Semana 17 Hidrocarburos insaturados

Presentación del tema: "Semana 17 Hidrocarburos insaturados"— Transcripción de la presentación:

1 Semana 17 Hidrocarburos insaturados
Semana 17 Hidrocarburos insaturados. Alquenos y Alquinos Nota: diapositivas con figuras y tablas, proporcionadas por Licda: Lilian Guzmán.

2 Alquenos Conocidos también como “olefinas”.
Oleum = Aceite finnus: afinidad ó apariencia “ de apariencia aceitosa” Poseen por lo menos un doble enlace C = C Formula General CnH2n ( si solo poseen un doble enlace, deben restarse 2 H por cada doble enlace adicional que posee). Terminación “eno”

3 Generalmente no requieren agente catalítico
Continuación…. 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, en reacciones de adición NO se forman productos secundarios ( excepto oxidación con KMnO4 ). Generalmente no requieren agente catalítico ( excepto la hidrogenación e hidratación). También experimentan combustión similar a los alcanos (ésta no es reacción de adición)

4 Tipo de Hibridación presente en alquenos
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.

5 Los carbonos del doble enlace presenta un enlace sigma (  )y un pi ( )
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. 5

6 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. 6

7 Muchos de los sabores y aromas generados por ciertas plantas poseen dobles enlaces en sus estructuras. Citronelol (geranio) Limoneno (cítricos) -felandrena Eucalipto 7

8 Algunas biomoléculas que también presentan dobles enlaces
Ácidos grasos insaturados: 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: Vitaminas

9 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).

10 Propiedades físicas de los alquenos
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.

11 Nomenclatura UIQPA Escoja la cadena carbonada más larga que incluya al doble enlace. Numere la cadena desde el extremo más cercano al doble enlace. Indique la posición del doble enlace a través de un número, y haga terminar en “eno” el nombre de el alcano que lo origina. Si hay otros sustituyentes menciónelos de primero siguiendo las normas ya vistas. 5- A partir del Buteno hay que indicar la posición del doble enlace.

12 CH2=CH -CH=CH2 : 1,3-Butadieno
Si hay dos ó más dobles enlaces, use los prefijos di-, tri-,tetra- . De nombre a los ejemplos que no tienen. CH2=CH -CH=CH2 : 1,3-Butadieno 2) CH2=CH -CH2-CH=CH2 _____________________ 3) CH2= CH CH2 CH=CH CH2CH=CH2 _________________________________ 4) CH3 CH ,3-dimetil-1,3-pentadieno CH2= C C =CHCH3 12

13 Nombre y fórmula molecular
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 13

14 CH3-CH=CH-CH2-CH3 ______________________________
Ejercicios de el nombre UIQPA ó escriba estructura de: CH3-CH=CH-CH2-CH3 ______________________________ CH3 CH3-CH2-CH-C=CH _________________________________ CH2 CH3-CH-C=CH-CH3 ____________________________________ 14

15 ______________________________________
_______________________________________ 15

16 Nomenclatura común CH2=CH2 Etileno CH3CH=CH2 Propileno
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=CH Etileno CH3CH=CH Propileno CH2=CHCH2CH3 -butileno ( doble enlace entre C1 y C2 ) CH3CH=CHCH3 -butileno (doble enlace entre C2 y C3 ) CH3C=CH Isobutileno CH3

17 CH3 CH=CHCH3 2-Buteno * ó But-2-eno CH3-CH-C=CH-CH3 CH3
Variaciones en la forma como se indica la posición del doble enlace en la cadena carbonada: CH3 CH=CHCH Buteno * ó But-2-eno CH3-CH-C=CH-CH3 CH3 2-metil-2-penteno * 2-metilpent-2-eno * Las usadas en el curso.

18 Alquenos simétricos y asimétricos.
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=CHCH (CH3)2C=C (CH3)2 Asimétricos: si los sustituyentes de los carbonos del doble enlace son diferentes: CH2=CHCH (CH3)2C=CHCH3 Note que el número de H es diferente en los carbonos involucrados en el doble enlace, en los alquenos asimétricos.

