Viernes 22 de Agosto de 2014 | Hay 71 usuarios online en este momento!
 

Hidrocarburos: Alquenos

Imprimir
Recomendar a un amigo
Recordarme el recurso
Descargar como pdf

Seguinos en en Facebook


Introducción ¿Cómo se llaman? Orbitales híbridos. Isomería. Propiedades físicas de los alquenos. Propiedades químicas de los alquenos. Problemas ¿Cómo obtenerlos en el laboratorio ?

Agregado: 12 de ABRIL de 2007 (Por Anónimo) | Palabras: 0 | Votar! | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
Categoría: Apuntes y Monografías > Química >
Material educativo de Alipso relacionado con Hidrocarburos Alquenos
  • Exploracion de Hidrocarburos: ...
  • Hidrocarburos: Alquenos: Introducción ¿Cómo se llaman? Orbitales híbridos. Isomería. Propiedades físicas de los alquenos. Propiedades químicas de los alquenos. Problemas ¿Cómo obtenerlos en el laboratorio ?
  • Tesis: la recolección y utilización de neumáticos desechados como combustible alternativo en fábricas de cemento.: ...

  • Enlaces externos relacionados con Hidrocarburos Alquenos


    Autor: Anónimo (info@alipso.com)

    Este apunte fue enviado por su autor en formato DOC (Word). Para poder visualizarlo correctamente (con imágenes, tablas, etc) haga click aquí o aquí si desea abrirla en ventana nueva.

    8.     Hidrocarburos II parte

    Alquenos

    8.1     Introducción

    ¿Qué nos proponemos?

    Ä      Caracterizar los hidrocarburos insaturados

    Ä      Vincular los grupos funcionales con las propiedades químicas

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

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

    8.2     ¿Cómo se llaman ?

     

    Los alquenos se nombran de acuerdo con las siguientes reglas :

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

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

    ü   Se numera desde el extremo más próximo al doble enlace.

    2-propil-1-penteno

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

    4,5,6-trimetil-2-hepteno

     

    8.3     Otra vez los orbitales  híbridos

    Carbono hibridizado trigonalmente, con el orbital p sin hibridizar.

     

     

     

     

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

    Iniciaremos el análisis de la naturaleza del enlace doble a partir del alqueno más sencillo, el eteno.

    Los átomos de carbono, en aquellos compuestos que presentan enlaces covalentes dobles tienen una geometría plana, producto de la hibridización del carbono, que en este caso es sp2.

    Analicemos lo anterior con detenimiento : los átomos de carbono, que se encuentran formando un doble enlace, no pueden presentar hibridación sp3, porque este tipo de disposición espacial no es compatible con la geometría 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 formación de tres orbitales que se orientan hacia los vértices de un triángulo equilátero, en un mismo plano, formando entre sí ángulos de 120º.

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

    En la molécula de eteno, los dos átomos 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 átomos de carbono y los orbitales s del hidrógeno.

    Pero entonces, ¿cómo se forma el enlace doble?

    Los orbitales p de cada átomo de carbono se encuentran paralelos, por lo tanto su superposición sólo puede ser lateral. Se genera así un nuevo orbital molecular entre los átomos de carbono al que llamaremos unión p

     

    Actividades :

    Modelo para armar...

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

    ¿Qué necesitamos ?

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

    b)   Escarbadientes, varillas.

    c)    Cinta adhesiva.

    d)   Papel, cartulina.

    e)    Lápiz y transportador

    ¿Cómo lo hacemos ?

     

     

     

     

     

    Opción ii)

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

    b)    Sobre la línea ecuatorial de la esfera que representa el átomo de carbono se disponen tres varillas, orientadas hacia los vértices de un triángulo equilátero formando entre sí ángulos de 120º.

    c)    Opción

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

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

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

    d)    Inserten las esferitas correspondientes a los átomos de hidrógeno.

     

    Para pensar entre todos 

    Observen el modelo que corresponde al 2-buteno :

    a)   Enumeren todos los orbitales presentes.

    b)    ¿Qué tipo de hibridización presentan los distintos tipos de átomos de carbono presentes en esta molécula ?

    c)    ¿Qué enlaces creen que son más estables, los p o los s ? ¿Por qué?

     

    Conclusiones

    Los orbitales s se forman por superposición frontal de distintos orbitales atómicos, y solo puede formarse un enlace s entre dos átomos.

