ALCANOS ALQUENOS Y ALQUINOS

ALQUENOS

Introducción

A pesar de que los enlaces C - C sp3 - sp3 y los enlaces C - H sp3 - s son los más comunes y abundantes en los compuestos orgánicos, no son, notablemente, los que desempeñan el papel principal en las reacciones orgánicas. En la mayoría de los casos, son los enlaces p o los átomos distintos del carbono y del hidrógeno, los que le confieren a la .molécula su reactividad. Una zona de reactividad química en la molécula, recibe la denominación de grupo funcional. Dado que un enlace p o un átomo muy distinto en electronegatividad al carbono o al hidrógeno, pueden dar lugar a reacciones químicas, son considerados como grupos funcionales o como parte de un grupo funcional. Bajo esta óptica de grupos funcionales, podemos determinar, al doble enlace característico de los alqueno como uno, ya que es el que determina a las reacciones químicas.

 

Grupo funcional de los alquenos

Un alqueno es un hidrocarburo con un doble enlace. Algunas veces a los alquenos también se los llama olefinas, nombre que procede de gas olefianta (gas formador de aceite), con el que se conocía antiguamente al etileno (CH2=CH2).

El doble enlace carbono-carbono es un grupo funcional bastante común en los productos naturales. Frecuentemente, el doble enlace se encuentra junto con otros grupos funcionales. Sin embargo, el doble enlace se encuentra junto con otros grupos funcionales y se encuentran a menudo en las plantas y en el petróleo. A continuación se dan dos interesante ejemplos de compuestos que se encuentran en la naturaleza y que contienen dobles enlaces carbono-carbono.

•   Limoneno (de los aceites de cítricos.),

•   3-metilen-7,11-dimetil-1,6,10-dodecatrieno (compuesto secretado por losáfidos -pulgones- para señalar peligro a otros áfidos.).

Obtención de alquenos (eteno) a partir de un alcohol.

Los alcoholes sufren reacciones de sustitución y de eliminación en las que se rompe el enlace C - O.

 

Estas reacciones de sustitución y de eliminación son similares a las de sustitución y eliminación de la de los halogenuros de alquilo. Sin embargo, los alcoholes se diferencian de los halogenuros de alquilo en que no dan reacciones de sustitución o eliminación en medio neutro o alcalino.

Combustión

El eteno arde con una llama amarillenta, índice de la presencia de una doble ligadura (esto indica la razón de la existencia de poco hidrógeno en comparación con la cantidad de carbono.).

H2-C=C-H2 + O2 CO2 + H2O

La ecuación anterior muestra una combustión completa, lo que generalmente no ocurre en el laboratorio. Se debe considerar entonces la posibilidad de la presencia de otros productos, según la siguiente ecuación:

H2-C=C-H2 + O2 CO2 + CO + C + H2O

El reactivo más popular que se usa para convertir un alqueno en un 1,2 -diol, es una disolución acuosa, fría y alcalina, de permanganato de potasio (aún cuando este reactivo da bajos rendimientos). El tetraóxido de osmio da mejores rendimientos de dioles, pero el uso de este reactivo es limitado. La oxidación con permanganato de potasio, proceden a través de un éster inorgánico cíclico, el cual produce el diol cis si el producto es capaz de isomería geométrica.

 

Reacción con Br2 en CCl4

Se produce la sustitución de un doble enlace en el eteno por bromo.

 

ALQUINOS

Los alquinos, también llamados acetilenos, son hidrocarburos que contienen un triple enlace carbono-carbono. El propio etino (también llamado acetileno), HC≡CH, que es el alquino más simple, alguna vez fue ampliamente usado en la industria como materia prima para la elaboración de acetaldehído, ácido acético,cloruro de vinilo y otros productos en grandes cantidades, pero ahora son más comunes otros procesos más eficientes en los que se utiliza eteno como materia prima. Sin embargo el acetileno se emplea todavía en la producción de polímeros acrílicos, y se elabora industrialmente por descomposición a alta temperatura (pirólisis) de metano. Este método no es de utilidad general en el laboratorio.

Se han aislado una gran cantidad de compuestos acetilénicos naturales en el reino vegetal. Por ejemplo, el triino siguiente se aisló del cártamo, Carthamus tinctorius, y evidentemente forma parte de las defensas químicas de la planta contra la infección por nematodos

Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace -C≡C- entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestablesdebido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2.

Nomenclatura

Artículo principal: Nomenclatura de hidrocarburos acíclicos.

Artículo principal: Nomenclatura de hidrocarburos monocíclicos.

Para que den nombre a los hidrocarburos del tipo alquino se siguen ciertas reglas similares a las de los alquenos.

1  Se toma como cadena principal la cadena continua más larga que contenga el o los triples enlaces.

2. La cadena se numera de forma que los átomos del carbono del triple enlace tengan los números más bajos posibles.

3.Dicha cadena principal se nombra con la terminación -ino, especificando el número de átomos de carbono de dicha cadena con un prefijo (et- dos, prop- tres, but- cuatro; pent-; hex-; etc). Ej.: propino, CH3-C≡CH.

4. En caso necesario, la posición del triple enlace se indica mediante el menor número que le corresponde a uno de los átomos de carbono del enlace triple. Dicho número se sitúa antes de la terminación -ino. Ej.: CH3-CH2-CH2-CH2-C≡C-CH3, hept-2-ino.

5.Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra... Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, CH≡C-C≡C-C≡C-C≡CH.

6 Si existen dobles y triples enlaces, se da el número más bajo al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-C≡CH

7. Los sustituyentes tales como átomos de halógeno o grupos alquilo se indican mediante su nombre y un número, de la misma forma que para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, CH≡C-CH2Cl; 2,5-dimetilhex-3-ino, CH3-C(CH3)-C≡C-C(CH3)-CH3.

 

Propiedades físicas

Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgánicos usuales y de baja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el aumento usual con el incremento del número de carbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas. Los puntos de ebullición son casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado.

Los tres primeros términos son gases; los demás son líquidos o sólidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición.

Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.

[editar]Propiedades químicas

Las reacciones más frecuentes son las de adición: de hidrógeno, halógeno, agua, etc. En estas reacciones se rompe el triple enlace y se forman enlaces de menor polaridad: dobles o sencillos.

[editar]Hidrogenación de alquinos

Los alquinos pueden ser hidrogenados para dar los correspondientes cis-alquenos (doble enlace) tratándolos con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato de calcio (catalizador Lindlar) parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente (enlace sencillo)