2FUNCIÓN HIDROCARBURO

Hidrocarburos: son compuestos formados exclusivamente por C e H.

A continuación se muestra la clasificación de los hidrocarburos.

ALCANOS

Son hidrocarburos saturados, formados exclusivamente por C e H y únicamente hay enlaces covalentes sencillos en su estructura.

Fórmula general: CnH2n+2, donde “n” representa el número de C del alcano. Esta fórmula nos permite calcular la fórmula molecular de un alcano. Por ejemplo para el alcano de 10 C: C10H [(2 x 10) +2] = C10H22

Serie homóloga: es un conjunto de compuestos en los cuales cada uno difiere del siguiente en un grupo metileno (- CH2 -), excepto en los 2 primeros.

Serie homóloga de los alcanos

Fórmula molecular

Nombre Fórmula semidesarrollada

Metano

C2H6 Etano

Propano CH3 - CH2 – CH3

Butano

Pentano

Hexano

Heptano

C8H18 Octano CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Nonano

Decano

La terminación sistémica de los alcanos es ANO. Un compuesto con este sufijo en el nombre no siempre es un alcano, pero la terminación indica que es un compuesto saturado y por lo tanto no tiene enlaces múltiples en su estructura.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ALCANOS

PROPIEDADES FÍSICAS:

El estado físico de los 4 primeros alcanos: metano, etano, propano y butano es gaseoso. Del pentano al hexadecano (16 átomos de C) son líquidos y a partir de heptadecano (17 átomos de C) son sólidos.

Punto de ebullición: a medida que aumenta el peso molecular de los alcanos aumenta su punto de ebullición.

CH4 -- 162 ºCCH3 – CH3 -- 88,63 ºCCH3 – CH2 – CH3 -- 44,5 ºC

El punto de fusión, de ebullición y la densidad aumentan conforme aumenta el número de átomos de C. Son insolubles o muy poco solubles en agua, pero solubles en alcohol y éter.

Pueden emplearse como disolventes para sustancias poco polares como grasas, aceites y ceras.

El gas de uso doméstico es una mezcla de alcanos, principalmente propano.

PROPIEDADES QUÍMICAS:

Los alcanos son muy poco reactivos debido a que sus moléculas están formadas por enlaces sigma que son fuertes y difíciles de romper; sin embargo presentan algunas reacciones como:

1. OXIDACIÓN:

Es una de las propiedades más importantes de los hidrocarburos debido a la energía que se produce en esta reacción.

Los alcanos se combinan con el O2 (arden) para producir CO2, H2O y cierta cantidad de calor o energía calórica. Observemos la siguiente reacción general:

Alcano + O2 CO2 + H2O + calor

En este tipo de reacción no importa el alcano que formemos; los productos son los mismos, sólo varía su cantidad

Ejemplos:

CH4(g) + 2O2(g) CO2 (g) + 2 H2O(g) + CALOR2 CH3 – CH3 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O + CALOR

La cantidad de calor desprendido depende del alcano que se combine. Entre mayor número de C tenga el alcano, mayor será el calor desprendido.

En nuestras cocinas usamos como combustible el gas propano: CH3 – CH2 - CH3

La reacción de oxidación tambien recibe el nombre de combustión. Esta reacción se lleva a cabo en casi todos los compuestos orgánicos.

Para que haya una combustión son necesarios:

a) El combustible, que puede ser cualquier sustancia orgánica. Ej: alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, petróleo, etc.b) El comburente, que es el O2.

CLASES DE COMBUSTIÓN

Existen 3 clases:

a) Combustión completa. Ej:

2 CH3 – CH3 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O + CALOR Etano Gas carbónico

b) Combustión incompleta. Ej:

2 CH3 – CH3 + 5 O2 4 CO + 6 H2O + CALOR Etano Monóxido de carbono

c) Combustión mínima. Ej:

2 CH3 – CH3 + 3 O2 4 C + 6 H2O + CALOR Etano Carbono

Las anteriores reacciones se diferencian por sus productos:

4 CO2 + 6 H2O + CALOR4 CO + 6 H2O + CALOR4 C + 6 H2O + CALOR

2. HALOGENACIÓN:

En los alcanos es una reacción de sustitución (se cambia uno o varios H por los halógenos correspondientes F, Cl, Br o I). Ej:

H H H H Cl H

H C C C H + Cl . . Cl h v H C C C H + HCl

H H H H H H

Propano 2 – cloropropano ácido clorhídrico

¿Por qué se adiciona en el C secundario y no en los C extremos?

Cuando realizamos una halogenación en un alcano que contenga C terciarios, secundarios y primarios, se sustituyen los H en el siguiente orden:

Primero los H de los C terciarios. Luego los hidrógenos de los C secundarios Por último los H de los C primarios

Cuando reacciona el metano (CH4) con los halógenos, en presencia de luz, se produce una reacción en cadena; se van sustituyendo uno a uno los H del metano, hasta quedar totalmente reemplazados por el halógeno.

Observemos como se lleva a cabo la reacción:

H H

H C H + Cl . . Cl Luz H C Cl + HCl

H H Metano Clorometano ácido clorhídrico

H Cl

H C Cl + Cl . . Cl Luz H C Cl + HCl

H H Clorometano Diclorometano ácido clorhídrico

Cl Cl

H C Cl + Cl . . Cl Luz H C Cl + HCl

H Cl Diclorometano triclorometano ácido clorhídrico

Cl Cl

H C Cl + Cl . . Cl Luz Cl C Cl + HCl

Cl Cl Triclorometano Tetraclorometano ácido clorhídrico

¿Los alcanos reaccionan de la misma forma con todos los halógenos?

Reaccionan con los halógenos especialmente con el Cl y el Br, con el F es una reacción muy violenta (peligrosa) y con el I no reacciona.

