ALQUENOS

Los alquenos son hidrocarburos con enlaces dobles carbono-carbono. Se les denomina tambin olefinas. El alqueno ms simple es el etileno cuya frmula molecular es C2H4. El doble enlace se representa, en una estructura de Lewis, mediante dos pares de electrones entre los tomos de carbono. La longitud del enlace C=C en el etileno es de 1.33 , mucho ms corto que el enlace simple C-C del etano que es de 1.54 . La longitud del enlace C-H en el etileno es de 1.08 , ligeramente menor que el enlace C-H en el etano que es de 1-09 . Los ngulos de enlace de CCH y H-C-H son de 121.7 y 116.6 respectivamente.

Propiedades Los alquenos poseen propiedades fsicas esencialmente iguales a los de los alcanos. Son insolubles en agua, pero bastantes solubles en lquidos no polares como: el benceno, ter, cloroformo, etc. Son menos densos que el agua. Sun punto de fusin y ebullicin, aumenta si el numero de tomos de carbono tambin aumenta. Presenta orbitales hbridos del tipo sp2. Nomenclatura: Formula general: Si presentan un solo enlace doble : CnH2n Si presentan mas de un enlace doble : CnH2n + 2 - 2d

Donde: n = N de Carbonos y d = N de enlaces dobles. Sistema IUPAC Para cadenas lineales que tienen un doble enlace: N del carbono (ubicacin del doble enlace) Prefijo eno Ejemplos:
CH2 CH2 CH2 CH CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH CH CH3 Eteno Propeno 1-Buteno 2-Buteno

3-Deceno
Si la cadena lineal presentan mas de un doble enlace: 2 enlaces dobles : , Prefijo adieno 3 enlaces dobles : , Prefijo atrieno..etc. Ejemplos :
CH2 3,7-Decadieno CH CH CH2 1,3-butadieno 1,5,8-decatrieno

Radicales alquenilos: Se originan cuando un alqueno pierde un tomo de hidrogeno. Se nombran: ..- prefijo enilo Ejemplos: 3 2 1 4 3 2 1 3 2 CH2 CH. CH2 CH CH2 . CH3 CH CH . CH2 CH CH2 Etenilo vinil ) ( 2-propenil 1-propenilo 3-Butenilo (Alilo)

1 CH2 .

Para cadenas ramificadas 1. Se escoge la cadena que contenga mayor cantidad de enlaces dobles. 2. Se enumera la cadena por el extremo mas cercano el doble enlace. 3. Se nombran las ramificaciones, y luego se enumeran los carbonos que contienen al doble enlace. 4. Finalmente se nombra la cadena principal. Ejemplos:
CH3 CH2 C CH2 CH3 CH2 CH CH3 CH C CH2 CH2 CH3 5-etil-2,7-dim etil-1,4,6-octatrieno .

2-m etil-1-buteno

2-etil-e-m etil-1,4-pentadieno

Nombrar el siguiente compuesto:

2,7-dim etil-5-etenilo-6- 1-m ( etilpropil )-1,4,8-decatrieno

Isomera Cis/Trans

Los ismeros: Cis Trans son estereoismeros, solo difieren nicamente en el arreglo espacial de los grupos. Por tanto, la configuracin cis de los enlaces dobles se asigna en aquellos ismeros geomtricos que contienen grupos iguales o similares del mismo lado del doble enlace y la denominacin trans se aplica en aquellos ismeros geomtricos que contienen grupos iguales o similares de lados opuestos del doble enlace.
H3C CH3 H3C H H H3C H CH2 C CH3

H H cis-2-buteno
H H3C H C C C C

CH3 trans-2-buteno
H H3C H C H C

H cis-2-penteno
CH2 CH3

CH3 H cis,cis-2,4-hexadieno

H H cis,trans-2,4-heptadieno

El problema de la nomenclatura cis/trans es que presenta muchas ambigedades ya que muy a menudo se hace complicado elegir cules son los grupos iguales o similares situados en los carbonos olefnicos. Por ejemplo, no sera fcil asignar la configuracin cis o trans de los dos ismeros geomtricos del 1-bromo-1-fluoropropeno:
Isom eros geom etricos del 1-brom o-1fluoro-propeno H H3C C I Br C F H H3C C II C F Br

