HIDROCARBUROS INSATURADOS Semana 17 HIDROCARBUROS INSATURADOS (Alquenos y Alquinos) Definición, representación y formula general Nomenclatura UIQPA (incluír dienos y trienos) Común (etileno, propileno, butileno, isobutileno) Propiedades físicas. Reacciones químicas de alquenos: Adición de: H2, halógenos y H2O (aplicando Regla de Markovnikov) Oxidación con KMnO4 Isomería de posición y geométrica Usos e importancia LAB 17: Propiedades Químicas de Hidrocarburos

ALQUENOS (se identifican por sus nombres terminados en eno Otro nombre: OLEFINAS (apariencia aceitosa) La función química es el doble enlace. En su estructura presentan 1 ó más dobles enlaces. Fórmula General CnH2n (isómeros de cicloalcanos) Son muy reactivos (dan reacciones de adición) -CH2-CH = CH-CH2-

Importancia El doble enlace es muy común a nivel molecular de la vida en particular en lipidos (grasas y aceites) La sustancia responsable de la maduración de las frutas es el ETENO (común:Etileno), homólogo mas pequeño de la familia de los alquenos.

NOMENCLATURA Sistema común Los nombres comunes de los alquenos tienen la terminación ileno

Nomenclatura UIQPA (son las reglas básicas de alcanos con algunas modificaciones) Buscar la cadena carbonada más larga que incluya al doble enlace. Este será el alqueno básico. Numerar la cadena empezando en el extremo donde le queden los # más pequeño a los C con doble enlace. Indicar la posición del doble enlace escribiendo el # menor de los dos C=C antes del nombre básico. Nombrar con terminación eno. Si hay otros sustituyentes se nombran siguiendo las reglas ya aprendidas para los alcanos.

Ejemplos UIQPA de alquenos con doble enlace entre los carbonos 1 y 2 NOMBRE ESTRUCTURA Eteno CH2=CH2 Propeno CH2=CHCH3 1-buteno CH2=CHCH2CH3 1-penteno CH2=CHCH2CH2CH3 1-hexeno CH2=CHCH2CH2CH2CH3 1-hepteno CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH3 1-octeno CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH3 1-noneno CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 1-deceno CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

EJEMPLO: Hepteno 4-Etil-6-metil-3-hepteno 3-DOBLE ENLACE 4- Etil 1 2 3 4 5 6 7 Hepteno 3-DOBLE ENLACE 4- Etil 6- Metil 4-Etil-6-metil-3-hepteno

Ejercicios : 6. 7. 1. CH3-CH=CH-CH2-CH3 2. 5-etil-4-metil-1-hepteno 3. 2,3-dimetil-2-buteno .4. 5-etil-4-metil-1. 5. 6. 7.

Si hay dos ó más dobles enlaces, usar los prefijos di-,tri-,tetra-, antes de la terminación eno. CH2=CH -CH=CH2 1,3-Butadieno 2) CH2=CH -CH2-CH=CH2 3) CH2= CH-CH2-CH=CH-CH2 -CH=CH2 4) CH3 CH3 CH2= C C =CHCH3 9

Propiedades Físicas de los Alquenos Los alquenos y los alcanos con el mismo # de Carbonos tienen propiedades físicas muy similares. Los alquenos son insolubles en H2O Son solubles en disolventes orgánicos Los alquenos son menos densos que el agua. El punto de ebullición, y fusión aumenta al aumentar el número de Carbonos presentes en la cadena. Las ramificaciones disminuyen el punto de ebullición.

Propiedades Químicas Los alquenos experimentan reacciones de ADICIÓN. Por ejemplo : Adición de Agua (Hidratación) Hidrogenación Halogenación Oxidación con KMnO4 (Test de Baeyer)

Alquenos simétricos y asimétricos. Simétricos: cuando hay sustituyentes iguales en los carbonos del doble enlace. Ejemplo: CH3CH=CHCH3 (CH3)2C=C (CH3)2 Asimétricos: es aquel en donde los dos carbonos que forman el doble enlace contiene número desiguales de hidrógenos. CH2=CHCH3 (CH3)2C=CHCH3

Reactivos simétricos y asimétricos SIMETRICOS ASIMETRICOS H2 H - H H2O H - OH Cl2 Cl -Cl HCl H - Cl Br2 Br-Br H2SO4 HO- HSO3 I2 I -I

Adición de Agua ó Hidratación (H2O ó H-OH es un reactivo asimétrico) Cuando se hidrata un alqueno se forma un alcohol. Es necesario que se agregue un catalítico ácido (H2SO4). Ej: alqueno simétrico CH2=CH2 + H2O CH2-CH2 H OH C = C +H2O C – C - H OH H2SO4 H2SO4

