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Hidrocarburos: Alquenos

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Introduccin Cmo se llaman? Orbitales hbridos. Isomera. Propiedades fsicas de los alquenos. Propiedades qumicas de los alquenos. Problemas Cmo obtenerlos en el laboratorio ?

Agregado: 12 de ABRIL de 2007 (Por Annimo) | Palabras: 0 | Votar! | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
Categoría: Apuntes y Monografas > Qumica >
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    Autor: Annimo (info@alipso.com)

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    8.     Hidrocarburos II parte

    Alquenos

    8.1     Introduccin

    Qu nos proponemos?

          Caracterizar los hidrocarburos insaturados

          Vincular los grupos funcionales con las propiedades qumicas

    Cuando hablamos de hidrocarburos etilnicos, o alquenos nos referimos a molculas de hidrocarburos que presentan en su estructura por lo menos un enlace covalente doble.

    El ms importante de este grupo es el etileno o eteno.

    8.2     Cmo se llaman ?

     

    Los alquenos se nombran de acuerdo con las siguientes reglas :

       Se agrega el sufijo eno, al prefijo que indica la cantidad de tomos de carbono contenidos en la cadena.

       La cadena principal es la ms larga que contiene el doble enlace.

       Se numera desde el extremo ms prximo al doble enlace.

    2-propil-1-penteno

    Modelizacin de 2-propil-2-penteno (el doble enlace se percibe por la geometra). No se consigna con dos segmentos

    4,5,6-trimetil-2-hepteno

     

    8.3     Otra vez los orbitales hbridos

    Carbono hibridizado trigonalmente, con el orbital p sin hibridizar.

     

     

     

     

    Uniones p, formadas por superposicin lateral de los orbitales p puros de cada carbono.

    Iniciaremos el anlisis de la naturaleza del enlace doble a partir del alqueno ms sencillo, el eteno.

    Los tomos de carbono, en aquellos compuestos que presentan enlaces covalentes dobles tienen una geometra plana, producto de la hibridizacin del carbono, que en este caso es sp2.

    Analicemos lo anterior con detenimiento : los tomos de carbono, que se encuentran formando un doble enlace, no pueden presentar hibridacin sp3, porque este tipo de disposicin espacial no es compatible con la geometra plana que caracteriza a los alquenos.

    Se combinan entonces un orbital 2s con dos orbitales 2p, y queda libre un orbital p puro. La mezcla de los tres primeros da lugar a la formacin de tres orbitales que se orientan hacia los vrtices de un tringulo equiltero, en un mismo plano, formando entre s ngulos de 120.

    Por arriba y por debajo de ese plano queda el orbital p sin hibridizar, perpendicular al plano definido por los orbitales hbridos.

    En la molcula de eteno, los dos tomos de carbono presentan tres enlaces de tipo sigma formados por solapamiento frontal de los orbitales sp2-sp2 (uno de cada carbono) y cuatro enlaces de tipo s entre los tomos de carbono y los orbitales s del hidrgeno.

    Pero entonces, cmo se forma el enlace doble?

    Los orbitales p de cada tomo de carbono se encuentran paralelos, por lo tanto su superposicin slo puede ser lateral. Se genera as un nuevo orbital molecular entre los tomos de carbono al que llamaremos unin p

     

    Actividades :

    Modelo para armar...

    Les proponemos ahora haciendo uso de modelos moleculares como los anteriores, armar molculas tales como eteno, propeno, metilpropeno o 2-metilbuteno

    Qu necesitamos ?

    a)    Esferas de telgopor, plastilina, o crealina (preferentemente de dos tamaos y colores distintos).

    b)   Escarbadientes, varillas.

    c)    Cinta adhesiva.

    d)   Papel, cartulina.

    e)    Lpiz y transportador

    Cmo lo hacemos ?

     

     

     

     

     

    Opcin ii)

    a)    Construimos un ngulo de 120 sobre un trozo de cartulina, y le quitamos del centro un sector de radio igual al de la esfera que utiliza como tomo de carbono

    b)    Sobre la lnea ecuatorial de la esfera que representa el tomo de carbono se disponen tres varillas, orientadas hacia los vrtices de un tringulo equiltero formando entre s ngulos de 120.

    c)    Opcin

    i) Coloquen dos resortes de 5 cm de longitud y 0.5 de dimetro del espiral en los polos, de forma tal que queden perpendiculares al plano definido por las tres varillas anteriores. Los resortes representan la unin p.

    ii) Inserten dos varillas en los polos de la esfera, formando, igual que en el caso anterior ngulos de 90 con el plano definido por los orbitales sp2.