3. NITRACIÓN:

Se llama así a la reacción de los alcanos con vapores de ácido nítrico (HNO3) a una temperatura de 400 ºC a 500 ºC. Es también una reacción de sustitución, se reemplaza uno de los H del alcano por el grupo nitro (- NO2). Ej:

H H

H C C H + HNO3

H H El ácido nítrico HNO3 se puede escribir como HONO2.

El producto formado es un nitroalcano:

H H H H

H C C H + HONO2 400 – 500 ºC H C C NO2 + H2O

H H H H Etano ác nítrico Nirometano

4. PIRÓLISIS: (griego: piro: fuego y lisis: ruptura)

Se llama así a la descomposición de un alcano de alto peso molecular por acción del Calor, produciendo alcanos de menor peso molecular.

Ejemplo:

CH3 - CH2 - CH2 – CH3 500 - 600 ºC CH4 + CH2 = CH – CH3 Butano Metano Propeno

CH3 – CH3 + CH2 = CH2 Etano Eteno

Este tipo de reacción se utiliza para obtener alquenos e hidrógeno.

La pirolisis se conoce también con el nombre de “cracking” sobre todo cuando nos referimos al petróleo.

Resumen:

CO2 + H2O + Calor

ALCANO R – Cl + HCl

R – NO2 + H2O

OBTENCIÓN DE ALCANOS

Se pueden obtener por destilación fraccionada del petróleo y el gas natural (o sea por separación mediante la diferencia de sus puntos de ebullición).

Por este método se obtiene especialmente alcanos de bajo peso molecular; los demás alcanos se obtienen en el laboratorio.

Las reacciones que se pueden usar para obtener los alcanos son:

a) HIDROGENACIÓN CATALÍTICA DE ALQUENOS:

Consiste en reducir (agregar) con H en presencia de un catalizador que puede ser Ni, Pd o Pt a un hidrocarburo insaturado (alqueno o alquino)

Ejemplo:

CH2 = CH2 + H . . H Pt CH3 - CH3 Eteno Etano

Tomamos el alqueno de acuerdo con el alcano que queremos obtener así, p.ej: si se quiere obtener el propano, partimos del propeno, etc.

b) REDUCCIÓN DE HALOGENUROS DE ALQUILO:

Un Halogenuro de alquilo es un compuesto orgánico en el cual un H del alcano ha sido reemplazado por un átomo de halógeno (Cl o Br preferiblemente).

Ejemplo:

H H

CH3 C H CH3 C Cl

H H

La reducción de estos compuestos consiste en agregarles H para obtener el alcano más el ácido correspondiente:

CH3 - Cl + H . . H CH4 + HClClorometano Metano ác. Clorhídrico

c) HIDRÓLISIS DEL REACTIVO DE GRIGNARD:

El reactivo de Grignard es un tipo de compuesto de fórmula general RMgX, donde R es un radical alquílico o aromático y X es un halógeno.

Ejemplo:

CH3 - CH2 - Mg - Cl Radical alquílico halógeno

Recibe este nombre en honor a su descubridor Víctor Grignard.

Cuando hidrolizamos (agregamos agua) al reactivo de Grignard obtenemos el alcano y un compuesto básico del halógeno y del magnesio:

Ejemplo:

CH3 - CH2 - MgCl + H OH CH3 - CH3 + MgOHCl Cloruro de etilmagnesio etano cloruro básico de magnesio

El radical del reactivo de Grignard depende del alcano que se quiere obtener. Así, p.ej: si se desea obtener metano (CH4), el radical del reactivo debe ser el metil (- CH3)

Alcano Radical

CH3 - CH3 CH3 - CH2 - Etano etil

CH3 - CH2 - CH3 CH3 - CH2 - CH2 -Propano Propil

Si se desea obtener etano, el radical del reactivo debe ser el etil (- CH2 – CH3)

Resumen:

RX + H2

Alqueno + H2 ALCANOS R Mg

+X_

RMgX + H2O

OBTENCIÓN EN EL LABORATORIO Y USOS DE ALGUNOS ALCANOS

Ante todo los usamos como combustibles en estufas, encendedores y como disolventes.El metano (CH4) se usa en la fabricación de negro de humo y como pigmento de pinturas y tintas.

¿CÓMO PODEMOS OBTENER EL METANO?

Este es el hidrocarburo más simple. Lo encontramos en el petróleo, los pantanos, donde se forma por la desintegración o fermentación de las sustancias orgánicas; por esto se llama gas de los pantanos, de esta forma lo obtenían en la época antigua y lo usaban para cocinar, pero debido a que no tiene sino un C, no produce mucho calor.En las minas de carbón lo encontramos también; mezclado con el O2 del aire forma el llamado gas grisú (CH4 + O2).Por esto no se deben encender fósforos ni antorchas en el interior de las minas, pues esta mezcla (CH4 + O2) al contacto con la llama es explosiva y de alta peligrosidad.

El petróleo y la gasolina

El petróleo: es una mezcla de hidrocarburos originados por plantas y animales marinos que se encontraban debajo del suelo atrapados entre rocas.

Entre sus características o propiedades están:

Es un líquido aceitoso, más ligero que el agua. Debido a que contiene compuestos sulfurosos; tiene olor nauseabundo,Su color varía del amarillo pardusco al negro.Es combustible, arde con gran desprendimiento de calor y humos.

¿Cómo separamos los hidrocarburos que encontramos en el petróleo?

La mezcla se separa en fracciones, por destilación fraccionada en una columna vertical; proceso conocido con el nombre de topping.