    Los orbitales p se producen por superposición lateral de orbitales p, generando dos zonas de alta densidad electrónica, por encima y por debajo del plano que une los dos núcleos, y con un marcado plano nodal[1], son menos estables que los orbitales s, y puede formarse más de un orbital p entre dos átomos.

    8.4     - Isomería

    Recordemos qué significa que dos compuestos sean isómeros :

     

    Son isómeros aquellos compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero difieren en sus propiedades físicas y/o químicas.

    Son isómeros de cadena

    Son isómeros de posición

    Son isómeros geométricos

     

    Dentro de esta definición de isómeros  podemos considerar distintos tipos :

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

     

     

     

    b)    Isómeros de posición : la cadena carbonada tiene la misma longitud pero difieren en la ubicación del doble enlace o de algún otro grupo funcional.

     

     

    c)    Isómeros geométricos[2]:  se diferencian  en la distribución espacial de los átomos, con respecto al doble enlace.

     

     

    ¿Los alcanos pueden presentar este tipo de isomería ?¿Por qué ?

     

     

     

    ¿Qué particularidad presentan los alquenos ?

     

     

    ¿Puede el propeno presentar este tipo de isomería ? ¿Por qué ?

     

    ¿Qué condición se debe cumplir para que exista isomería geométrica ?

     

     

    Comparen el punto de ebullición del cis 2-buteno con el del trans 2-buteno. ¿Cómo 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 también pero en lados opuestos con respecto al doble enlace.

    8.5     - Propiedades físicas de los alquenos

    ¿Qué diferencias estructurales existen entre los alcanos y los alquenos ?

     

     

    Podemos comparar  su estructura con la de los alcanos y deducir sus propiedades físicas. Son poco solubles en agua, (aunque son considerablemente más solubles que los alcanos, debido a que la mayor concentración de electrones en la doble ligadura produce una mayor atracción del extremo positivo del dipolo de la molécula de agua), tienen bajos puntos de fusión y ebullición.

    ¿Cómo puede explicarse esto en función  de sus uniones intermoleculares?

    8.6     - Propiedades químicas de los alquenos

     

     

     

     

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

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Los aceites están formados por moléculas que contienen en sus cadenas dobles enlaces. Cuando estos dobles enlaces se oxidan se produce la ruptura de dobles enlaces dando lugar a ácidos y aldehídos volátiles, responsables de los cambios de sabor y de aroma (lo que se conoce como enranzamiento).

     

     

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

    La hidrogenación de dobles enlaces tiene una importante aplicación industrial : la obtención de margarinas.

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

    El hidrógeno se adiciona sobre los dobles enlaces del aceite, la molécula adquiere una estructura diferente, más simétrica que permite que las moléculas se dispongan de una manera más compacta, lo que aumenta su punto de fusión

     

    A diferencia de los alcanos son muy reactivos. La unión p es más débil que la mayoría de los enlaces s entre átomos de carbono y átomos de otros elementos. De hecho la energía necesaria para romper un enlace p es de 58 kcal/mol mientras que para romper un enlace s se requieren 85 kcal/mol.

    Además los electrones del orbital p están más expuestos que los del s y por lo tanto pueden ser atacados por agentes electrofílicos[3].

    Las reacciones más comunes de los alquenos se conocen con el nombre de adición.

    Reacciones de adición

    1.- Adición de grupos idénticos o simétricos

    a) Halogenación : 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 solución de Br2/CCl4 (Tengan cuidado cuando trabajen con soluciones de bromo ! ! ! No debe tener contacto con la piel) Les proponemos discutir con sus compañeros las observaciones de los resultados.

    La reacción más característica de la doble ligadura es la adición de cloro  y bromo, en fase líquida, a aquellos alquenos en los cuales  cada uno de los átomos de carbono que comparten el doble enlace está unido por lo menos a un átomo de hidrógeno.

    Se forman dihalogenuros (compuestos que contienen 2 átomos de halógenos por moléculas).

     Mecanismo:

    ü      Al estar próximos los electrones p a un  extremo de la molécula de halógeno se polariza el enlace, los electrones s de la molécula de bromo se desplazan hacia el otro extremo. Se origina una zona con baja densidad electrónica sobre uno de los átomos de bromo.

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

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

    b) Hidrogenación heterogénea : Se agita una solución del alqueno, y se inyecta hidrógeno a una presión leve, en presencia de una pequeña cantidad de catalizador. La reacción es rápida y suave, y una vez completa, se filtra la solución del catalizador. El catalizador utilizado puede ser Pt, Pd o Ni. El platino, paladio, níquel, rodio o rutenio son catalizadores heterogéneos activos para la  hidrogenación a 25 ºC. Es un método clásico, muy utilizado[4].