    Unan los dos tomos de carbono entre s, por medio de la cinta adhesiva, a travs de los palillos para representar el enlace pi tal como se muestra en el dibujo.

    d)    Inserten las esferitas correspondientes a los tomos de hidrgeno.

     

    Para pensar entre todos 

    Observen el modelo que corresponde al 2-buteno :

    a)   Enumeren todos los orbitales presentes.

    b)    Qu tipo de hibridizacin presentan los distintos tipos de tomos de carbono presentes en esta molcula ?

    c)    Qu enlaces creen que son ms estables, los p o los s ? Por qu?

     

    Conclusiones

    Los orbitales s se forman por superposicin frontal de distintos orbitales atmicos, y solo puede formarse un enlace s entre dos tomos.

    Los orbitales p se producen por superposicin lateral de orbitales p, generando dos zonas de alta densidad electrnica, por encima y por debajo del plano que une los dos ncleos, y con un marcado plano nodal[1], son menos estables que los orbitales s, y puede formarse ms de un orbital p entre dos tomos.

    8.4     - Isomera

    Recordemos qu significa que dos compuestos sean ismeros :

     

    Son ismeros aquellos compuestos que tienen la misma frmula molecular pero difieren en sus propiedades fsicas y/o qumicas.

    Son ismeros de cadena

    Son ismeros de posicin

    Son ismeros geomtricos

     

    Dentro de esta definicin de ismeros podemos considerar distintos tipos :

    a)    Ismeros de cadena (ver unidad 6 correspondiente a alcanos) donde los tomos de carbono se disponen formando distintas cadenas.

     

     

     

    b)    Ismeros de posicin : la cadena carbonada tiene la misma longitud pero difieren en la ubicacin del doble enlace o de algn otro grupo funcional.

     

     

    c)    Ismeros geomtricos[2]: se diferencian en la distribucin espacial de los tomos, con respecto al doble enlace.

     

     

    Los alcanos pueden presentar este tipo de isomera ?Por qu ?

     

     

     

    Qu particularidad presentan los alquenos ?

     

     

    Puede el propeno presentar este tipo de isomera ? Por qu ?

     

    Qu condicin se debe cumplir para que exista isomera geomtrica ?

     

     

    Comparen el punto de ebullicin del cis 2-buteno con el del trans 2-buteno. Cmo lo explican?

     

     

    En el caso del cis-2-buteno, ambos grupos metilos quedan del mismo lado con respecto al doble enlace, mientras que en el caso del trans-2-buteno estos radicales se encuentran en el mismo plano tambin pero en lados opuestos con respecto al doble enlace.

    8.5     - Propiedades fsicas de los alquenos

    Qu diferencias estructurales existen entre los alcanos y los alquenos ?

     

     

    Podemos comparar su estructura con la de los alcanos y deducir sus propiedades fsicas. Son poco solubles en agua, (aunque son considerablemente ms solubles que los alcanos, debido a que la mayor concentracin de electrones en la doble ligadura produce una mayor atraccin del extremo positivo del dipolo de la molcula de agua), tienen bajos puntos de fusin y ebullicin.

    Cmo puede explicarse esto en funcin de sus uniones intermoleculares?

    8.6     - Propiedades qumicas de los alquenos

     

     

     

     

    La energa de enlace es la DH necesaria para romper un mol de enlaces C-C o C=C.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Los aceites estn formados por molculas que contienen en sus cadenas dobles enlaces. Cuando estos dobles enlaces se oxidan se produce la ruptura de dobles enlaces dando lugar a cidos y aldehdos voltiles, responsables de los cambios de sabor y de aroma (lo que se conoce como enranzamiento).

     

     

    Se representan molculas hipotticas de grasas (arriba) y aceite (abajo), donde se observa la forma que adquiere la molcula como consecuencia de la presencia de dobles enlaces en las cadenas de carbono.

    La hidrogenacin de dobles enlaces tiene una importante aplicacin industrial : la obtencin de margarinas.