Las principales fracciones son:

Fracción Temperatura Nº de C AplicacionesGas Tipo de destilación menos de 20 ºC C1 – C4 Combustible, calefacciónÉter de petróleo 20 – 60 ºC C5 – C6 DisolventeLigroina (nafta ligera) 60 – 100 ºC C6– C7 DisolventeGasolina 40 – 205 ºC C5 – C10 y cicloalcanos Disolvente, combustibleKerosene 175 – 325 ºC C12 – C18 y aromáticos Motores a reacción,

cohetesGasóleo (ACPM) Más de 2875 ºC C12 y superiores Motores DieselAceite lubricante Líquidos no volátiles Cadenas largas unida a

estructuras cíclicasLubricación

Asfalto Sólidos no volátiles Estructuras policíclicas Impermeabilización y pavimentación

¿CÓMO SE EXTRAE EL PETRÓLEO?

Antiguamente se extraía mediante pozos semejantes a los actuales. Más tarde se abrieron anchos pozos de cierta profundidad, sacando de ellos el petróleo por medio de vasijas. Actualmente se extrae por medio de bombas.

¿QUÉ SE HACE CON EL PETRÓLEO EXTRAÍDO?

El petróleo bruto extraído de los pozos es conducido por tuberías llamadas oleoductos hasta la refinería. Allí se refina en un proceso mediante el cual se eliminan las impurezas y se separan los diferentes hidrocarburos.

¿CÓMO SE REFINA EL PETRÓLEO?

Para refinarlo se le calienta a altas temperaturas hasta que hierva. Entonces comienza a volatilizarse y los gases son recogidos en departamentos especiales donde son enfriados para que se licuen (vuelvan al estado líquido).Los más pesados quedan abajo y los más livianos suben a lo alto de las torres.

¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE EL PETRÓLEO EN NUESTRA VIDA DIARIA?

Es tan importante el petróleo y nos produce tan grandes beneficios que es llamado “oro negro”.Entre los beneficios están:

1. Impulsa la electrificación de un país en las termoeléctricas.2. Favorece la industrialización.3. Mejora los caminos, pues uno de sus subproductos se utiliza en la pavimentación.4. El estado recibe grandes rentas por impuestos de explotación y refinamiento.5. Proporciona trabajo a todas las clases sociales.

Entre los subproductos del petróleo están:

La gasolina (principal subproducto) El kerosene El fuel oíl El gas oíl

La gasolina: es una mezcla de hidrocarburos alifáticos de cadena abierta, especialmente de 5 a 8 C. Se emplea principalmente como combustible.

¿QUÉ CARACTERÍSTICAS DEBE TENER LA GASOLINA PARA QUE PUEDA SER USADA COMO COMBUSTIBLE?

Debe ser un hidrocarburo intermedio, es decir, que posea 8 C y que sea ramificado.

Ejemplo: CH3 CH3

CH3 C CH2 CH CH3

CH3

2, 2, 4 – trimetil pentano

Este compuesto se conoce también con el nombre de isoctano y es el que mide o da el octanaje a la gasolina.¿Qué se entiende por número de octano?

Es la proporción de n – heptano y 2, 2,4—trimetil pentano que hay en la gasolina.

Cuando este número es bajo, es decir, cuando la gasolina es de bajo octanaje, el motor del auto comienza a golpear, fenómeno conocido como la detonación de los combustibles; cuando este efecto es demasiado fuerte deteriora al motor y reduce su potencia. Para solucionar este problema se ha procurado elevar el número de octanos de la gasolina, tomando como base las propiedades detonantes de los alcanos puros.Otros subproductos del petróleo:

Kerosene: usado en lámparas como combustible y para la preparación de fungicidas e insecticidas.

Gas oíl: que al tratarse con soda caustica se obtiene el diesel oíl o sea ACPM (aceite combustible para motores), usado en máquinas Diesel.Fuel oíl: de él podemos obtener subproductos como la vaselina, ceras, usadas en la fabricación de velas o espermas, papel encerado, ceras para pisos, etc.

NOMENCLATURA DE ALCANOS

Las reglas de nomenclatura para compuestos orgánicos e inorgánicos son establecidas por la Unión Internacional de Química pura y aplicada, IUPAC (de sus siglas en inglés).

A continuación se señalan las reglas para la nomenclatura de alcanos. Estas reglas constituyen la base de la nomenclatura de los compuestos orgánicos.

1. La base del nombre fundamental, es la cadena continua más larga de átomos de C.

2. La numeración se inicia por el extremo más cercano a una ramificación. En caso de encontrar 2 ramificaciones a la misma distancia, se empieza a numerar por el extremo más cercano a la ramificación de menor orden alfabético. Si se encuentran 2 ramificaciones del mismo nombre a la misma distancia de cada uno de los extremos, se busca una tercera ramificación y se numera la cadena por el extremo más cercano a ella.

3. Si se encuentran 2 o más cadenas con el mismo número de átomos de C, se selecciona la que deje fuera los radicales alquilo más sencillos. En los isómeros se toman los lineales como más simples. El n-propil es menos complejo que el isopropil. El ter-butil es el más complejo de los radicales alquilo de 4 C.

4. Cuando en un compuesto hay 2 o más ramificaciones iguales, no se repite el nombre, se le añade un prefijo numeral. Los prefijos numerales son:

Número Prefijo2 di ó bi3 tri4 tetra5 penta6 hexa7 hepta

6. Se escriben las ramificaciones en orden alfabético y el nombre del alcano que corresponda a la cadena principal, como una sola palabra junto con el último radical. Al ordenar alfabéticamente, los prefijos numerales y los prefijos n-sec- y ter- no se toman en cuenta.

7. Por convención, los números y las palabras se separan mediante un guión, y los números entre sí, se separan por comas.

La comprensión y el uso adecuado de las reglas señaladas facilitan la escritura de nombres y fórmulas de compuestos orgánicos.

RADICALES ALQUILO

Cuando alguno de los alcanos pierde un átomo de H se forma un radical alquilo. Estos radicales aparecen como ramificaciones sustituyendo átomos de H en las cadenas.