Para evitar las ambigedades que se producen en el sistema de nomenclatura cis/trans la I.U.P.A.C. ha propuesto un sistema de nomenclatura basado en las reglas de Cahn-Ingold-Prelog, que establecen un orden de prioridad segn el nmero atmico. Si el doble enlace presenta los dos grupos de mayor prioridad del mismo lado del plano de referencia se le asigna la configuracin Z (del alemn zusammen). Si el doble enlace presenta los dos grupos de mayor prioridad de lados opuestos del plano de referencia se le asigna la configuracin E (del alemn entgegen). Ejemplos:
H H3C C Br C F H C C F

( E ) -1-brom o-1fluoro-propeno
Br C F C F H

H3C Br ( Z )-1-brom o-1fluoro-propeno

( Z )-1-brom o-1difluoro-eteno

ClCH2CH2 CH3 ( E )-1-cloro-3-etil-4-m etil-3-hepteno

Sntesis de Alquenos 1. Deshidrohalogenacin de halogenuros de Alquilo. Es una reaccin de eliminacin, que implica la perdida de un tomo de hidrogeno y un halgeno de un carbono adyacente; cuando reacciona con KOH y CH3CH2OH
C C + K:OH
CH3C H2OH

+ KX + H2O

H Cl Haluro de alquilo

Alqueno

X2 : Cl2 , Br2 Ejemplos:

Etanol

CH2

CH

CH3 + KCl

propeno
CH3 CH3

CH3CH2C CH2 + CH3CH CCH3 + KCl 2-m etil-1-buteno 2-m etil-2-buteno ( 31 % ) ( 69% ) ( m enos estable ) ( m estable ) as
Etanol

+ KCl ciclo hexeno

2. Deshidratacin de un alcohol Al calentar la mayora de alcoholes con un acido fuerte provoca la prdida de una molcula de agua (se deshidratan) y forman un alqueno
C C Ac. fuerte C C + H2O

H OH Alcohol

Alqueno

La reaccin es una eliminacin y se favorece a temperaturas elevadas. Los cidos mas comnmente usados en el laboratorio son cidos de Bronsted -donadores de protones como el acido sulfrico y el cido fosfrico.

Facilidad de deshidratacin
R R C R Alcohol 3 R OH > R C H Alcohol 2 OH > R H C H Alcohol 1 OH

Ejemplos:
CH3CH2OH Etanol
OH CH3CH2CHCH3 2-Butanol
H2S O4

CH2 CH2 + H2O Eteno

H2S O4

CH3CH CHCH3 + CH3CH2CH CH2 + H2O 2-buteno 1-buteno

OH H S O 2 4 Ciclo Pentanol

+ H2O Ciclo Penteno

H2SO4

+ 2,3-dim etil-2-buteno

+ H2O 2,3-dim etil-1-buteno

OH 2,3-dim etil-2-butanol

3. Alquenos mediante desbromacin de dibromuros vecinales Los vec-dibromuros sufren una desbromacin cuando se tratan con una solucin de yoduro de sodio en acetona o una mezcla de polvo de cinc en cido actico (o etanol)
C C + 2NaI
Acetona

+ I2 + 2 NaBr

Br Br

+ Zn

Ac. Acetico Etanol

+ ZnBr2

Br Br

Ejemplos:

CH2

CH2 + 2NaI

Acetona

Br Br 1,2-dibrom oetano

CH2 CH2 + I2 + 2 NaBr Eteno

CH3CHCH2 + Zn Br Br 1,2-dibrom opropano

Ac. Acetico Etanol

CH3CH CH2 + ZnBr2 Propeno

H Br 2NaI H + Br
Acetona

+ I2 + 2 NaBr

Br + Zn Br

Ac. Acetico Etanol

ZnBr2

4. Hidrogenacin de Alquinos Es la reduccin de un alquino hasta la etapa del doble enlace, que dar como producto final un CIS alqueno (adicin sin) o TRANS alqueno (adicin anti), a menos que el triple enlace se encuentre en un extremo de la cadena.
H H2 NaB2
( adicin sin )