    Los dobles enlaces cis, presentes en los aceites no permiten la agrupacin caracterstica de las grasas representadas en la figura superior.

    El hidrgeno se adiciona sobre los dobles enlaces del aceite, la molcula adquiere una estructura diferente, ms simtrica que permite que las molculas se dispongan de una manera ms compacta, lo que aumenta su punto de fusin

     

    A diferencia de los alcanos son muy reactivos. La unin p es ms dbil que la mayora de los enlaces s entre tomos de carbono y tomos de otros elementos. De hecho la energa necesaria para romper un enlace p es de 58 kcal/mol mientras que para romper un enlace s se requieren 85 kcal/mol.

    Adems los electrones del orbital p estn ms expuestos que los del s y por lo tanto pueden ser atacados por agentes electroflicos[3].

    Las reacciones ms comunes de los alquenos se conocen con el nombre de adicin.

    Reacciones de adicin

    1.- Adicin de grupos idnticos o simtricos

    a) Halogenacin : Analizaremos el comportamiento de los alquenos a partir de un sencillo experimento. Agreguen a sendos tubos de ensayos que contienen un alcano y un alqueno respectivamente unas gotas de solucin de Br2/CCl4 (Tengan cuidado cuando trabajen con soluciones de bromo ! ! ! No debe tener contacto con la piel) Les proponemos discutir con sus compaeros las observaciones de los resultados.

    La reaccin ms caracterstica de la doble ligadura es la adicin de cloro y bromo, en fase lquida, a aquellos alquenos en los cuales cada uno de los tomos de carbono que comparten el doble enlace est unido por lo menos a un tomo de hidrgeno.

    Se forman dihalogenuros (compuestos que contienen 2 tomos de halgenos por molculas).

    Mecanismo:

          Al estar prximos los electrones p a un extremo de la molcula de halgeno se polariza el enlace, los electrones s de la molcula de bromo se desplazan hacia el otro extremo. Se origina una zona con baja densidad electrnica sobre uno de los tomos de bromo.

          Se forma un compuesto intermedio, donde el bromo se encuentra unido a los dos tomos de carbono del doble enlace conocido como ion bromonio cclico . El bromo se transfiere en forma de bromo positivo, le faltan un par de electrones. stos quedan en el ion bromuro.

    El ion bromuro (u otro de otra molcula) reacciona con el ion bromonio y se forma el producto.

    b) Hidrogenacin heterognea : Se agita una solucin del alqueno, y se inyecta hidrgeno a una presin leve, en presencia de una pequea cantidad de catalizador. La reaccin es rpida y suave, y una vez completa, se filtra la solucin del catalizador. El catalizador utilizado puede ser Pt, Pd o Ni. El platino, paladio, nquel, rodio o rutenio son catalizadores heterogneos activos para la hidrogenacin a 25 C. Es un mtodo clsico, muy utilizado[4].

    El catalizador reduce la energa de activacin, de modo que pueda proceder rpidamente a temperatura ambiente. No modifica el cambio neto de energa del proceso total, slo rebaja el mximo energtico entre reaccionantes y los productos. Los reactivos se adsorben en la superficie del metal dividido finamente. Se cree que la superficie del metal rompe el enlace p del alqueno antes que ste se combine con el hidrgeno.

    2.- Adicin de compuestos asimtricos

    a)   Adicin de hidrcidos (HCl o HBr):

    Los hidrcidos son cidos fuertes, y por lo tanto se disocian totalmente. Los iones hidrgeno (especies deficientes de electrones y por ello agentes electroflicos) se orientan hacia el doble enlace. De este ataque resulta una carga positiva : un ion carbonio, que luego se estabiliza al unirse con un anin (cloruro o bromuro).

    Las consecuencias evidentes son que se alcanza la saturacin y los tomos de carbono pierden su hibridacin sp2. Este tipo de adiciones se conocen como adiciones electroflicas

    La facilidad en la adicin depende de la fuerza del cido por lo que para soluciones concentradas :

    HI > HBr > HCl > HF

    Para esta reaccin podramos sugerir las siguientes etapas

    El cido se encuentra disociado segn : HCl ------ H+ + Cl-

     

     

     

    Slo puede formarse el 2-cloropropano en esta reaccin ?