    El catalizador reduce la energía de activación, de modo que pueda proceder rápidamente a temperatura ambiente. No modifica el cambio neto de energía del proceso total, sólo rebaja el máximo energético 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 éste se combine con el hidrógeno.

    2.- Adición de compuestos asimétricos

    a)   Adición de hidrácidos (HCl o HBr):

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

    Las consecuencias evidentes son que se alcanza la saturación y los átomos de carbono pierden su hibridación sp2. Este tipo de adiciones se conocen como adiciones electrofílicas

    La facilidad en la adición depende de la fuerza del ácido por lo que para soluciones concentradas :

    HI > HBr > HCl > HF

    Para esta reacción podríamos sugerir las siguientes etapas

    El ácido se encuentra disociado según : HCl ------  H+ + Cl-

     

     

     

    ¿Sólo puede formarse el 2-cloropropano en esta reacción ?

    Regla de Marcownicoff

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

                       El extremo más positivo se une al carbono más hidrogenado.

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

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

    1º (más estable) < 2º < 3º (menos estable)

     

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

     

    c)   Adición de ácido sulfúrico :  Al mezclar un alqueno  con ácido sulfúrico a temperatura ambiente se produce la adición con formación de los sulfatos ácidos de alquilo isómeros.

    ¿Por qué ? ¿Qué mecanismo propondrían ?

    A medida que aumenta el número de átomos de carbono y las ramificaciones la adición se produce más fácilmente.

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

     

     

    Reacciones de oxidación 

    Las moléculas orgánicas pueden oxidarse con distinta intensidad según el grado de oxidación de su grupo funcional, por ejemplo la adición de oxígeno implica una reacción de oxidación.

    a)  Oxidación de la doble ligadura con permanganato de potasio (Reacción de Bayer): Los alquenos son atacados por agentes oxidantes con gran facilidad. Se obtienen alcoholes dihidroxilados llamados glicoles Los glicoles se oxidan aún más con ruptura del enlace carbono - carbono. Los oxidantes comunes son permanganato de potasio en medio alcalino, sin enfriar, en medio ácido y dicromato de potasio en medio sulfúrico.

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

     

     

    medio ácido

    Mn2 + (solución rosada o incolora)

    MnO4 -

    medio neutro

    MnO2 (ppdo. Pardo)

     

    medio básico

    MnO4 2- (solución  verde inestable)

     

     

    Cuando la oxidación es enérgica se produce ruptura del  enlace C C. Los productos de la oxidación, dependen de la ubicación del doble enlace en la molécula. Algunos ejemplos :

     

     

    b)  Ozonólisis

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

    Se utilizan para caracterizar los alquenos que les dan origen por los productos de la descomposición. Para obtener aldehídos y cetonas se debe provocar la ruptura de la molécula intermedia con Zn en medio ácido, a este tipo de ruptura se la llama reductiva. Los enlaces múltiples se identifican fácilmente a partir de la localización de los carbonilos (C=O).

     

    El proceso completo (ozonización y descomposición del ozónido) recibe el nombre de ozonólisis. Resulta un método eficaz para la localización del doble enlace, porque la identificación de los aldehídos y cetonas formados permiten determinar la ubicación del doble enlace.

    Polimerización

    El polímero es un compuesto de elevado peso molecular, cuya estructura puede considerarse ‑en una primera aproximación ‑ constituido por muchas partes idénticas más pequeñas llamadas monómeros. Los alquenos se polimerizan por adición en presencia de catalizadores.

    Por ejemplo, al calentar etileno por encima de los 100 ºC y a presión de 100 atm. en presencia de pequeñas cantidades de oxigeno es convertido en polietileno.

     100 ºC, 100 ATM

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

    Siendo n 600 a 1000 unidades.


    Este tema se desarrollará con mayor profundidad en próximos capítulos.

    8.7     - Problemas

     

     

     

     

     

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

    Suponiendo que el gas se comporta idealmente calculen:

    a)                  la presión final del sistema,  a 250 °C.

    b)                  el porcentaje de buteno de la alimentación que reaccionó, cuando la presión es de 35,1 atmósferas, y la temperatura de 250 °C.

    c)                   ¿En qué condiciones la suposición inicial representa una mala aproximación?

