Alquenos

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Los alquenos suelen encontrarse con facilidad en moléculas orgánicas y biológicas; un ejemplo es, β - caroteno:

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Los alquenos más sencillos y con más producción en la industria son el etileno y el propileno, utilizadas en la síntesis de polietileno, propileno, etilenglicol, ácido acético, acetaldehído y otras sustancias más.

        El etileno y el buteno son sintetizados por medio del craqueo térmico de los alcanos ligeros (C2-C8).

Las reacciones a altas temperaturas ocasionan el rompimiento homolítico espontaneo de enlaces C – C y C – H, dando como resultado fragmentos pequeños.

Los alquenos a diferencia de los alcanos tienen menos hidrógenos, esto se debe a los dobles enlaces que se formados, por lo tanto, es considerado como insaturado.

        Cada enlace doble en una molécula corresponde a una pérdida de dos hidrógenos.

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Se nombran similar a los alquenos, cambiando solo la terminación con el sufijo -eno en lugar de -ano, para identificarlos existen tres pasos.

[pic 9]Nombre al hidrocarburo principal. Encontrar la cadena de carbonos más larga que contenga el enlace doble, nombrando el compuesto utilizando el sufijo -eno.[pic 10]

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Numerar los átomos de carbonos en la cadena. Se comienza del extremo mas cercano del doble enlace o, si el enlace doble enlace es equidistante de los extremos, comience en el extremo mas cercano al primer punto de ramificación. Esta regla asegura que el doble enlace reciba los números más bajos.

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[pic 14]Escriba el nombre completo. Se nombran los sustituyentes de acuerdo con sus posiciones en la cadena y enlistarlos de orden alfabético. Se indica la posición del enlace doble dando al número del primer carbono del alqueno y posicionar el numero antes que el nombre del hidrocarburo principal. Si se encuentra más de un enlace doble se utilizan los sufijos -dieno, -trieno y así sucesivamente.

[pic 15]La UIPAC recomienda colocar el número que indica la posición del enlace doble antes del sufijo -eno, en lugar de antes del nombre del hidrocarburo principal.

        En el caso de los cicloalquenos, se nombran de manera muy similar que los alquenos de cadena abierta, pero, en ellos se comienza a numerar de tal manera que el enlace doble se encuentra entre C1 y C2 y el primer sustituyente tenga un numero lo más bajo posible, por lo que no es necesario indicar la posición del enlace doble, debido a que siempre se encontrara entre C1 y C2.

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[pic 17]         Los alquenos se conforman como nucleófilos en reacciones polares, esto se debe a que el enlace doble carbono – carbono es rico en electrones y puede donar un par de electrones a un nucleofílico.

        Las reacciones de adición electrofílica se pueden explicar con el siguiente mecanismo de ejemplo:

1. Un átomo de hidrogeno en el electrófilo HBr es atacado por electrones π del enlace doble nucleofílico, formando un nuevo enlace C – H; esto deja al otro átomo de carbono con una carga + y un orbital p vacío. Simultáneamente, dos electrones del enlace HBr mueven al bromo, dando un anión bromuro.

1. [pic 18]El anión bromuro dona un par de electrones al átomo de carbono cargado positivamente, formando así un enlace C – Br y el producto de adición neutro.

La reacción comienza con un ataque en el hidrogeno del electrófilo, HBr, por los electrones del enlace π nucleofílico. Como se muestra anteriormente por la flecha cura, dos electrones del enlace π forman un nuevo enlace σ entre el hidrogeno entrante y un carbono del alqueno. El carbocatión intermediario que resulta es por sí mismo un electrofílico, el cual puede aceptar un par de electrones del ion nucleofílico Br- para formar un enlace C – Br y forman un producto de adición neutro.

[pic 19]        El diagrama de energía para la reacción de adición electrofílica total tiene dos picos (estados de transición) separados por un valle (carbocatión intermediario). El nivel de energía del intermediario es mayor que el del alqueno inicial, pero la reacción como un todo es exergónica. (DG° negativo). La primera etapa, es decir la protonación del alqueno para producir el catión intermedio es relativamente lenta, pero, una vez formado, el catión intermediario reacciona rápidamente para formar el producto final bromuro de alquino. La velocidad relativa de las dos etapas está indicada en el siguiente perfil de reacción el hecho de que DGt1 es mayor que DGt2.

La adición electrofílica a alquenos no sólo es exitosa con HBr, sino también con HC1 y HI y H2O. [pic 20]

En la adición de HX a un alqueno, se forma como intermediario el carbocatión más sustituido en lugar del menos sustituido.

Por ejemplo, la adición de H+ al 2-metilpropeno produce el carbocatión terciario intermediario en lugar del carbocatión primario alternativo y la adición al 1 - metil - ciclohexeno produce un catión terciario en lugar de uno secundario.

Esto sucede debido al siguiente mecanismo:

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