UNIDAD # 4 .
Alquenos , hidrocarburos insaturados u olefinas .
OBJETIVOS :
1. Diferenciar hidrocarburos saturados e insaturados .
2. Diferenciar 2 o 3 propiedades químicas de los alquenos .
3. Nombrar según la IUPAC a los alquenos u olefinas .
4. Escribir las estructuras de los hidrocarburos olenificos a partir de su nombre IUPAC
5. Asociar la reactividad de los enlaces (pi) con una distribución desigual de electrones que fovorecen a reacciones de tipo ionico .
6. Seleccionar varias condiciones apropiadas para sistetizar cada uno de los dos tipos más usuales de hidrocarburos insaturados .
7. Identificar la posición que tomaran los grupos que se adicionan a un alqueno aplicando correactamente el principio de Markowni Koff .
El doble enlace carbono - carbono de los alquenos esta formado por un enlace ( sigma ) y un enlace ( pi ) más doble .
Todos los átomos del etileno están en un plano como resultado del solapareamiento en el orbital ( pi ) ; esto explica que la mayor reactividad de los alquenos en comparación con los alcanos .
Los átomos de carbono se hibridizan para formar tres orbitales sp2 equivalentes , que son planos y forman unos con otros un ángulo de 120º C . Los enlaces de carbono - hidrógeno se forman por la superposición de dos de esos orbitales sp2 de cada carbono con los orbitales 1s de dos átomos de hidrógeno . El tercer orbital sp2 de los átomos de carbono se superponen con sus correspondientes , para formar un enlace triple ( sigma ) , la hibridación del carbono a sp2 no afecta al orbital pz .
Este orbital pz , queda en proyección en el espacio por encima y por debajo del plano definido por los orbitales sp2 . Dichos orbitales pueden superponerse para formar un enlace que se conoce como ( pi ) .
Nomenclatura IUPAC.
Los alquenos u olefinas lineales ( normales ) se nombran como los carrepondientes alcanos, reemplazando la terminación "ANO" por "ENO" .
La posición del doble enlace en la cadena se indica por un número generalmente antes del nombre . Los carbonos numeran de tal forma que el doble enlace se encuentra formando parte de la cadena principal , eligiendo previamente la cadena que tenga el mayor número posible de carburos . Ejemplo :
CH2=CH- CH2-CH2-CH2-CH3 1 HEXENO
CH3-CH2-CH2=CH2 1 BUTENO
La presencia de más de un doble enlace en la cadena se indica utilizando prefijos Di , Tri , Tetra , Penta etc. Antes de la terminación "ENO" , Ejemplo :
CH2=CH2-CH2=CH2 1,3 BUTADIENO
Propiedades físicas : El etileno y el buteno son gases del penteno al octadeceno son líquido y los superiores son sólidos . Son compuestos apolares , insolubles son sólidos . Son compuestos apolares , insolubles en agua , solubles en disolventes orgánicos , son solubles en ácido sulfúrico concentrado .
Propiedades químicas ; Los alquenos no reaccionan fácilmente y sus reacciones son de adición electrofílica con los átomos de carbono que estén afectados por el doble enlace . Las principales reacciones de los alquenos son : adición , oxidación , polimerización .
A. Adición electrofílica en alquenos
Esta adición electrofílica que se realiza en los alquenos estace los haloácidos ( HCl , HBr, HI ) , los halógenos ( Cl2 , Br2 , I2 ), ácido sulfúrico ( H2SO4 ) y por vapor de agua ( H - OH ).
1 PROPENO 2 CLOROPROPANO
1 PROPENO 1,2 DICLOROPROPANO
Acido sulfúrico :
HIDROGENO SULFATO PROPILO
2 PROPANOL
- Adición de ácido sulfúrico e hidratación :
ISOBUTILENO HIDROGENO SULFATO ALCOHOL
TERBUTILO TERBUTILO
Adición oxidada - reductiva :
La síntesis de Baeyer se base en la reacción de adicionar unas 8 gotas de solución lila de KMnO4 al compuesto insaturado , formándose un precipitado pardo .
-
Oxidación con Ozono ( ozonolisis ) : Produce compuesto carbonilo (aldehidos y cetonas)
OZONIDO
PROPIALDEHIDO FORMALDEHIDO
Si el alqueno tiene ramificaciones sobre los carbonos con el doble enlace produce cetonas por ozonólisis . Ejemplo :
2 METIL 2 BUTENO OZONIDO
2 PROPANONA ACETALDEHIDO
Mecanismos de las reacciones de alquenos por adición .
