TEMA 3 ALQUENOS Y ALQUINOS 3.1

Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
TEMA 3
ALQUENOS Y ALQUINOS
3.1- INTRODUCCIÓN
Alquenos:
- A estos compuestos se les denomina insaturados y olefinas.
- El grupo funcional característico es un doble enlace C=C.
- Su fórmula general en CnH2n, la misma que para los cicloalcanos.
-
El nombre fundamental con un prefijo al que se añade la terminación -eno.
-
La cadena más larga de átomos de carbono que contenga el doble enlace.
-
La posición del doble se le asigna el número más pequeño.
-
En un compuesto cíclico, la numeración comienza por el carbono del doble
enlace.
-
La terminación eno de la cadena lateral se reemplaza por –il para indicar que se
trata de un sustituyente. La cadena lateral se numera desde el punto de unión con
la cadena principal.
4-Metil-2-hexeno
2-Metil-3-hexeno
1-metil-2-propenilciclopentano
3-Bromociclohexeno
1-propenil-1-ciclohexeno
Alquinos:
- Triple enlace carbono-carbono.
- La fórmula general es CnH2n-2 y es la misma que la de los cicloalquenos.
- Las reglas para nombrar los alquinos son las mismas que se aplican para los alquenos,
cambiando la terminación -eno por –ino.
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
- Si existen tanto dobles como triples enlaces, la terminación pasa a ser “enino”. Los
números de los enlaces dobles y triples tienen que ser lo más bajo posible, sin tener en
cuenta si el número más bajo corresponde a “eno” o a “ino”. Cuando ambas alternativas
llevan a los mismos números la prioridad del número más bajo se da al “eno”.
4-bromo-3,3-dimetil-1-butino
9
2-butinilciclopentano
8
7
6
5
4
3
CH3C
C
C
C
C
C
H
2-metil-2-hexen-4-ino
2 1
C CH2
H
5 CH2
6 CH2 C CCH3
7 8 9
4-(3-pentinil)-1,3-nonadien-5,7-diino
3.2- ESTRUCTURA E ISOMERÍA GEOMÉTRICA EN LOS ALQUENOS.
Para que el carbono forme enlaces con tres átomos adicionales, tiene que utilizar tres
orbitales híbridos equivalentes sp2.
La existencia de la rotación impedida en torno a dobles enlaces se conoce como
isómeros geométricos.
Z-1,2-dibromoetano
E-ciclodeceno
Z-ciclodeceno
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
Hay dobles enlaces que son más estables, y esto se ha podido determinar mediante lo
que se conoce como calor de hidrogenación.
Tetrasustituído > Trisustituído > Disustituído > Mononosustituído > Etileno
La estabilidad relativa de los alquenos aumenta al aumentar la sustitución, y los
isómeros trans son más estables que los cis.
3.3- ESTRUCTURA DE LOS ALQUINOS.
Los orbitales sp se encuentran en una línea recta que pasa por el núcleo del carbono por
lo que el ángulo entre ellos es de 180º.
La linealidad de los enlaces no admite isomería geométrica.
Reaccionan en muchos casos con considerable liberación de energía.
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
El carácter s de los orbitales híbridos del carbono en los alquinos terminales les hace
más ácidos que los alcanos y alquenos.
pKa
H3C-CH3
H2C=CH2
50
44
25
Bases fuertes como el amiduro sódico en NH3 líquido, desprotonan alquinos.
3.4- REACCIONES DE ADICIÓN: MECANISMO:
Reacción de adición.
La reacción se produce en dos etapas: La primera es la etapa lenta y la que controla la
velocidad de la reacción.
Evidencias: a.- La velocidad de la reacción depende de la concentración del alqueno y
del reactivo. b.- La reacción requiere de un reactivo ácido. c.- La reacción va
acompañada generalmente de transposiciones.
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
Ejemplo:
H3 C
C CH2 + H-Cl
H3 C
lenta
Cl
H3C +
H
C
3
C CH3 + Cl rápida
C CH3
H3C
H 3C
3.4.1- Adición de hidrógeno. Hidrogenación catalítica.
Con catalizador, la hidrogenación transcurre incluso a temperatura ambiente y a una
velocidad razonable. Ejemplo, materiales insolubles como el paladio (Pd-C dispersado
sobre carbón activo), platino (catalizador de Adams, PtO2) y niquel.
Reacción estereoespecífica, adición syn. El producto que se obtiene es racémico.
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
Los alquinos se hidrogenan en las mismas condiciones empleadas en los alquenos.
Es posible detener la reacción en el alqueno. Catalizador de “Lindlar”: Compuesto de
paladio precipitado sobre carbonato cálcico y tratado con acetato de plomo y quinoleína.
Síntesis estereoselectiva del alqueno cis.
Cuando se usa sodio metálico, disuelto en amoniaco líquido, se obtienen como
productos los alquenos trans.
Química Orgánica Biología
José Luis Ravelo – Dpto. de Q.O.
Por lo tanto:
3.4.2- Adición de halogenuros de hidrógeno. Regla Markovnikov.
La adición del halogenuro de hidrógeno sobre un alqueno se produce de modo que el
hidrógeno se une al carbono menos sustituido y el halógeno al carbono más sustituido.
Este resultado fue enunciado de manera empírica por el químico ruso Markovnikov.
En el caso de los triples enlaces ocurre de manera semejante.