    Regla de Marcownicoff

    Cuando una molcula polar se adiciona a una doble ligadura carbono - carbono, la parte positiva de dicha molcula polar se adiciona al carbono ms hidrogenado.

    El extremo ms positivo se une al carbono ms hidrogenado.

    Nota : Sin embargo debemos aclarar, que la generalizacin anterior como todas las generalizaciones, no es del todo buena. En realidad, en las reacciones de sntesis se obtienen mezclas de productos, de los cuales el que predomina es aquel que cumple con la regla mencionada.

    Los iones carbonio se ubican segn orden creciente de estabilidad como:

    1 (ms estable) < 2 < 3 (menos estable)

     

    Sin embargo existe un comportamiento anmalo en el caso del HBr si se encuentran presentes oxgeno o perxidos. Bajo estas condiciones, el mecanismo de adicin es el opuesto al formulado en la regla anterior. Por ejemplo cuando el 1-buteno reacciona con el HBr en presencia de perxidos, se obtiene en mayor proporcin el 1-bromobutano[5]. Esto no se verifica para el HCl y el HI.

     

    c)   Adicin de cido sulfrico : Al mezclar un alqueno con cido sulfrico a temperatura ambiente se produce la adicin con formacin de los sulfatos cidos de alquilo ismeros.

    Por qu ? Qu mecanismo propondran ?

    A medida que aumenta el nmero de tomos de carbono y las ramificaciones la adicin se produce ms fcilmente.

    Si la solucin sulfrica se diluye con agua se obtiene un alcohol con el mismo grupo alquilo que el sulfato original. Se dice que ha hidrolizado.

     

     

    Reacciones de oxidacin 

    Las molculas orgnicas pueden oxidarse con distinta intensidad segn el grado de oxidacin de su grupo funcional, por ejemplo la adicin de oxgeno implica una reaccin de oxidacin.

    a) Oxidacin de la doble ligadura con permanganato de potasio (Reaccin de Bayer): Los alquenos son atacados por agentes oxidantes con gran facilidad. Se obtienen alcoholes dihidroxilados llamados glicoles Los glicoles se oxidan an ms con ruptura del enlace carbono - carbono. Los oxidantes comunes son permanganato de potasio en medio alcalino, sin enfriar, en medio cido y dicromato de potasio en medio sulfrico.

    Estos agentes oxidantes tienen la virtud adicional de ser coloreados, y al producirse la reduccin, cambian de color en forma evidente, lo que permite visualizar la reaccin con facilidad

     

     

    medio cido

    Mn2 + (solucin rosada o incolora)

    MnO4 -

    medio neutro

    MnO2 (ppdo. Pardo)

     

    medio bsico

    MnO4 2- (solucin verde inestable)

     

     

    Cuando la oxidacin es enrgica se produce ruptura del enlace C C. Los productos de la oxidacin, dependen de la ubicacin del doble enlace en la molcula. Algunos ejemplos :

     

     

    b) Ozonlisis

    Al hacer pasar una corriente de aire ozonizado a travs de un alqueno, se absorbe ozono. Los oznidos formados no se aslan en general, ya que son inestables y explosivos.

    Se utilizan para caracterizar los alquenos que les dan origen por los productos de la descomposicin. Para obtener aldehdos y cetonas se debe provocar la ruptura de la molcula intermedia con Zn en medio cido, a este tipo de ruptura se la llama reductiva. Los enlaces mltiples se identifican fcilmente a partir de la localizacin de los carbonilos (C=O).

     

    El proceso completo (ozonizacin y descomposicin del oznido) recibe el nombre de ozonlisis. Resulta un mtodo eficaz para la localizacin del doble enlace, porque la identificacin de los aldehdos y cetonas formados permiten determinar la ubicacin del doble enlace.

    Polimerizacin

    El polmero es un compuesto de elevado peso molecular, cuya estructura puede considerarse ‑en una primera aproximacin ‑ constituido por muchas partes idnticas ms pequeas llamadas monmeros. Los alquenos se polimerizan por adicin en presencia de catalizadores.

    Por ejemplo, al calentar etileno por encima de los 100 C y a presin de 100 atm. en presencia de pequeas cantidades de oxigeno es convertido en polietileno.