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Hemos completado esta unidad

    2.                  Escriban las fórmulas 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 según la IUPAC.

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

    b)                 ácido sulfúrico + 1‑hexeno ‑‑‑‑‑‑‑‑‑>

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

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

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

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

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

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

    4.                  Suponiendo un rendimiento del 100%, ¿cuántos 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 fórmula molecular. Rta.: C7H14

    6.                  ¿Qué volumen  de hidrógeno (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 solución de bromo en tetracloruro de carbono, absorbiéndose 5.76 g de bromo.  La reacción se realiza en ausencia de radiación que provoque el inicio de una sustitución. Rta.: 60%

    8.                  Una mezcla de hexeno y octano se agita con hidrógeno y platino  como catalizador y absorben 1280 cm3 de hidrógeno medido en CNPT. Si la masa de la muestra es de 10 g, ¿Cuál 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 método 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 solución de bromo en tetracloruro 0,2 M se decoloraron 25 cm3 de este solución; ¿Cuántos dobles enlaces tiene este compuesto?    Rta.: 2 dobles enlaces.

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

    a)                  un aldehído de 1 átomos de carbono y una cetona de tres.

    b)                 un aldehído de 2 átomos de carbono y una cetona de cuatro.

    c)                  dos moles de cetona de cuatro átomos de carbono

    d)                 un aldehído de dos átomos de carbono y un aldehído de un grupo isopropilo.

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

    12.              ¿Qué productos se pueden obtener de la ozonólisis de cada uno de  los siguientes compuestos?

    a)                  1,3‑butadieno

    b)                 1,2‑dimetilciclohexeno

    13.              (Opcional) La Compañía de Gas bombea propeno a la planta de producción de polipropileno, Química Verde Inc., que está cerca. El contador en la planta Química Verde indica que el gas entra a 12500 m3/h, 4,7 atmósfera (manométricas) y 70 °C. La presión en la planta de Gas es de 8,5 atmósfera manométricas y la temperatura 70 °C. Química Verde le paga a la Compañía de Gas $ 0,26/kg de propeno. Una noche oscura, un ingeniero de Química Verde, que en realidad es un espía de la Corporación Plásticos Tóxicos (principal competidor de Química Verde y una banda de malvados), lleva a la práctica sus perversos planes: “desviar el propeno hacia un tubo subterráneo que llega a un camión - tanque de Plásticos Tóxicos, estacionado en un predio cercano”.

    Para cubrir su operación el ingeniero consigue un manómetro descompuesto que está atorado en 4,7 atmósfera y lo sustituye por el manómetro de la planta Química Verde. Ajusta el regulador de presión del gas, de manera que la presión manométrica real sea de 1,8 atmósfera y, por medio de un transmisor, ordena a su cómplice abrir gradualmente la línea de Plásticos Tóxicos y cerrarla cuando el medidor de flujo en Química Verde indique 12500 m3/h.

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

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

    a)                  ¿Cuánto le paga Química Verde a la Compañía de Gas cada mes?

    b)                  ¿Qué cantidad de polipropileno de Mr @ 100.000 puede obtenerse en el mismo período?

    c)                  ¿Cuál será la lectura del medidor de flujo al final de la línea de la Compañía de Gas?

    d)                  ¿Qué velocidad de flujo de propeno (kg/h) pueden manejar los camiones - tanque de Plásticos Tóxicos?

    e)                  ¿Qué sucedió?

     


    8.8     Un anexo más... ¿Cómo 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 métodos como los que se describen a continuación

    La introducción de un doble enlace carbono carbono en una molécula que sólo tiene enlaces simples supone necesariamente la eliminación de átomos o de grupos en dos carbonos adyacentes.

    Deshidrohalogenación de halogenuros de alquilo:

    La reacción se realiza con KOH en solución alcohólica. La pérdida de halogenuro de hidrógeno (HCl, por ejemplo) se realiza con mayor facilidad en los halogenuros de alquilo terciarios, luego en los secundarios y por último en los primarios. En este tipo de eliminación se cumple la regla de Saytzeff.

    Estas reacciones de eliminación se caracterizan por lo siguiente:

    1.    El sustrato contiene un grupo saliente, un átomo o  grupo que abandona la molécula, llevándose un par de electrones.

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

    3.    La reacción es provocada por la acción de una base. La base es típicamente un anión fuertemente básico como el hidróxido o alcóxido derivado de un alcohol.

