Compuestos insaturados Fórmula general CnH2n

Alqueno mas pequeño: Etileno

Carbono unido a tres átomos

Hibridación sp2

¿Cuál es la configuración electrónica para un átomo de carbono sp2?

Ruptura de un enlace sigma C – CRuptura de un enlace sigma C – C

(alcanos)(alcanos)

83 kcal/mol83 kcal/mol

Ruptura de un enlace pi C-CRuptura de un enlace pi C-C(alquenos)(alquenos)

62 kcal/mol62 kcal/mol

Degradación completa de un doble enlace carbono-Degradación completa de un doble enlace carbono-carbono ( C = C )carbono ( C = C )

145 kcal/mol145 kcal/mol

¿Quién presenta mayor longitud de enlace? ¿un doble enlace C = C o un enlace sencillo C – C?

Reglas IUPAC

1. Seleccione como cadena patrón la cadena más larga que contenga el mayor número posible de dobles enlaces y nómbrela tomando como base el nombre patrón del alcano correspondiente, cambiando la terminación ano por -eno para un doble enlace. Si hay dos dobles enlaces el sufijo es

-dieno; para tres, -trieno, y así sucesivamente.

2. Numere la cadena desde el extremo más próximo a los dobles enlaces. Indique la posición del doble enlace justo antes del nombre de la cadena.

Nomenclatura de Alquenos, Cicloalquenos y DienosNomenclatura de Alquenos, Cicloalquenos y Dienos

3. Nombre los grupos sustituyentes como en alcanos, indicando su posición por el número del carbono de la cadena principal al que va enlazado. El grupo etenilo y el propenilo generalmente se denominan grupo vinilo y grupo alilo, respectivamente.

4. Para nombrar a los cicloalquenos se siguen las mismas reglas, pero anteponiendo el prefijo ciclo al nombre del alqueno correspondiente. Numere el anillo de tal forma que el doble enlace esté entre los carbonos 1 y 2.

5. Para los compuestos con isomería geométrica, añada el prefijo apropiado: cis-, trans- ó E-, Z-.

Ejemplos:

CH2=CH2

CH2=CH-CH 3

CH2=CH-CH 2-CH3

CH3-CH=C –CH 3

CH3

CH3-CH-CH=CH 2

CH3

CH3-CH=C-CH 2-CH 2-CH-CH 3

CH3 CH 3

Eteno

Propeno

1-buteno

2-meti l-2-buteno

3-meti l-1-buteno

3,6-dimeti l-2-hepteno

3-propil- 1-hexeno 3-etil-1-hepteno

3-etil-6-metil-2-hepteno 1,3-pentadieno

3-ter-butil-1,6-heptadieno 1,3,5-hexatrieno

Grupos alquilo insaturados

Cloroeteno

Cloruro de vinilo

3-bromo-1-propeno

Bromuro de alilo

5-etil-1-metil-1,3-ciclohexadieno

1,3-ciclopentadieno

1-etil-2-isopropil-3-metil-1,3-ciclobutadieno

Nomenclatura Común de AlquenosNomenclatura Común de Alquenos

CH2 = CH2 Etileno

CH3 – CH = CH2 Propileno

CH2 = CH – CH2 – CH3 α – Butileno

CH3 – CH = CH – CH3 β-Butileno

CH3

CH3 – C = CH2 Isobutileno

Isómeros estructurales

Presentan igual fórmula molecular pero difieren en su fórmula estructural. Tienen propiedades físicas distintas.

Isómeros geométricos

Son diastereómeros resultantes de la rotación restringida sobre dobles enlaces. Presentan propiedades físicas y/o químicas diferentes.

Tienen igual fórmula molecular, igual fórmula estructural pero difieren en la orientación espacial de los grupos en relación al doble enlace.

¡Son estereoisómeros que no son imagen de espejo entre si!

¿Pueden las siguientes ¿Pueden las siguientes estructuras presentar estructuras presentar isomería geométrica?isomería geométrica?

No existen como isómeros geométricos

Requisito para la existencia de isomería geométricaRequisito para la existencia de isomería geométrica

No deben existir dos átomos o grupos de átomos iguales en un No deben existir dos átomos o grupos de átomos iguales en un mismo carbono, de los que están formando el doble enlace.mismo carbono, de los que están formando el doble enlace.

Sistema cis y transSistema cis y trans

Designación de la configuración en isómeros geométricos

Este sistema generalmente se aplica para isómeros de fórmula RCH=CHR, donde R puede ser igual o diferente.

Ejemplos de isómeros geométricos

Presentan propiedades físicas diferentes

Los hidrógenos se encuentran opuestos por lo tanto es un isómero trans

Los hidrógenos están orientados hacia un mismo lado y por lo tanto es isómero cis

Existe otro sistema llamado Z y E

¿quieres saber en qué consiste?

¿Cómo pueden nombrarse los isómeros

geométricos de estructura CH3CH=CBrCl?

Sistema de nomenclatura basado en las reglas de Cahn-Ingold-Prelog, que establecen un orden de prioridad según el número atómico.