Los radicales alquilo de uso más común son:

Las líneas rojas indican el enlace con el cual el radical se une a la cadena principal. Esto es muy importante, el radical no puede unirse por cualquiera de sus C, sólo por el que tiene el enlace libre.

Ejemplos de nomenclatura de alcanos

1)

Buscamos la cadena de C continua más larga y numeramos por el extremo más cercano a un radical, e identificamos los que están presentes.

La cadena continua más larga tiene 7 C y se empezó la numeración por el extremo derecho porque es el más cercano a un radical. . Identificamos los radicales y el número del C al que están unidos, los acomodamos en orden alfabético y unido el último radical al nombre de la cadena.

4-etil-2-metilheptano

2)

Buscamos la cadena continua de C más larga, la cual no tiene que ser siempre horizontal. Numeramos por el extremo más cercano a un radical, que es el derecho. Ordenamos los radicales en orden alfabético y unimos el nombre de la cadena al último radical.

5-isopropil-3- metilnonano

3)

Buscamos la cadena de C continua más larga, numeramos por el extremo más cercano al primer radical, que en este caso es del lado izquierdo. Nombramos los radicales con su respectivo número en orden alfabético y unimos el nombre de la cadena al último radical.

3-metil-5-n-propiloctano

4)

Selecciona la cadena continua de C más larga. Al tratar de numerar observamos que a la misma distancia de ambos extremos hay un radical etil, entonces nos basamos en el siguiente radical, el n-butil para empezar a numerar.

Recuerde que el n-butil por tener guión se acomoda de acuerdo a la letra b, y no con la n.

5-n –butil-4,7-dietildecano

5)

Al seleccionar la cadena de C continua más larga observamos que a la misma distancia de cada extremo hay un radical, un metil y un etil, entonces iniciamos la numeración por el extremo más cercano al etil ya que es el radical de menor orden alfabético.

3-etil-4-metilhexano

Ejemplos de nombre a estructura.

6) 3, 4, 6-trimetil heptano

La cadena heptano tiene 7 átomos de C .Los numeramos de izquierda a derecha, pero se puede hacer de derecha a izquierda.

Ahora colocamos los radicales en el C que les corresponda. Tenga cuidado de colocar el radical por el enlace libre.

Como el C forma 4 enlaces, completamos nuestra estructura con los H necesarios para que cada uno tenga sus 4 enlaces.

7) 3-metil-5-isopropilnonano

Nonano es una cadena de 9 C.

Colocamos los radicales

Los radicales pueden acomodarse de diferentes formas, siempre y cuando conserve su estructura.

Finalmente completamos con los H necesarios para que cada C tenga sus 4 enlaces.

8) 5-ter-butil-5-etildecano

Decano es una cadena de 10 C.

Los 2 radicales de la estructura están en el mismo C por lo tanto se coloca uno arriba y el otro abajo del C # 5, indistintamente..

Completamos con los H.

9) 5-sec-butil-5-ter-butil-8-metilnonano

Nonano es una cadena de 9 C.

Colocamos los radicales.

Ahora completamos con H para que cada C tenga 4 enlaces.

10) 5-isobutil-4-isopropil-6-n-propildecano

Decano es una cadena de 10 C que numeramos de izquierda derecha.

Colocamos los radicales cuidando de acomodarlos en forma correcta.

Contamos los enlaces para poner los H necesarios para completar 4 enlaces a cada C.

EJERCICIO

Lea detenidamente las reglas de nomenclatura y resuelva los siguientes ejercicios aplicando dichas reglas.

I. Escriba la estructura correcta para cada uno de los siguientes nombres.

1) 3-etil-2,3-dimetilpentano2) 2-metilbutano3) 4-etil-2, 2, 5, 6-tetrametilheptano4) 5-ter-butil-3-etil-5-isopropiloctano5) 5-sec-butil-4-n-propilnonano

II. Copie las siguientes estructuras. Señale la cadena principal, su numeración y escriba el nombre correcto para cada estructura. a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

i) j)

HALOGENUROS DE ALQUILO

PROPIEDADES Y USOS:

Son compuestos conocidos como haluros orgánicos. Tienen la característica de que cuando al menos uno de los átomos de H ha sido reemplazado por un átomo de halógeno: F, Cl, Br o I.

En general los compuestos orgánicos halogenados son tóxicos y muchos de ellos se han empleado en la agricultura como plaguicidas e insecticidas, pero su uso se ha restringido debido a su alta peligrosidad.

La mayoría de los haluros orgánicos son sintéticos. Los compuestos orgánicos halogenados naturales son raros. La tiroxina, componente de la hormona tiroidea llamada tiroglobulina, es un compuesto que contiene yodo

A continuación se describen las propiedades y usos de algunos de los más importantes.

CLOROFORMO (triclormetano) CHCl3: líquido incoloro, de sabor dulce, olor sofocante, poco soluble en agua, pero muy soluble en alcohol. Fue muy utilizado como anestésico, pero actualmente ha sido sustituido por sustancias como el halotano CF3CHClBr, debido a los daños que ocasionaba en el aparato respiratorio y el hígado.

TETRAFLUOROETILENO (C2F4): este compuesto es un alqueno halogenado (tiene un doble enlace C- C) que se utiliza como materia prima en la fabricación de teflón, antiadherente para utensilios de cocina debido a que es un buen conductor del calor. También se emplea como recubrimiento de cables de Cu y fibra óptica, en injertos de venas y arterias, además en válvulas para el corazón.

CLOROFLUOROCARBUROS (freones): son compuestos formados por C, H y Cl. Se utilizan como refrigerantes, en la fabricación de espumas, como líquidos de limpieza. Han sido reemplazados ya que generan átomos de Cl que en la atmósfera superior dañan la capa de ozono. Actualmente en los aerosoles el propelente es el dióxido de carbono (CO2).