19 Reactivos simétricos y asimétricos
Simétricos Asimétricos H2 : H-H H2O : H-OH Cl2 : Cl-Cl H2SO4 : HO-SO3H también H-OSO3H Br2: Br-Br HCl : H-Cl Las flechas indican los puntos donde ocurre la I2 : I-I la ruptura del enlace y los segmentos que se originan son los que se adicionan a los carbonos involucrados en el doble enlace.

20 Hidratación : Requiere CATALÍTICO ÁCIDO.
Propiedades Químicas 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 C – C - H OH H2SO4 20

21 Ejemplos: 2-metil-2-buteno + H2O H2SO4 CH3CH=CH2 + H2O CH3 – CH – CH3
H2SO OH CH3 C= CH-CH2CH3 + H2O  CH3-C-CH2CH2CH3 CH CH3 Note: el producto es el principal ya que el H se adiciona a donde hay más hidrógenos y el –OH donde hay menos Hidrógenos Complete la siguiente ecuación: 2-metil-2-buteno + H2O H2SO4 H2SO4 21

22 HIDROGENACIÓN 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. CH3CH = CHCH3 + H CH3-CH2CH2CH3 2-Buteno Butano Escriba la reacción de hidrogenación del 1,4-hexadieno. H H H H R- C = CH + H:H R – C – C - H H H Pt ,Ni o Pd Pt, Ni o Pd 22

23 HALOGENACIÓN 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 + Cl CH3CHCHCH3 2-buteno Cl Cl 2.3-diclorobutano 23

24 Escriba ecuaciones o complételas :
1) Adición de Iodo al 2,4-hexadieno 2) CH2=CHCH2CH3 + F2  3) Si en una reacción obtenemos 2,3-dicloropentano, escriba la ecuación que muestre la reacción:

25 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 ) Ejemplo : ( ecuación NO balanceada) CH3CH=CHCH3 + KMnO4  CH3CH-CHCH3 + MnO2 + KOH OH OH C=C + KMnO C - C- OH OH glicol 25

26 Ejemplos : Complete las siguientes reacciones:
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 26

27 Adición de H2SO4 a un alqueno
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 adicion del H2SO4 al 3-hexeno:

28 Tipos de isomería presentes en los alquenos
!-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 28

29 2-Isomería Funcional: Los alquenos con un doble enlace son isómeros funcionales de los cicloalcanos. Observe al ciclopentano con fórmula C5H10 y al Penteno, con fórmula C5H10. pertenecen a familias diferentes :Cicloalcanos y alquenos Ciclopentano ( C5H10 ) Penteno ( C5H10) CH2=CHCH2CH2CH3

30 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.

31 Escriba los isómeros cis y trans del 2-penteno.
H3C CH 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. 31

32 Lea sección 12.2 y responda:
1-Escriba estructuras y nombres de los isómeros cis y trans del 3-hexeno

33 ALQUINOS 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 - 33

34 Tipo de hibridación, geometría y ángulo de enlace que presentan los alquinos.
Debido a la presencia de al menos un triple enlace entre dos carbonos, van a tener dos enlaces Pi (  )y uno sigma (  ), la hibridación en los carbonos del triple enlace es SP, el Angulo de enlace en esos carbonos es de 180 °C y la geometría es Digonal ( lineal) como puede verse en la diapositiva anterior,

35 FORMULA GENERAL Un alquino contiene cuatro átomos de hidrógeno menos que el alcano correspondiente. ( por cada triple enlace adicional, se pierden 4 Hidrógenos). CnH2n-2 35

36 NOMENCLATURA común HCΞCH Acetileno CH3CΞCH Metilacetileno CH3CH2C ΞCH
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 36

37 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 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. 37

38 Nombre común Nombre UIQPA
Comparación de sistema Común vrs UIQPA 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 38

39 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 39

40 Ejercicios: De nombre o escriba estructuras de los sigs compuestos.
4) CH3 1) CH3 CH2CCH2CΞCCH3 ____________________________________ CH2CH3 5) _________________________________ 2) CH3CH2CΞCCH3 6) _____________________ _____________________ 7) 3) 4-etil-2-heptino ______________________ 40

41 Ejercicios: De nombre de los sigs. compuestos.
_____________________________ _________________________________ _________________________________ 41

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