    100 C, 100 ATM

    n CH2=CH2 ______________> (CH2‑CH2)n

    Siendo n 600 a 1000 unidades.


    Este tema se desarrollar con mayor profundidad en prximos captulos.

    8.7     - Problemas

     

     

     

     

     

    1.                  El buteno se hidrogena en un reactor discontinuo. El reactor se alimenta con cantidades equimoleculares de buteno e hidrgeno a 25 C y una presin absoluta total de 32 atmsfera. Al cabo de un lapso de tiempo, la temperatura es de 250 C.

    Suponiendo que el gas se comporta idealmente calculen:

    a)                  la presin final del sistema, a 250 C.

    b)                  el porcentaje de buteno de la alimentacin que reaccion, cuando la presin es de 35,1 atmsferas, y la temperatura de 250 C.

    c)                   En qu condiciones la suposicin inicial representa una mala aproximacin?

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Hemos completado esta unidad

    2.                  Escriban las frmulas estructurales de los siguientes compuestos:

    a)                  2,2‑dimetil‑3‑hexeno

    b)                 3‑(1‑metilpropil)‑2‑hepteno

    c)                  metilpropeno

    d)                 3‑metil‑2‑penteno

    e)                  1‑metil‑5‑etilciclohexeno

    f)                   cis‑3‑hexeno

    g)                  cis-2,3‑dicloro‑2‑octeno

    h)                  cis-1,2‑diyodoeteno

    i)                    trans-4,5‑dimetil‑2‑hepteno

    j)                   2‑metil‑2,4‑hexadieno

    3.                  Escriban las ecuaciones para las siguientes reacciones y dar los nombres adecuados segn la IUPAC.

    a)                  cloro + 2‑penteno ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    b)                 cido sulfrico + 1‑hexeno ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    c)                  cloruro de hidrgeno + 2‑metil‑1‑penteno‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    d)                 3‑etil‑1‑penteno + hidrgeno (Pt, catalizador.) ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    e)                  HBr, perxidos + isobutiletileno ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    f)                   propeno + bromo ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    g)                  1‑buteno + HClO ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    h)                  1‑hepteno + HI, perxidos ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

    4.                  Suponiendo un rendimiento del 100%, cuntos gramos de bromo se pueden adicionar a 35 g de 2‑penteno? Rta.: 80 g

    5.                  Si 8,9 g de una olefina pura que posee una doble ligadura decoloran 14,5 g de bromo, calcular la frmula molecular. Rta.: C7H14

    6.                  Qu volumen de hidrgeno (medido en CNPT) se requiere para preparar un litro de 2,2,4‑trimetilpentano (isooctano; densidad = 0.69 g/cm3) a partir de una mezcla de diisobutilenos[6] ? Rta.: 135.58 litros.

    7.                  Calculen el porcentaje de pentenos de una mezcla analizada formada por pentenos y alcanos, sabiendo que 4.2 g de la misma se titularon con una solucin de bromo en tetracloruro de carbono, absorbindose 5.76 g de bromo. La reaccin se realiza en ausencia de radiacin que provoque el inicio de una sustitucin. Rta.: 60%

    8.                  Una mezcla de hexeno y octano se agita con hidrgeno y platino como catalizador y absorben 1280 cm3 de hidrgeno medido en CNPT. Si la masa de la muestra es de 10 g, Cul es el porcentaje de hexeno?Rta:48.72%

    9.                  Ideen una secuencia de reacciones para llevar a cabo las siguientes conversiones:

    a)                  propeno a 2‑yodopropano

    b)                 propeno a 1‑bromopropano

    c)                  bromociclohexano a 1,2‑dibromociclohexano

    d)                 2‑hidroxibutano a 2,3‑dibromobutano

    10.              Al determinar la masa molecular relativa de cierto hidrocarburo de naturaleza desconocida por el mtodo de la densidad de vapor se ha encontrado que posee una densidad = 2.76 g/dm3 a 760 mm de Hg y 353 K. Al titular 0,2 g de dicho compuesto con una solucin de bromo en tetracloruro 0,2 M se decoloraron 25 cm3 de este solucin; Cuntos dobles enlaces tiene este compuesto? Rta.: 2 dobles enlaces.