     

     

     

     

     

     

    Deshidratación de alcoholes:

    Esta reacción es catalizada por un ácido. Un alcohol se transforma en alqueno por medio de la eliminación de una molécula de agua.

    El paso (1) es una reacción ácido base rápida entre el alcohol y el catalizador ácido, que da el alcohol protonado y la base conjugada del ácido. En el paso (2) el alcohol protonado sufre una ruptura heterolítica para general el carbocatión y agua. En el tercer paso el carbocatión pierde un protón hacia la base con formación de la olefina.Veamos algunos puntos de interés que se pueden explicar en función de este mecanismo La reacción es catalizada por ácidos, en general se procede por uno de los siguientes métodos: a)  calentando el alcohol con ácido sulfúrico o fosfórico. o b) haciendo pasar el vapor del alcohol sobre un catalizador, corrientemente alúmina a temperaturas elevadas (la alúmina funciona como un ácido: ya como ácido de Lewis o por medio de grupos ‑OH en su superficie, como uno de Brönsted Lowry). Se necesita un ácido para convertir el alcohol en la especie protonada que puede sufrir la pérdida de una molécula de agua por medio de una ruptura heterolítica. En ausencia de ácido la ruptura requeriría la pérdida de un ion hidróxido fuertemente  básico, cosa que rara vez sucede. El ácido transforma un pésimo grupo saliente ‑OH en uno excelente ‑OH2+. Decimos que esta reacción es catalizada por ácidos ya que no se consume ácido y para los alcoholes más reactivos sólo se requiere en trazas. Este hecho concuerda con el mecanismo propuesto.

    La deshidratación es reversible: al contrario de lo que ocurre con una eliminación 1,2 promovida por base, ésta es reversible.Como veremos más adelante un ácido cataliza la hidratación de alquenos para dar alcoholes. En condiciones de deshidratación el alqueno que es bastante volátil 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 eliminación.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Deshalogenación de dihalogenuros vecinales:

    Los dihalogenuros vecinales son los que poseen los dos átomos de halógeno sobre átomos de carbono vecinales. Los átomos  de halógeno se eliminan calentando con polvo de zinc en solución alcohólica. La reacción resulta útil para purificar alquenos de una mezcla con alcanos que tengan puntos de ebullición muy próximos.

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

     

     

     



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

    [2] Para nombrar los isómeros geométricos, no siempre es suficiente con la nomenclatura cis y trans. En esas ocasiones se utiliza el sistema EZ que se estudiará en cursos más avanzados de química.

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

    [4] Actualmente se utiliza también la hidrogenación homogénea que no será abordada en este texto.

    [5] El modo de adición de cloruro de hidrógeno o del ioduro de hidrógeno no es afectado por la presencia de peróxidos. El hecho de que sean necesarios el oxígeno o peróxidos indica que esta adición se produce por un mecanismo de radicales libres. La reacción se inicia por el ataque de un radical libre Z· (·O‑O· , RO·, HO·, peróxido) a una molécula de bromuro de hidrógeno para dar átomos de bromo - etapa de iniciación -

    El radical bromo es deficiente en electrones. De las dos estructuras posibles para el intermediario, es más estable y se forma más fácilmente la que tiene más ramificado el átomo de carbono con el electrón no apareado

    Pero, ¿ por qué el HBr es el único que presenta este fenómeno?

    Analicemos algunos datos.

    Para que esto ocurra se debe disociar la molécula del ácido HX. Mientras que las energías de disociación del HF y del HCl son 134 y 102kcal respectivamente,  la del HBr es 87 kcal. Para el HI se presenta la siguiente situación:   los átomos de iodo libres se forman fácilmente pero su adición a los alquenos por átomos de iodo es endotérmica y unas 10 o 14 kcal menos favorable que el ataque por átomos de bromo.

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

     

    Este apunte fue enviado por su autor en formato DOC (Word). Para poder visualizarlo correctamente (con imágenes, tablas, etc) haga click aquí o aquí si desea abrirla en ventana nueva.


     
    Sobre ALIPSO.COM

    Monografias, Exámenes, Universidades, Terciarios, Carreras, Cursos, Donde Estudiar, Que Estudiar y más: Desde 1999 brindamos a los estudiantes y docentes un lugar para publicar contenido educativo y nutrirse del conocimiento.

    Contacto »
    Contacto

    Teléfono: +54 (011) 3535-7242
    Email:

    Formulario de Contacto Online »
     
    Cerrar Ventana
    ALIPSO.COM
    Cursos Multimedia Online, CD y DVD