TETRACLORURO DE CARBONO (CCl4): se utilizó mucho en el lavado en seco, pero por sus efectos carcinógenos se ha reemplazado por otras sustancias.

NOMENCLATURA DE HALUROS ORGÁNICOS

Estructuralmente los halogenuros de alquilo son compuestos formados por C, H, uno o más átomos de halógeno y enlaces sencillos. La terminación sistémica de estos compuestos es ANO y por tanto son compuestos saturados.

En la nomenclatura sistémica, al seleccionar la cadena principal, el C o los C unidos a alguno de los halógenos, deben formar parte de ella. En cuanto a la numeración:

Se inicia por el extremo más cercano al halógeno. Si hay 2 halógenos y están a la misma distancia de los extremos, se inicia por el más cercano al de menor

orden alfabético.

Si los halógenos son iguales y están a la misma distancia, nos basamos en otro halógeno si lo hay o en el radical alquilo más cercano.

Ejemplos de nomenclatura de haluros orgánicos

1)

Seleccionar la cadena principal que contenga el C unido al Cl.

La numeración de la cadena se inicio por el extremo más cercano al átomo de Cl. El nombre del compuesto sería:

3-cloro-4-n-propilheptano

2)

Seleccionar la cadena principal que contenga los 2 átomos de C que están unidos a un átomo de halógeno (Cl y Br). Como los 2 átomos están a la misma distancia de los extremos, elegimos el de menor orden alfabético para iniciar la numeración, o sea el Br.

Nombrar los radicales en orden alfabético:

2-bromo-6-cloro-4-isobutilheptano

3)

Seleccionar la cadena principal que contenga los C unidos a átomos de halógenos. Al numerar, como los átomos de Br están a igual distancia de los extremos, iniciar la numeración por el más cercano al Cl.

3.6-dibromo-5-n-butil-3-clorooctano

4)

Seleccionar la cadena continua de C más larga que incluya los C unidos a los halógenos. Iniciamos la numeración por el extremo del Cl porque está más cerca que el Br.

7-bromo-5-sec-butil-1-cloro-5-metil-2-n-propiloctano

5)

En esta estructura hay I y F. La cadena principal es la más larga y que contenga los C unidos al I y al F. Iniciamos la numeración por el extremo más cercano al F.

2-flúor-5-isopropil-7-metil-5-yodononano

6)

Seleccionamos la cadena continua de C más larga que contenga los C unidos a átomos de halógenos. Para la numeración hay halógenos en ambos extremos, pero como en el de la derecha hay 3 y en el de la izquierda 2, empezamos por la derecha.

1,1-dibromo-3-ter-butil-5,5-dicloro-1-yodopentano

Ejemplos de nombre a fórmula

7) 1, 3, 3, 5-tetracloro-4-isobutilhexano

La cadena tiene 6 C que por acuerdo, numeramos de izquierda a derecha.

Colocamos los átomos de halógenos y el radical isobutil en los C señalados.

Completamos la estructura con los H necesarios para que cada C tenga 4 enlaces.

8) 2-sec-butil-1,4-difluorbutano

Butano es una cadena de 4 C.

Colocamos los radicales.

y completamos con los H.

9) 1-bromo-5-ter-butil-4,6-diyodononano

10) 3-bromo-2, 3, 5-triclorooctano

EJERCICIO

I. Escriba la estructura que corresponda a los siguientes nombres.

1) 2-bromo-3-cloropentano2) 3, 3, 6, 7-tetracloro-4-isobutiloctano3) 3-sec-butil-5-ter-butil-1,6-diyodononano4) cloruro de isobutilo

II. Escriba el nombre que corresponda a las siguientes estructuras. Señale la cadena principal y su numeración en cada caso.

a) b)

c) d)

e) f)

CICLOALCANOS O ALCANOS CICLICOS

Su principal característica es la de poseer estructuras cíclicas. Se presentan, por conveniencia, sin los C ni los H, indicándose por medio de figuras geométricas.

Estos compuestos pueden ser:

1. Monocíclicos, de fórmula general Cn H 2n; son isómeros de los alquenos sencillos.2. Policíclicos cuando forman más de 1 anillo en su estructura.

Su fórmula general es: Cn H 2n, donde “n” nos indica el número de C.

Ejemplo:

Nº de Carbonos Fórmula Compuesto5 C5 H 2x5 C5 H10

6 C6 H 2x6 C6 H12

NOMENCLATURA DE CICLOALCANOS

Ante todo colocamos la palabra ciclo: cicloLe contamos luego a la figura el número de vértices o C y le damos el prefijo que corresponde: ciclopropPara su terminación usamos el mismo sufijo utilizados para los alcanos ano: ciclopropano

Cuando los compuestos en su estructura, tienen más de 1 anillo y poseen puentes entre los C; se nombran teniendo en cuenta el número de ciclos:Biciclo, si tiene en su configuración 2 anillos.

Este compuesto tiene 2 ciclos. Para nombrarlo, primero se escribe biciclo, luego se abre un paréntesis y en él se coloca primero el número de C que hay a la derecha, luego los del lado izquierdo y el tercer número indican los C que hay entre las cabezas del puente. El puente está formado por los C 4 y 1. El C 7 es el C que hay entre las cabezas del puente. Finalmente, se escribe el nombre del hidrocarburo que indica el número total de C de la estructura.El nombre del compuesto anterior será:

Biciclo (2, 2, 1) heptano

Cuando hay sustituyentes en los C se enumeran los C de la estructura y primero se escriben los sustituyentes de acuerdo con el número del C que le corresponde y segundo se continúa nombrando, teniendo en cuenta la regla anterior:

El nombre del compuesto anterior es: 7 – cloro – 1, 4 – dimetil – biciclo (2, 2, 1) heptano

Cuando hay biciclos en cuyo puente no hay C, el tercer número del paréntesis es cero y se colocan los números de los C entre los cuales está el puente:

Cuando hay radicales sustituyentes ¿cómo se nombran?Se enumeran los C teniendo en cuenta las reglas utilizadas para nombrar los alcanos ramificados.