    11.              Deduzcan las estructuras de las olefinas que dan los siguientes productos por ozonlisis y posterior reduccin con Zn.

    a)                  un aldehdo de 1 tomos de carbono y una cetona de tres.

    b)                 un aldehdo de 2 tomos de carbono y una cetona de cuatro.

    c)                  dos moles de cetona de cuatro tomos de carbono

    d)                 un aldehdo de dos tomos de carbono y un aldehdo de un grupo isopropilo.

    e)                  una cetona de tres tomos de carbono y otra de cuatro.

    12.              Qu productos se pueden obtener de la ozonlisis de cada uno de los siguientes compuestos?

    a)                  1,3‑butadieno

    b)                 1,2‑dimetilciclohexeno

    13.              (Opcional) La Compaa de Gas bombea propeno a la planta de produccin de polipropileno, Qumica Verde Inc., que est cerca. El contador en la planta Qumica Verde indica que el gas entra a 12500 m3/h, 4,7 atmsfera (manomtricas) y 70 C. La presin en la planta de Gas es de 8,5 atmsfera manomtricas y la temperatura 70 C. Qumica Verde le paga a la Compaa de Gas $ 0,26/kg de propeno. Una noche oscura, un ingeniero de Qumica Verde, que en realidad es un espa de la Corporacin Plsticos Txicos (principal competidor de Qumica Verde y una banda de malvados), lleva a la prctica sus perversos planes: desviar el propeno hacia un tubo subterrneo que llega a un camin - tanque de Plsticos Txicos, estacionado en un predio cercano.

    Para cubrir su operacin el ingeniero consigue un manmetro descompuesto que est atorado en 4,7 atmsfera y lo sustituye por el manmetro de la planta Qumica Verde. Ajusta el regulador de presin del gas, de manera que la presin manomtrica real sea de 1,8 atmsfera y, por medio de un transmisor, ordena a su cmplice abrir gradualmente la lnea de Plsticos Txicos y cerrarla cuando el medidor de flujo en Qumica Verde indique 12500 m3/h.

    Para los empleados de Qumica Verde, que no sospechan, la lectura del medidor de velocidad de flujo y de presin parece normal.

    El plan funciona bien hasta que uno de los empleados huele gas, sospecha que hay una fuga cerca de la vlvula y enciende un fsforo para ver si puede localizarla.

    a)                  Cunto le paga Qumica Verde a la Compaa de Gas cada mes?

    b)                  Qu cantidad de polipropileno de Mr @ 100.000 puede obtenerse en el mismo perodo?

    c)                  Cul ser la lectura del medidor de flujo al final de la lnea de la Compaa de Gas?

    d)                  Qu velocidad de flujo de propeno (kg/h) pueden manejar los camiones - tanque de Plsticos Txicos?

    e)                  Qu sucedi?

     


    8.8     Un anexo ms... Cmo obtenerlos en el laboratorio ?

    Los alquenos superiores a cuatro carbonos no pueden obtenerse puros de la industria petrolera. Los lquenos puros se deben preparar por mtodos como los que se describen a continuacin

    La introduccin de un doble enlace carbono carbono en una molcula que slo tiene enlaces simples supone necesariamente la eliminacin de tomos o de grupos en dos carbonos adyacentes.

    Deshidrohalogenacin de halogenuros de alquilo:

    La reaccin se realiza con KOH en solucin alcohlica. La prdida de halogenuro de hidrgeno (HCl, por ejemplo) se realiza con mayor facilidad en los halogenuros de alquilo terciarios, luego en los secundarios y por ltimo en los primarios. En este tipo de eliminacin se cumple la regla de Saytzeff.

    Estas reacciones de eliminacin se caracterizan por lo siguiente:

    1.    El sustrato contiene un grupo saliente, un tomo o grupo que abandona la molcula, llevndose un par de electrones.

    2.    En posicin con respecto al grupo saliente, el sustrato contiene un tomo o grupo ‑casi siempre H ‑ que puede ser sacado por la base, dejando tras s un par de electrones.

    3.    La reaccin es provocada por la accin de una base. La base es tpicamente un anin fuertemente bsico como el hidrxido o alcxido derivado de un alcohol.

     

     

     

     

     

     

    Deshidratacin de alcoholes:

    Esta reaccin es catalizada por un cido. Un alcohol se transforma en alqueno por medio de la eliminacin de una molcula de agua.