H C C R R C C H TRANS CIS

R H R

R Li o Na NH3 o RNH2
( adicin anti )

Ejemplos:
H H2 NaB2
( adicin sin )

H C C CH3 CH3 C C H Trans-2-buteno Cis-2-buteno

CH3 H CH3

CH3

CH3 Li o Na NH3 o RNH2

2-butino

H H2 NaB2
( adicin sin )

H C C CH3 CH3 C C H Trans-2-Penteno Cis-2-Penteno

CH3CH2 H CH3CH2

CH3CH2

CH3 Li o Na NH3 o RNH2

2-pentino

Reacciones de Alquenos Las reacciones mas comunes que presentan los alquenos; es la adicion. La adicin puede involucrar: a) A un reactivo simtrico:
C C + A:A C A C A

b)

A un reactivo simtrico:
C C + A:B C A C B

1.

Adicin de hidrgenos: Hidrogenacin cataltica

Es le mtodo mas til para preparar alcanos; es un mtodo general para la conversin de un doble enlace carbono carbono, en uno simple; empleando el mismo equipo, el mismo catalizador y condiciones parecidos, podemos un alqueno en un alcano. La hidrogenacin se lleva a cabo en presencia de catalizadores metlicos: Pt, Ni y Pd. Reaccin general:
C C +H H Pt, Ni y Pd C H C H

H =calor de hidrogenacion

Ejemplo:
H H 4- metil- 2 penteno Pt, Ni y Pd
E tanol

2- metil- pentano

2. Adicin de halgenos Los halgenos se adicionan a los enlaces dobles para formar dihaluoros de alquilo vecinales. Los alquenos reaccionan rpidamente bromo a temperatura ambiente y en ausencia de luz. Si se agrega bromo a un alqueno, el color rojo parduzco del bromo desaparece casi instantneamente mientras hay un exceso de alqueno presente.

+ X2

Alqueno X2 : Cl2 , Br2 , I2

X X dihaluro de aquilo

Ejemplo:
CH2 CH2 + Cl2 Eteno CH2CH2 Cl Cl 1,2-dibrom oetano

CH3CH CHCH3 + Cl2 2-buteno

CH3CHCHCH3 Cl Cl 2,3-diclorooetano
Br

+ Br2 Ciclo hexeno

Br

H H

Trans-1,2-dibrom ociclo hexano

3. Adicin de haluros de hidrogeno. Los haluros de hidrogeno ( HF, HCl, HBr y HI ) se adicionan rpidamente al enlace doble de los alquenos:
C C + HX C C

Alqueno

H X Haluro de aquilo

Aqu se muestran dos ejemplos:

2-buteno

Br + HBr Ciclo Penteno Brom ciclo pentano o

Al llevar a cabo estas reacciones, el haluro de hidrogeno se disuelve en cido actico y se mezcla con le alqueno, o se burbujea directamente haluro de hidrogeno en el alqueno, utilizando al alqueno mismo como disolvente. La adicin de HX a un alqueno asimtrico puede ocurrir en dos formas. Sin embargo, en la prctica casi siempre predomina un producto. Por ejemplo, la adicin de HCl al propeno podra, en teora, llevar a la formacin de 1-cloropropano o 2-cloropropano.

CH2

CHCH3 + HCl

CH3CHCH3 Cl 2-cloropropano

Propeno

( no ClCH2CH2CH3 ) 1-cloropropano

Cuando reacciona 2-metilpropeno con HCl, el producto es cloruro de tercbutilo, no cloruro de isobutilo.
H3C C H3C CH2 + HCl CH3 CH3 C CH3

CH3 no CH3 CH CH2 Cl

2-m etilpropeno

Cl Cloruro de terc-butilo

Cloruro de isobuitlo

El estudio de muchos ejemplos como ste llev al qumico ruso Vladimir Markovnkov, en 1870, a formular lo que ahora se conoce como la regla de Markownikov. Una forma de enunciar esta regla es decir que en la adicin de HX a un alqueno, el tomo de hidrgeno se adiciona al tomo de carbono del enlace doble que ya tiene el mayor nmero de tomos de hidrgeno. La adicin de HCI al propeno es un ejemplo de esto.