Ejemplos: - CH3 - CH2 – CH3 __ -CH3

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS CICLOALCANOS

Los cicloalcanos se forman cuando los alcanos dihalogenados (2 halógenos), se doblan uniéndose por sus extremos formando anillos. Es decir, se le quita al compuesto dihalogenado sus halógenos para así formar el ciclo o anillo.

PROPIEDADES FÍSICAS:

Son muy semejantes a las que presentan los alcanos.

La siguiente tabla muestra algunas comparaciones entre sus puntos de fusión y de ebullición:

Alcanos Punto de fusión Punto de cicloalcanos Punto de fusión Punto de ebullición

ebulliciónPropano -187 ºC - 42 ºC ciclopropano - 127 ºC - 33 ºCButano -138 ºC 0 ºC ciclobutano - 80 ºC 13 ºC

Pentano -130 ºC 36 ºC ciclopentano -93 ºC 49 ºCHexano -95 ºC 69 ºC ciclohexano 6 ºC 82 ºC

Los puntos de fusión y de ebullición son un poco más altos en los cicloalcanos, con relación a los alcanos que tienen la misma cantidad de C.

Solubilidad:Son solubles en disolventes orgánicos pero insolubles H2O.

Densidad:Su densidad es mayor que la de los alcanos.

PROPIEDADES QUÍMICAS

Reacciones de los cicloalcanos:

Sus reacciones son de adición, con ruptura del anillo dando compuestos dihalogenados a o alcanos según la reacción.

+ Br2 CH2 - CH2 - CH2 - CH2

Br Br

Entre las principales reacciones están:

1. HALOGENACIÓN:

Consiste en adicionar a un alcano cíclico un halógeno, para dar origen a un derivado dihalogenado, de cadena abierta.

Ejemplo:

+ Cl2 CH2 - CH2 - CH2

Ciclopropano Cl Cl

1,3 – dicloropropano

2. HIDROGENACIÓN CATALÍTICA:

Consiste en adicionar hidrógenos en presencia de un catalizador metálico como el Ni, Pd o Pt, a un compuesto cíclico de los alcanos obteniendo el alcano correspondiente.

Ejemplo: + H2 Ni, Pd o Pt CH3 - CH2 - CH2 - CH3

ButanoResumen:

Alcano dihalogenado

CICLOALCANO

Alcano

OBTENCIÓN DE CICLOALCANOS

Los cicloalcanos al igual que los alcanos, se pueden extraer a partir del petróleo.

Otros métodos para obtener cicloalcanos son:

1. DESHALOGENACIÓN DE UN DERIVADO DIHALOGENADO EN POSICIÓN NO VECINAL:

Esta reacción consiste en quitarle al derivado dihalogenado los halógenos para formar un ciclo o anillo. Para deshalogenar y poder formar con la cadena el anillo, utilizamos Zn.

Ejemplo:

CH2 - CH2 - CH2 Zn + ZnCl2

Cl Cl

1,3 – dicloropropano ciclopropano cloruro de zinc

2. HIDROGENACIÓN CATALÍTICA DE COMPUESTOS AROMÁTICOS:

Es una forma de obtención del ciclohexano. Esta reacción se lleva a cabo mediante condiciones especiales como son 200 ºC y 20 atm de presión.

+ 3 H2

Benceno ciclohexano

USOS DE LOS CICLOALCANOS:

Los utilizamos como combustibles; el ciclohexano se usa en la fabricación de nylon. El ciclopropano se utiliza en la farmacia como antiséptico (destruye o inhibe el crecimiento de microorganismos).

En el laboratorio se emplean los cicloalcanos para obtener otros compuestos orgánicos.

Resumen:

CH2…………………. CH2 Zn Ciclohexano

X X

derivado dihalogenado

Aromático + H2 300 ºC ciclohexano

HIDROCARBUROS INSATURADOS

ALQUENOS U OLEFINAS

Son compuestos insaturados que contienen en su estructura cuando menos un doble enlace C = C

El doble enlace está constituido por un enlace sigma (fuerte y dificil de romper) y otro débil llamado pi . Es el

determinante fundamental de las propiedades de los alquenos.

Los compuestos con doble enlace reaccionan fácilmente, presentando reacciones de adición o sea ruptura del doble enlace.

El eteno es la primer compuesto de esta serie CH2 = CH2

¿Por qué se llaman hidrocarburos insaturados u olefinas?

Por poseer menos H que los alcanos; el nombre de olefinas se debe a que los primeros hidrocarburos de esta serie fueron obtenidos de grasas y aceites.

Fórmula general para alquenos que sólo tienen un doble enlace es: Cn H 2n, donde “n” es igual al número de C presentes en ese compuesto. Ejemplo:

Nº de Carbonos Fórmula Compuesto6 C6 H 2x6 C6 H 12

Comprobémoslo:

CH2 = CH - CH2 - CH2 – CH2 – CH3 o C6H12 tenemos: 6 C y 12 H.

Por lo tanto, los alquenos sin sustituyentes tienen el doble de H que C. La terminación sistémica de los alquenos es ENO.El más sencillo de los alquenos es el eteno, conocido más ampliamente como etileno, su nombre común.La mayor parte de los alquenos se obtienen del petróleo crudo y mediante la des hidrogenación de los alcanos.

NOMENCLATURA DE ALQUENOS

En la selección de la cadena más larga, los C que forman el doble enlace, siempre deben formar parte de la cadena principal y la numeración se inicia por el extremo más cercano al enlace doble. Al escribir el nombre de la cadena de acuerdo al número de átomo de C, se antepone el número más chico de los 2 átomos con el enlace doble y al final se escribe la terminación ENO.