Regla de Markovnikov: CH3CH=CH2 + H2O CH3 – CH - CH2 OH H ALCOHOL Cuando un reactivo asimétrico se adiciona a un alqueno asimétrico, la parte + del reactivo (en este caso el H+) se adiciona al carbono con más hidrógenos y la parte – al C con menos H. CH3CH=CH2 + H2O CH3 – CH - CH2 OH H ALCOHOL H2SO4

Ejemplos : CH3CH=CH2 + H2O CH3 – CH - CH2 OH H H2SO4 OH CH3 C= CH-CH2CH3 + H2O  CH3-C-CH2CH2CH3 CH3 CH3 Complete la siguiente ecuación: 2-metil-2-buteno + H2O H2SO4 H2SO4 16

HIDROGENACIÓN CH2 = CHCH3 + H2 CH3-CH2CH3 Propeno Propano Al hidrogenar un alqueno se forma el alcano correspondiente (requiere catalítico Pd, Pt, Ni ) . Se adiciona una molécula de H2, por cada doble enlace. CH2 = CHCH3 + H2 CH3-CH2CH3 Propeno Propano H H H H R- C = CH + H:H R – C – C - H H H Pt ,Ni o Pd Pt, Ni o Pd 17

HALOGENACIÓN C=C + X-X -C-C- X X CH3CH=CHCH3 + Cl2 CH3CHCHCH3 Cl Cl Es la adición de Cloro, Bromo, Yodo y Flúor a un doble enlace. Se adiciona una molécula de halógeno (F2, Cl2, I2, Br2) por cada doble enlace. No necesita agente catalítico. C=C + X-X -C-C- X X CH3CH=CHCH3 + Cl2 CH3CHCHCH3 Cl Cl 18

OXIDACION CON KMnO4 (test de Bayer ) Al reaccionar con KMnO4 los alquenos se oxidan a glicoles (alcoholes polihidroxlados que tienen dos radicales –OH en carbonos vecinos). La manifestación de una reacción positiva es un color y precipitado café ( MnO2). No necesita catalítico. Ejemplo: CH3CH=CHCH3 + KMnO4  CH3CH-CHCH3 + MnO2 + KOH OH OH C=C + KMnO4 -C - C- OH OH glicol 19

Ejemplos : Complete las siguientes reacciónes: CH2=CH(CH2)5CH3 + KMnO4  CH2CH(CH2)5CH3 + MnO2 + KOH + H2O 1-octeno OH OH (1.2-octanodiol) Complete las siguientes reacciónes: a) CH3CH=CHCH2CH2CH3 + KMnO4  b ) ____________________+ KMnO4  2,3-pentanodiol + MnO2 +KOH 20

ISOMERIA en los alquenos ISOMEROS DE POSICIÓN Y DE CADENA Tienen la misma formula molecular (C4H8) pero esqueletos de carbono diferentes. El 1 y 3 son isómeros de posición. El 1y2 y son isómeros de cadena. El doble enlace es rígido, no tiene rotación como el enlace covalente simple. CH2=CHCH2CH3 1-BUTENO CH3 CH2=C-CH3 2-METILPROPENO CH3CH=CHCH3 2-BUTENO 21

Isomería Geométrica: cis-trans En los alquenos, no hay rotación alrededor de los carbonos unidos por el doble enlace, por lo que unos átomos ó sustutuyentes quedan arriba o abajo del doble enlace. Si al seguir la cadena carbonada principal, todos los carbonos 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. Ej: 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 3-penteno. 23

Otro ejemplo de isomería geométrica cis-trans: CH3 H C = C H Cl CH3 Cl C = C H H trans-1-cloro-1-propeno cis-1-cloro-1-propeno

ALQUINOS El alquino mas sencillo es el acetileno (CHΞCH). - C Ξ C - Hidrocarburo con al menos un triple enlace carbono-carbono. El alquino mas sencillo es el acetileno (CHΞCH). REPRESENTACIÓN GENERAL FORMULA GENERAL - C Ξ C - CnH2n-2

NOMENCLATURA sistema común Los alquinos se nombran como derivados del alquino más sencillo , el acetileno. Se menciona en orden alfabético el nombre de los radicales a cada lado del triple enlace y a continuación la palabra acetileno. Si el mismo radical se repite dos veces se usa prefijo di HCΞCH Acetileno CH3CΞCH Metilacetileno CH3CH2C ΞCH Etilacetileno CH3CΞCCH3 Dimetilacetileno CH3CH2CH2CΞCH n-propilacetileno CH3CH2CΞCCH3 etilmetilacetileno 26

Sistema UIQPA El procedimiento para dar nombre a los alquinos es igual al que se utiliza para los alquenos. Para indicar la presencia del triple enlace en el compuesto se usa el sufijo -ino y debe agregarse a la raíz del alcano básico.

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: nombre o escriba las estructuras 4) CH3 1) CH3 CH2CCH2CΞCCH3 ____________________________________ CH2CH3 5) _________________________________ 2) CH3CH2CΞCCH3 6) _____________________ _____________________ 3) 4-etil-2-heptino ______________________ 29