Atom de carbono o con el m ayor nm ero de hidrogeno de tom os

CH2 H

CHCH3 Cl

CH3CHCH3 Cl Producto de adicin Markovnikov

Las reacciones con las que se ilustra la regla de Markovnikov se conocen como adiciones de Markovnikov
Antes de 1933, la orientacin de la adicin de bromuro de hidrgeno al alqueno fue causa de mucha confusin. En ocasiones, la adicin ocurra de acuerdo con la regla de Markovnikov; en otras, justamente en forma opuesta. Se registraron mucha casos en que, bajo lo que parecan ser las mismas condiciones experimentales, en un laboratorio se obtenan adiciones de Markovnikov, y en otro, adiciones anti-Markovnikov. Algunas veces, incluso el mismo qumico obtena diferentes resultados en diferentes ocasiones, utilizando las mismas condiciones. El misterio se resolvi en 1933 con la investigacin de M. S. Kharasch y F. R. Mayo (de la Universidad de Chicago). El factor que lo explic, result ser la presencia de perxidos orgnicos en los alquenos perxidos formados por la accin del oxgeno atmosfrico sobre los alquenos. Kharasch y Mayo encontraron

que cuando los alquenos que contenan perxidos o hidroperxidos reaccionaban con bromuro de hidrgeno, se produca una adicin anti-Markoiiikov de bromuro de hidrgeno.
R Perxido orgnico R

.. .. O O .. ..

R O O H Hidroperxido orgnico

.. .. .. ..

Por ejemplo, bajo estas condiciones, el propeno forma 1-bromopropano. En ausencia de perxidos, o en presencia de compuestos que atrapen radicales, ocurre una adicin Markovnikov normal.
HC 3CH CH2 + HBr ROOR CH3CH2CH2Br Adicin anti-Markovnikov

HC 3CH

CH2 + HBr

sin perxidos

CH3CHCH3 Br

Adicin Markovnikov

El Floruro de hidrogeno, el cloruro de hidrogeno y el yoduro de hidrogeno no producen una adicin anti-Markovnikov, incluso si hay perxidos.

4.

Adicin de agua: Hidratacin Cuando un alqueno reacciona con molculas de agua en presencia de un catalizador fuertemente acido se obtiene un alcohol. A este proceso se le denomina reaccin de hidratacin de alquenos.
H
+

+ H2O

C H

C OH

Alqueno

Alcohol

En las reacciones de hidratacin de alquenos se emplean cidos fuetes no nucleoflicos, como el H2SO4 o el H3PO4. Las reacciones de hidratacin de alquenos catalizadas por cidos, tambin siguen la regla de adicin Markovnikov. Aqu se muestran ejemplos:
CH2 CH2 + H2O Eteno
H2S O4

CH3CH2OH Etanol

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CH3CH2CH CH2 + H2O 1-buteno

H2S O4

OH CH3CH2CHCH3 2-Butanol
CH3 OH

H2S O4

1-m etil-1-ciclo Pentanol

5. Oxidacin de alquenos El enlace doble carbono-carbono. Por ejemplo, se utiliza el permanganato de potasio (KMnO4) para oxidar alquenos y formar 1,2 dioles, llamados glicoles.
OH
-

MnO4

O O Mn O O
-

H2O

OH OH Glicol

Aqu se muestran ejemplos:

CH2 CH2 + KMnO4 Eteno

CH2CH2 + MnO2 + KOH OH OH Dioxido de 1,2-etandiol manganeso

CH3CH CHCH3 + KMnO4 2-buteno

CH3CHCHCH3 + MnO2 + KOH Dioxido de OHOH m anganeso

+ Ciclo hexeno

KMnO4

OH H OH H

Cis-1,2-ciclo hexanodiol

MnO2 + KOH Dioxido de m anganeso

Bibliografa

SOLOMONS G. 1995. Mxico. Fundamentos de Qumica Orgnica. Editorial

MORRISON R. & BOYD R. 1990. Mxico. Qumica Orgnica. Editorial A.W.

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