Ejemplos:

1)

La cadena principal incluye los C que forman el doble enlace y la numeración se inicia por el extremo más cercano al doble enlace. El nombre sería entonces:

4-metil-1-hepteno

El alcano de 7 C seria heptano, cambiamos la terminación ano por eno y como el doble enlace está entre los C 1 y 2, se antepone el número 1 a la extensión de la cadena.

2)

Seleccionamos la cadena más larga que contenga el doble enlace e iniciamos la numeración por el extremo más cercano al doble enlace.

6-etil-4-isopropil-7-metil-3-octeno

3)

En los compuestos insaturados halogenados, como es el caso de éste alqueno, el doble enlace tiene preferencia sobre el halógeno. El C del halógeno debe incluirse en la cadena, pero la numeración se inicia por el extremo más cercano al doble enlace, independientemente de la posición del halógeno o los halógenos presentes en la cadena.

6-n-butil-6-ter-butil-9-cloro-3-deceno

4)

Seleccionamos la cadena más larga que contenga los C unidos al Br y los C que forman el doble enlace.

2,6-dibromo-3-sec-butil-5-n-propil-2-hexeno

5)

Seleccionamos la cadena más larga que contenga los C del doble enlace y numeramos a partir de la derecha que es donde está el doble enlace.

1-penteno

Ejemplos de nombre a fórmula

6) 3.4-dimetil-2-hepteno

La cadena tiene 7 C y el doble enlace está entre los C 2 y 3.

Colocamos los radicales y completamos los 4 enlaces del C con los H.

7) 1-bromo-6-sec-butil-8-cloro-3-etil-4-octeno

La cadena tiene 8 C con un doble enlace entre el 4 y el 5.

Colocamos los radicales y completamos los H.

8) 4–cloro-3-isobutil-2-n-propil-1-buteno

Es una cadena de 4 C con un doble enlace entre los C 1 y 2.

Colocamos los radicales y completamos con H.

9) 5-sec-butil-3-ter-butil-6-cloro-2-hexeno

La cadena tiene 6 C con un doble enlace entre los C 2 y 3. Ahora colocamos los radicales y completamos los 4 enlaces del C con H.

10) 2,4-dimetil-1-penteno

CICLOALQUENOS

En compuestos cíclicos también se pueden encontrar dobles enlaces así:

Nomenclatura de cicloalquenos

Se nombran anteponiendo al nombre del alqueno correspondiente la palabra ciclo:

Ciclobuteno ciclopropeno ciclohexeno

¿Cómo nombramos los alquenos más complicados?

Cuando se trata de alquenos complicados los nombramos teniendo en cuenta reglas muy semejantes a las utilizadas en la nomenclatura de los alcanos:

a) Se escoge la cadena más larga que contenga el doble enlace y se nombra el compuesto como derivado de este esqueleto o cadena.

b) Se numera la cadena comenzando por el extremo más próximo al doble enlace.c) Se nombran las ramificaciones dando el número antes del nombre, teniendo en cuenta el orden de

complejidad (met, et, prop,…); si los sustituyentes son grupos no funcionales diferentes de radicales alquílicos, se nombran en orden alfabético (amino, bromo, cloro, nitro, etc.).

Ejemplo: CH3

1CH3 – 2CH – 3CH = 4CH – 5CH – 6C – 7CH3

Br CH2 CH3

CH3 2 – bromo – 6,6 – dimetil – 5 – etil – 3 – heptino

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ALQUENOS

PROPIEDADES FÍSICAS

Son incoloros. A temperatura ambiente y a 1 atm de presión los primeros 3 compuestos (de 2 a 4 C), eteno (etileno),

propeno y buteno, son gaseosos; los siguientes son líquidos (del 5 a 15 C) hasta los que tienen más de 16 C que son sólidos.

Son relativamente poco solubles en agua por ser compuestos apolares o muy poco polares, pero solubles en ácido sulfúrico concentrado y frio y en solventes no polares como benceno, éter, cloroformo.

Su densidad, punto de fusión y de ebullición se elevan conforme aumenta el peso molecular. Las ramificaciones disminuyen el punto de ebullición.

El uso más importante de los alquenos es como materia prima para la elaboración de plásticos.

Con relación a los alcanos ¿cómo son estas constantes?

Con relación a los alcanos, los puntos de fusión y ebullición son menores en los alquenos.

En la siguiente tabla encontramos los valores de las constantes de los primeros alquenos:

Alqueno Punto de fusión Punto de ebulliciónEteno - 169,5 ºC - 104 ºC

Propeno - 185,2 ºC - 47,8 ºCButeno - 130 ºC - 6,3 ºC

PROPIEDADES QUÍMICAS

Son muy reactivos debido a la presencia del enlace pi que es un enlace débil.

Reacciones de los alquenos:

Presentan reacciones de adición ya que como se dijo el enlace pi es débil, luego, se puede romper fácilmente, para así adicionar el reactivo deseado. Ejemplo:

C = C + AB --- C ---- C -----

A B

Veamos ejemplos específicos de las siguientes reacciones:

1. HIDROGENACIÓN CATALÍTICA

Consiste en adicionar H a los C insaturados, esta reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador metálico que puede ser Ni, Pd o Pt. Ejemplo:

Reacción general:

H2C = CH2 + H . . H Ni H3C - CH3

Ejemplo específico:

H2C = CH - CH3 + H2 Ni H3C – CH2 – CH3

Propeno propano

Esta reacción sirve para obtener alcanos.

2. HALOGENACIÓN

Consiste en adicionar halógenos al alqueno, obteniéndose así un derivado dihalogenado en posición vecinal (C consecutivos).

