

CH2

CH3

CH3

CH3-CH-C=CH3 _________________________

CH3

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

CH3-CH-C=CH-CH3

CH3

2-metil-2-penteno *

2-metilpent-2-eno

* Las usadas en el curso.

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.

Simétricos Asimétricos

H2: H–H H2O: H–OH

Cl2: Cl–Cl H2SO4 : HO–SO3H

Tambien H–OSO3H

Br2: Br–Br HCl : H–Cl

l2: l–l

Las flechas indican los puntos donde ocurre la ruptura del

enlace y los segmentos que se originan son los que se

adicionan a los carbonos involucrados en el doble enlace.

Adición de H2O

Hidratación : 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 alqueno asimétrico la

porción positiva ( en éste caso el Hidrógeno) se adiciona al carbono con

mas hidrógenos y la parte negativa ( en éste caso el –OH), al carbono

con menos hidrógenos.

\ /

C = C + H2O H2SO4

/ \

Ɩ Ɩ

C C Ɩ Ɩ

H OH

CH3CH=CH2 + H2O H2SO4 CH3CH-CH3

Ɩ

OH

CH3C=CH-CH2CH3+ H2O

Ɩ

CH3

H2SO4

OH

Ɩ

CH3-C-CH2CH2-CH3

Ɩ

CH3

Note que el producto es el principal ya que el H se adiciona a donde hay

más Hidrógenos y el –OH donde hay menos Hidrógenos.

2-metil-2-buteno + H2O H2SO4

Complete la siguiente ecuaciónes:

Al 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.

H H H H

R- C = CH + H:H R – C – C - H

H H

Pt ,Ni o Pd

CH3CH = CHCH3 + H2 CH3-CH2CH2CH3

2-Buteno Butano

Pt, Ni o Pd

Escriba la reacción de hidrogenación del 1,4-hexadieno.

Se adiciona una molécula de halógeno ( F2, Cl2, I2, Br2)por cada doble enlace ;un halógeno a c/ u de los carbonos del doble enlace. No necesita agente catalítico. No se obtienen productos secundarios

C=C + X-X -C-C-

X X

CH3CH=CHCH3 + Cl2 CH3CHCHCH3

2-buteno Cl Cl

2.3-diclorobutano

1) Adición de Iodo al 2,4-hexadieno

2) Si en una reacción obtenemos 2,3-dicloropentano, escriba la ecuación que muestre la reacción:

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). No necesita catalítico. Se obtienen productos secundarios ( MnO2, KOH , H2O )

C=C + KMnO4 -C - C-

OH OH

glicol

Ejemplo : ( ecuación NO balanceada)

CH3CH=CHCH3 + KMnO4 CH3CH-CHCH3 + MnO2 + KOH

OH OH

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

Los 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 adición del H2SO4 al 3-hexeno:

1-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.

CH2=CHCH2CH3

1-BUTENO

CH3

CH2=C-CH3

2-METILPROPENO

CH3CH=CHCH3

2-BUTENO

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

3-Isomería geométrica: cis-trans En 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.

Hidrocarburos 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).

- C Ξ C -

• Debido a la presencia de al menos un triple enlace entre dos carbonos, van a tener dos enlaces Pi ( )y uno sigma ( ).

• La hibridación que presentan es SP.

• El Angulo de enlace en esos carbonos es de 180°.

• La geometría es Diagonal (lineal) como puede verse en la diapositiva anterior.

Un alquino contiene cuatro átomos de hidrógeno menos que el alcano correspondiente. ( por cada triple enlace adicional, se pierden 4 Hidrógenos).

CnH2n-2

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».

HCΞCH Acetileno

CH3CΞCH Metilacetileno

CH3CH2C ΞCH Etilacetileno

CH3CΞCCH3 Dimetilacetileno

CH3CH2CH2CΞCH n-propilacetileno ó

Propilacetileno.

CH3CH2CΞCCH3 Etilmetilacetileno

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.

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

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

Ejercicios: De nombre de los siguientes compuestos.

CH3

CH3 CH2CCH2CΞCCH3

CH2CH3

CH3CH2CΞCCH3