Consiste en determinar para cada carbono que forma el doble enlace, que átomo o grupo de átomos tiene mayor prioridad.

Sistema Z y E

Continuación sistema Z y E……

Prioridad:

CH3 > H

Br > Cl

¿es Z o E?

Por lo tanto este isómero es Z

2. Determine las configuraciones Z o E de cada uno de los siguientes isómeros geométricos:

1. Deduzca si el 1-bromo-1-fluoro-2-metil-1-buteno puede presentar isomería geométrica. Si su respuesta es afirmativa dibuje el par de isómeros geométricos y desígnelos como Z o E.

EjerciciosEjercicios

Estabilidad de AlquenosEstabilidad de Alquenos

Los dobles enlaces son clasificados en base al número de carbonos unidos a ellos.

Efecto de los sustituyentes en la estabilidad de alquenos

Efecto electrónicoEfecto electrónico

Los grupos alquilo estabilizan el carbono sp2 por liberación de electrones.

Entre más grupos alquilo existan sobre los carbonos que forman el doble enlace, mayor será su estabilidad.

Efecto estéricoEfecto estérico

Los alquenos trans son más estables que su isómero cis

Los cis-alquenos están desestabilizados por tensión de Van der Waals o impedimento estérico.

Orden de estabilidad de alquenos

A medida que se incrementa el número de carbonos, aumenta el punto de ebullición pero si la cadena se ramifica éste disminuye.

Por lo general, si se comparan alquenos del mismo peso molecular, tendrá mayor punto de ebullición el que tenga el doble enlace más hacia el centro.

Un alqueno cisalqueno cis presenta un mayor punto de ebullición que el alqueno trans, debido a que el isómero cis presenta un pequeño momento dipolar.

Los alquenos no se disuelven en agua, ni en otros compuestos muy polares, pero sí son solubles en solventes no polares o poco polares como el benceno, cloroformo, éter, etc.

Densidad

Los alquenos son menos densos que el agua.

Alquenos intermediarios importantes para la síntesis de polímeros, productos farmacéuticos, pesticidas y otros productos químicos importantes

Etileno: el más importante a nivel industrial.

El etileno permite preparar unos 50 derivados simples de gran importancia industrial. Algunos ejemplos importantes son los siguientes:

* Miles de toneladas anuales de producción

Deshidratación de alcoholes Deshidrohalogenación de halogenuros de

alquilo Reducción de alquinos Deshalogenación de dihalogenuros de

alquilo vecinales

HA = HHA = H22SOSO44, H, H33POPO44

Ejemplos de materia prima:Ejemplos de materia prima:

¿Qué tipo de alcohol se ¿Qué tipo de alcohol se deshidratará más deshidratará más

fácilmente? Voy a analizar fácilmente? Voy a analizar las siguientes reaccioneslas siguientes reacciones

Facilidad de deshidratación de alcoholesFacilidad de deshidratación de alcoholes

¿Cómo puedo explicar esa ¿Cómo puedo explicar esa facilidad de deshidratación? facilidad de deshidratación?

Ya sé, debo estudiar el Ya sé, debo estudiar el mecanismo de reacciónmecanismo de reacción

¿Qué tipo de especies reactivas intervienen en el mecanismo de la reacción de deshidratación?

Iones carbonio o carbocationes

¿Recuerdas que es un ion carbonio?¿Recuerdas que es un ion carbonio?

¿Mediante qué tipo de ruptura de ¿Mediante qué tipo de ruptura de enlace se forman?enlace se forman?

Mecanismo de Deshidratación Mecanismo de Deshidratación

de Alcoholesde Alcoholes

Deshidratación del Alcohol ter-butílicoDeshidratación del Alcohol ter-butílico

Considerando la siguiente reacción:

CH3-CH-CH2-CH3 + H2SO4 CH2=CH-CH2-CH3

O-H + CH3-CH=CH-CH3

+ H2O

Explicar mediante el mecanismo de reacción

la formación de los productos.

conc

Δ

En una mezcla, el producto principal será aquel que tenga En una mezcla, el producto principal será aquel que tenga más grupos alquilo unidos a los carbonos que forman el más grupos alquilo unidos a los carbonos que forman el doble enlace, es decir, el que tenga el doble enlace más doble enlace, es decir, el que tenga el doble enlace más hacia el centro.hacia el centro.

Orientación de la eliminaciónOrientación de la eliminación

En ocasiones en esta reacción se forman mezclas de alquenosEn ocasiones en esta reacción se forman mezclas de alquenos

En el segundo paso del mecanismo, el alcohol protonado elimina una molécula de agua formando un ion carbonio.

