Unidad 3 De Quimica Organica.

ÍNDICE

Unidad 3 hidrocarburos insaturados: alquenos y alquinos.

3.1 alquenos.

3.1.1 estructura.

3.1.2 método de síntesis.

3.1.3 reacciones de eliminación.

3.1.4 reacciones de adicción.

3.2 alquinos.

3.2.1 fuentes de obtención de alquinos.

3.2.2 nomenclatura.

3.2.3 estructura y enlace: hibridación SP.

3.2.4 acidez de acetileno y alquinos terminales.

3.2.5 reacciones de alquilación de acetileno y acetilenos terminales.

3.2.6 reacciones, síntesis de alquinos por reacciones de eliminación.

3.2.7 reacciones de alquilos: adicción, reducción, hidratación, halogenacion y ozonalisis.

Unidad 3 hidrocarburos insaturados: alquenos y alquinos.

Un hidrocarburo insaturado es un hidrocarburo en que algún átomo de carbono no está saturado (es decir, unido a otros cuatro átomos exclusivamente por enlaces simples) sino que tiene algún enlace doble o triple.

Los hidrocarburos insaturados pueden ser de dos tipos: alquenos (con dobles enlaces) y alquinos (con triples enlaces). Todos ellos hidrocarburos lineales no cíclicos.

Combustión:

Hidrocarburo insaturado + O2 ----> CO2 + H2O

Alquenos

Tienen al menos un enlace doble entre dos átomos de carbono. El caso más simple es el eteno o etileno, CH2=CH2. El siguiente será el propeno, CH3-CH=CH2, con dos átomos de carbono unidos mediante un enlace doble y el otro con enlace simple.

Estos hidrocarburos se nombran de igual forma que los alcanos pero con la terminación -eno. El siguiente alqueno es el buteno. A partir precisamente del buteno será necesario precisar la posición del doble enlace numerando la cadena, ya que existen dos butenos con propiedades diferentes, que son el 1-buteno, CH3-CH2-CH=CH2, y el 2-buteno, CH3-CH=CH-CH3

Estos compuestos son isómeros, pues tienen la misma fórmula molecular (C4H8) y se llaman isómeros de posición. Los alquenos pueden ramificarse, al igual que los alcanos, ejemplo: el 2-metil-2-penteno.

Alquinos

Los hidrocarburos lineales que tienen al menos un enlace triple. Se nombran de forma similar a los alcanos adoptando la terminación -ino. Al igual que en los alquenos, a partir del butino hay que numerar la posición del triple enlace, y aparecen isómeros de posición. Además, los alquinos pueden ramificarse igual que los alcanos y alquenos, dando lugar a isómeros de cadena. El más simple de ellos es el acetileno o etino, y el siguiente de la serie es el propino.

3.1 ALQUENOS.

Características:

 Hidrocarburos insaturados (debido a la presencia de al menos un doble enlace)

 Fórmula general CnH2n (“monoalquenos”)

 Se nombran como los alcanos, pero el sufijo es –eno (eteno, propeno)

 Más rígidos y más reactivos que los alcanos.

 Se presentan en el gas natural, en el petróleo, y en el alquitrán (dehet), se forman durante el craqueo del petróleo.

 Presentan olores irritantes

 Experimentan reacciones de adición al doble enlace C=C

Propiedades:

a) Físicas.

 ‐ Parecidas a las de los alquenos (apolares)

 ‐ Los de pocos carbonos son gases (1‐4), otros son sustancias sólidas o líquidas (5-16)

 ‐ Puntos de fusión un poco más altos que los de los alcanos.

b) Químicas

 ‐ Son más reactivos que los alcanos.

 Los carbonos que participan en el doble enlace presentan hibridación sp2 (geometría triangular). El enlace doble se forma por un enlace tipo sigma y otro pi (menos estable)

 ‐ Presentan isomería geométrica cis /trans

3.1.1 estructura.

Los alquenos son hidrocarburos con enlaces dobles carbono-carbono. Se les denomina también olefinas. El alqueno más simple es el etileno cuya fórmula molecular es C 2H4. El doble enlace se representa, en una estructura de Lewis, mediante dos pares de electrones entre los átomos de carbono. La longitud del enlace C=C en el etileno es de 1.33 Å, mucho más corto que el enlace simple C-C del etano que es de 1.54 Å. La longitud del enlace C-H en el etileno es de 1.08 Å, ligeramente menor que el enlace C-H en el etano que es de 1-09 Å. Los ángulos de enlace de C-C- H y H-C-H son de 121.7° y 116.6° respectivamente.

Estas distancias y ángulos de enlace se pueden explicar admitiendo que los dos átomos de carbono que forman el doble enlace presentan una hidridación sp2 y que el doble enlace está constituido por un enlace σ y un enlace π. El enlace σ se forma por solapamiento de los orbitales sp2 de cada átomo de carbono. Cada uno de los enlaces C-H se forma por solapamiento de un orbital híbrido sp2 del carbono con el orbital 1s del hidrógeno.

3.1.2 método de síntesis.

Síntesis de alquenos (olefinas) por eliminación de alcoholes o haluros. Cuando los alcoholes se calientan en presencia de cantidades catalíticas de ácidos o los haluros de alquino en presencia de una base, se obtiene, en ambos casos un alqueno y agua.

Este método es particularmente útil para alcoholes cíclicos o muy sustituidos (terciarios). Los ácidos que se suelen emplear son el KHSO4 (sólido de más fácil manipulación que el H2SO4), H3PO4 o el POCl3 en piridina (menos ácido).

Para los alcoholes, la protonación presenta un equilibrio entre los reactivos (el alcohol de partida) y los productos (el alqueno y el agua). Para impulsar el equilibrio hacia la derecha es necesario eliminar el alqueno o el agua a medida que se van formando. Esto se consigue mediante la destilación del alqueno, más volátil que el alcohol (no puede formar puentes de hidrógeno), o mediante la adición de un agente deshidratante que elimine el agua a medida que ésta se va generando. Por ejemplo, el ciclohexeno se obtiene a partir del ciclohexanol mediante calentamiento en presencia de H3PO4 o de H2SO4 en un sistema de destilación. Como el ciclohexeno es más volátil que el ciclohexanol se va eliminando de la mezcla de reacción y de este modo el equilibrio del proceso se va desplazando hacia la derecha.

En general la deshidratación de alcoholes sigue un mecanismo E1 y por tanto el paso que determina la velocidad del proceso es el de la formación del carbocatión. Esto necesariamente implica que la facilidad de deshidratación de alcoholes en medio ácido, sigue el mismo orden que la estabilidad de los carbocationes. Alcoholes terciarios deshidratan más fácilmente que los secundarios y a su vez, que los primarios Los alcoholes pueden ser convertidos

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