Los electrones (pi) de un doble enlace están más separados del núcleo del carbono que los electrones ( sigma ) , por lo tanto están menos fuertemente sostenidos por el núcleo .
El enlace doble es un efecto rico en electrones y puede actuar como un dador de electrones .
Las reacciones de un doble enlace carbono - carbono empieza por un ataque electrofílico (e+) a los enlaces ( pi ) . aproximadamente a la nube ( pi ) , en busca de los electrones , formándose un enlace covalente con uno de los átomos de carbono que sostienen con uno de los átomos de carbono que sostienen el doble enlace ; por consiguiente el ion formado esta cargado positivamete ( ion carbonio ) , y se combina con el nucleofílico ( : Ñu) , UN ION negativo , que puede aportar un par de electrones . El nucleofilo puede atacar por encima o por debajo del plano .
Principio de Markonnikoff , en las adiciones de un ácido a un alqueno , la porción positiva , se adiciona al átomo de carbono del doble enlace que tenga cantidad de hidrógenos , mientras , mientras que la porción negativa que esta afectada por el doble enlace ira al otro carbono con menor cantidad de hidrógenos formándose un compuesto saturado .
Método de síntesis : Los derivados monohalogenados que se tratan con la solución concentrada de hidróxido de potasio disuelto en etanol , eliminan un hidrógeno seguido del halógeno unido al carbono contiguo formándose un doble enlace . Ejemplo :
En los alquenos también se obtienen por deshidratación de alcoholes ( eliminación ) y se emplean como agentes deshidratantes , ácido sulfúrico , pentóxido de fosforo , óxido de aluminio , bisulfato de potasio . Ejemplo :
ETANOL ETENO
También se forman dobles enlace por eliminación de dos halógenos de carbono contiguos , con Zinc en polvo ( reacción de Wurtz interna )
2,3 DIBROMOBUTANO 2 BUTENO + ZnBr
Método de Síntesis : El acetileno a partir del cal , coque ( carbón ) y agua , calentando las dos sustancias en un horno eléctrico a 3000º C y descomponiéndose con agua al carburo de calcio que se forma .
1 PROPENO 1,2 DIBROMO PROPANO PROPINO
PROPANAL 1,1 DIBROMOPROPANO 1 PROPINO
ACETONA PROPANONA 2,2 DIBROMOPROPANO
Acetilenos puros : Los alquinos terminales reaccionan con las soluciones de hidróxido cúprico formando precipitados de color café rojizo , los cuales cuando están secos se descomponen explosivamente .
ACETILURO CUPROSO
Con la acción de oxidantes más energicos ( solución ácida de permanganato , mezcla sulfocrómica , ocurre la descomposición oxidativa de las moléculas de las olefinas por el doble enlace .
1 BUTENO ACIDO PROPIONICO
ISOBUTILENO ACETONA
Reacción de sustitución : En algunos casos las olefinas pueden entrar en las reacciones de sustitución . El que se sustituye con más facilidad es el hidrógeno del átomo de carbono ( alpha )con relación al doble enlace .
Al actuar el cloro sobre el isobutileno , este se transforma en dicloro sustituido, aunque sea en grado insignificante ; el producto principal es un compuesto no saturado .
El isobutileno C4H8 es un gas ; esta contenido en la fracción butano - butilénica de los gases del cráqueo de donde se separa . Es utilizado para la síntesis del isoctano para la obtensión del poli isobutileno .
Los butilenos ( 1 buteno , 2 buteno ) son gases que se separan de la fracción butano - butelínica de los gases de craqueo . Al realizar la hidrogenación catalítica de los butilenos se obtiene el sutaolieno que es producto importante para la obstanción del caucho se
obtiene a partir del ciclopentano .
CUESTIONARIO .
I. Escriba las fórmulas estructurales de todos los isómeros del 1 , heptano y del 2 , octeno .
II. Escriba y complete correctamente las siguientes reacciones :
A. 1 buteno y cloro
B. 1 hepteno con ácido clorhídrico
C. 1 octeno con bromo
D. 2 penteno con el reactivo de Baeyer
E. 1 buteno con ácido nítrico .
III. Haga reacccionar el 2 penteno y que nombre recibe con :
A. Ácido clorhídrico .
B. Bromo
C. Reactivo de Baeyer
D. Ácido nítrico
E. Agua
IV. Indique las diferencias entre los alcanos y alquenos en las soluciones de reacción , oxidación , sustitución y alición .