Diagrama de energía para la formación de carbocationes a partir Diagrama de energía para la formación de carbocationes a partir de alcoholes primarios, secundarios y terciarios protonadosde alcoholes primarios, secundarios y terciarios protonados

La velocidad de esta reacción depende de la facilidad de La velocidad de esta reacción depende de la facilidad de formación del ion carbonio:formación del ion carbonio:

Generalmente, entre mGeneralmente, entre más estable es un ion más rápidamente se forma:

Estabilidad de los iones carbonioEstabilidad de los iones carbonio

Terciarios > Secundarios > primarios > metílicoTerciarios > Secundarios > primarios > metílico

Ya entendí el porqué del Ya entendí el porqué del orden de reactividad de los orden de reactividad de los alcoholes en esta reacción? alcoholes en esta reacción? pero ¿cómo se explicaría la pero ¿cómo se explicaría la

estabilidad de los iones estabilidad de los iones carboniocarbonio

Leyes de la electrostáticaLeyes de la electrostática

La estabilidad de un sistema con La estabilidad de un sistema con carga aumenta con la dispersión de carga aumenta con la dispersión de ésta, por lo tanto, cualquier factor que ésta, por lo tanto, cualquier factor que tienda a esparcir o disminuir la carga tienda a esparcir o disminuir la carga positiva del carbono electrónicamente positiva del carbono electrónicamente deficiente y a distribuirla sobre el resto deficiente y a distribuirla sobre el resto del ion debe estabilizarlo.del ion debe estabilizarlo.

Los grupos alquilo tienden a ceder densidad electrónica hacia Los grupos alquilo tienden a ceder densidad electrónica hacia un centro deficiente y por lo tanto estabilizan a un ion carbonio.un centro deficiente y por lo tanto estabilizan a un ion carbonio.

Entre más grupos alquilo se encuentren sobre el carbono Entre más grupos alquilo se encuentren sobre el carbono deficiente, mayor será la estabilidad del ion carboniodeficiente, mayor será la estabilidad del ion carbonio

Transposiciones a iones carbonio más establesTransposiciones a iones carbonio más estables

• Se pueden presentar transposiciones a iones más Se pueden presentar transposiciones a iones más estables.estables.

¿Qué alqueno o alquenos se producirán en la ¿Qué alqueno o alquenos se producirán en la deshidratación de los siguientes alcoholes?deshidratación de los siguientes alcoholes?

Explicar la formación de productos en la siguiente Explicar la formación de productos en la siguiente reacción:reacción:

•La base que se utiliza debe ser fuerteLa base que se utiliza debe ser fuerte

• Entre las más utilizadas están los hidróxidos Entre las más utilizadas están los hidróxidos (especialmente KOH) y los alcóxidos (RO:(especialmente KOH) y los alcóxidos (RO:--).).

Mecanismo de reacciónMecanismo de reacción

Sucede mediante un mecanismo de eliminación E2Sucede mediante un mecanismo de eliminación E2• Mecanismo concertadoMecanismo concertado

• No hay formación de iones carbonio y por lo No hay formación de iones carbonio y por lo tanto no se presentan transposiciones.tanto no se presentan transposiciones.

Orden de reactividad en E2:Orden de reactividad en E2:

RX 3º RX 3º > RX 2º > RX 1º> RX 2º > RX 1º

Depende de la estabilidad del alqueno formadoDepende de la estabilidad del alqueno formado

• Se pueden obtener mezclas de alquenosSe pueden obtener mezclas de alquenos

• Por lo general, el alqueno que se forma en mayor cantidad Por lo general, el alqueno que se forma en mayor cantidad (principal) es el más estable.(principal) es el más estable.

• Al alqueno más estable se le conoce como Al alqueno más estable se le conoce como producto Saytzeffproducto Saytzeff..

• En ocasiones predomina el alqueno menos estable En ocasiones predomina el alqueno menos estable conocido como conocido como producto Hofmann.producto Hofmann.

¿En qué casos predomina el alqueno menos estable?¿En qué casos predomina el alqueno menos estable?

1. Cuando la base utilizada es muy voluminosa, por ejemplo, 1. Cuando la base utilizada es muy voluminosa, por ejemplo, si se utiliza ter-butóxido de potasio:si se utiliza ter-butóxido de potasio:

2. Cuando existe gran impedimento estérico alrededor del 2. Cuando existe gran impedimento estérico alrededor del hidrógeno que reacciona con la base.hidrógeno que reacciona con la base.

Adición synAdición syn

Adición antiAdición anti

Catalizador Lindlar

Desventaja: poca disponibilidad de la materia primaDesventaja: poca disponibilidad de la materia prima

EjerciciosEjercicios

1.1. Dibuje las fórmulas estructurales de los alquenos que Dibuje las fórmulas estructurales de los alquenos que pueden ser formados por deshidrohalogenación de los pueden ser formados por deshidrohalogenación de los siguientes halogenuros de alquilo (KOH como base). Si siguientes halogenuros de alquilo (KOH como base). Si se forma más de un alqueno, diga cuál esperaría usted se forma más de un alqueno, diga cuál esperaría usted que fuera el producto principal y si no se forma ningún que fuera el producto principal y si no se forma ningún producto especifíquelo. producto especifíquelo.

a)a) (CH(CH33))22CClCH(CHCClCH(CH33))22

b)b) (CH(CH33))33CCHBrC(CHCCHBrC(CH33))33

c)c) 1-Bromo-1-metilciclohexano1-Bromo-1-metilciclohexano

d)d) 4-Cloro-1-metilciclohexano4-Cloro-1-metilciclohexano