    El paso (1) es una reaccin cido base rpida entre el alcohol y el catalizador cido, que da el alcohol protonado y la base conjugada del cido. En el paso (2) el alcohol protonado sufre una ruptura heteroltica para general el carbocatin y agua. En el tercer paso el carbocatin pierde un protn hacia la base con formacin de la olefina.Veamos algunos puntos de inters que se pueden explicar en funcin de este mecanismo La reaccin es catalizada por cidos, en general se procede por uno de los siguientes mtodos: a) calentando el alcohol con cido sulfrico o fosfrico. o b) haciendo pasar el vapor del alcohol sobre un catalizador, corrientemente almina a temperaturas elevadas (la almina funciona como un cido: ya como cido de Lewis o por medio de grupos ‑OH en su superficie, como uno de Brnsted Lowry). Se necesita un cido para convertir el alcohol en la especie protonada que puede sufrir la prdida de una molcula de agua por medio de una ruptura heteroltica. En ausencia de cido la ruptura requerira la prdida de un ion hidrxido fuertemente bsico, cosa que rara vez sucede. El cido transforma un psimo grupo saliente ‑OH en uno excelente ‑OH2+. Decimos que esta reaccin es catalizada por cidos ya que no se consume cido y para los alcoholes ms reactivos slo se requiere en trazas. Este hecho concuerda con el mecanismo propuesto.

    La deshidratacin es reversible: al contrario de lo que ocurre con una eliminacin 1,2 promovida por base, sta es reversible.Como veremos ms adelante un cido cataliza la hidratacin de alquenos para dar alcoholes. En condiciones de deshidratacin el alqueno que es bastante voltil generalmente se desprende de la mezcla reaccionante, por lo que el equilibrio se desplaza hacia la derecha y en consecuencia toda la secuencia de reacciones es forzada hacia la eliminacin.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Deshalogenacin de dihalogenuros vecinales:

    Los dihalogenuros vecinales son los que poseen los dos tomos de halgeno sobre tomos de carbono vecinales. Los tomos de halgeno se eliminan calentando con polvo de zinc en solucin alcohlica. La reaccin resulta til para purificar alquenos de una mezcla con alcanos que tengan puntos de ebullicin muy prximos.

    La olefina se transforma en el dihalogenuro con bromo en oscuridad, el dibromuro se separa por destilacin. El alqueno se regenera luego con zinc y alcohol.

     

     

     



    [1] Plano nodal :lugar del plano donde la densidad electrnica tiende a 0.

    [2] Para nombrar los ismeros geomtricos, no siempre es suficiente con la nomenclatura cis y trans. En esas ocasiones se utiliza el sistema EZ que se estudiar en cursos ms avanzados de qumica.

    [3] Aquellos que poseen gran afinidad por las cargas negativas.

    [4] Actualmente se utiliza tambin la hidrogenacin homognea que no ser abordada en este texto.

    [5] El modo de adicin de cloruro de hidrgeno o del ioduro de hidrgeno no es afectado por la presencia de perxidos. El hecho de que sean necesarios el oxgeno o perxidos indica que esta adicin se produce por un mecanismo de radicales libres. La reaccin se inicia por el ataque de un radical libre Z (O‑O , RO, HO, perxido) a una molcula de bromuro de hidrgeno para dar tomos de bromo - etapa de iniciacin -

    El radical bromo es deficiente en electrones. De las dos estructuras posibles para el intermediario, es ms estable y se forma ms fcilmente la que tiene ms ramificado el tomo de carbono con el electrn no apareado

    Pero, por qu el HBr es el nico que presenta este fenmeno?

    Analicemos algunos datos.

    Para que esto ocurra se debe disociar la molcula del cido HX. Mientras que las energas de disociacin del HF y del HCl son 134 y 102kcal respectivamente, la del HBr es 87 kcal. Para el HI se presenta la siguiente situacin: los tomos de iodo libres se forman fcilmente pero su adicin a los alquenos por tomos de iodo es endotrmica y unas 10 o 14 kcal menos favorable que el ataque por tomos de bromo.

    [6] 2,4,4‑trimetil‑1‑penteno (mayor proporcin) y 2,4,4‑trimetil‑2‑penteno

     

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