C = C + X : X -- - C – C -

alqueno halógeno X X Derivado dihalogenado

CH3 – CH = CH2 + Cl2 CH3 – CH – CH2

Propeno cloro Cl Cl 1,2 – dicloropropano

¿POR QUÉ SE ADICIONAN HALÓGENOS EN POSICIÓN VECINAL?

Porque al romperse el doble enlace los halógenos se adicionan en los C en los cuales estaba la insaturación (doble enlace).

¿REACCIONAN DE LA MISMA FORMA CON TODOS LOS HALÓGENOS?

El halógeno que reacciona más fácilmente es el Br, luego el Cl; con el I la reacción es muy lenta y con el F es violenta y peligrosa.

3. HIDROHALOGENACIÓN

Consiste en adicionar H y un halógeno o sea un haloácido (HX), a la insaturación. Un ejemplo de haloácido: HCl

- C = C – + H : X - C – C - XEjemplo:

H2C = CH2 + H – Cl H3C – CH2ClEteno cloroetano

En el ej anterior no hay problema alguno; pero observe el siguiente ej:

3CH3 - 2CH = 1CH2 + HCl 3CH3 – 2CH2 – 1CH2Cl 3 CH3 – 2CHCl – 1CH3

propeno 1 - cloropropano 2 - cloropropano

¿CÓMO SABEMOS CUÁL ES EL PRODUCTO? ¿A QUÉ SE DEBE ESTO?

En el primer ej no hubo dificultad para adicionar el haloácido, puesto que los C en los cuales se encontraba la insaturación tenían la misma cantidad de H (carbonos simétricos); pero en este último ej notamos que los C no contienen la misma cantidad de H, entonces, ¿a cuál de los C adicionamos el H?

Esta reacción fue estudiada por el químico ruso Vladimir Markovnicov, quien en 1869 concluyó como resumen de sus observaciones:“EN LA ADICIÓN DE UN REACTIVO A UN DOBLE ENLACE, LA PARTE POSITIVA DE AQUEL (generalmente el H) SE ADICIONA AL CARBONO QUE POSEA EL MAYOR NÚMERO DE H”.

Este enunciado se conoce comúnmente como la regla de Markovnicov. En el último ej., el H se adicionó al C que tiene 2 H y el Cl se adicionó al C que tiene sólo 1 H, así:

3CH3 - 2CH = 1CH2 + HCl 3CH3 – 2CHCl – 1CH3

1 – propeno 2 - cloropropano El C número 1 tiene 2 H, mientras que el C número 2 sólo tiene 1 H; teniendo en cuenta la regla de Markovnicov; el H se unirá al C número 1 y el Cl al C número 2.

Otras reacciones de los alquenos

Oxidación con KMnO4

Hidratación Polimerización

1. OXIDACIÓN CON KMnO4:

Para oxidar un alqueno usamos el KMnO4 (permanganato de potasio) diluido y frio, obteniéndose así los glicoles (son compuestos con 2 grupos OH o hidroxilo) en posición vecinal.

Ejemplos:

H2C = CH2 + KMnO4 + H2O CH2OH – CH2OH + MnO2 + KOH Alqueno glicol

Ejemplo específico:

3CH3 – CH = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3CH3 - CHOH - CH2OH + 2MnO2 + 2KOH Propeno propilen glicol o 1,2 – propanodiol

Esta reacción es empleada en el laboratorio como prueba para reconocer alquenos; se conoce con el nombre de prueba de Bayer.Los alquenos con esta prueba se identifican por el cambio de color del permanganato (violeta) a una turbidez parda del MnO2 formado, indica una reacción positiva o sea la existencia de enlaces dobles.

2. HIDRATACIÓN:

Consiste en agregar agua a un alqueno.Si tenemos en cuenta que los alquenos son insolubles en agua, no la podemos adicionar directamente. Para realizar la hidratación es necesario agregar un catalizador, el ácido sulfúrico H2SO4, con el fin de formar sulfatos ácidos, compuestos muy inestables que en medio acuoso se transforman en alcoholes, recuperando nuevamente el ácido.

Observemos la reacción:

H2C = CH2 + H2O H2SO4 - C - C - + H2O - C – C - + H2SO4

H OSO3H OH

Esta reacción se puede resumir así:

Ejemplo: OH CH3 – CH = CH2 + H2O H2SO4 CH3 - CH – CH3 + H2SO4

Propeno 2 – propanol

En esta reacción se tiene en cuenta la regla de Markovnicov (el H se adiciona al C más hidrogenado).

3. POLIMERIZACIÓN:

Consiste en unir varias moléculas pequeñas llamadas monómeros para producir moléculas grandes llamadas polímeros.

Resumen

Alcano + H2 + X2 Derivado dihalogenado + HXALQUENO Derivado monohalogenado + KMnO4

Glicol + H2O/H+

Alcohol

OBTENCIÓN DE ALQUENOS

Los alquenos al igual que los demás hidrocarburos los podemos obtener a partir del petróleo mediante el cracking (fraccionado). O procedimiento de transformación de los aceites pesados del petróleo en combustibles para motores.

OBTENCIÓN DE ALQUENOS EN EL LABORATORIO

Se pueden obtener mediante los siguientes métodos:

Deshidratación de alcoholes Deshalogenación de un derivado dihalogenado Deshidrohalogenación

1. DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES:

Consiste en retirar de un alcohol una molécula de agua formándose así una insaturación o doble enlace.Esta reacción se realiza añadiendo ácido sulfúrico concentrado a una temperatura de 170 ºC aproximadamente.

Reacción general:

- C – C - + H2SO4 170ºC - C = C - + H2O

H OH Alcohol alqueno

Ejemplo:

CH3 - CH2 + H2SO4 170ºC CH2 = CH2 + H2O OH Etanol eteno

2. DESHALOGENACIÓN DE UN DERIVADO DIHALOGENADO:

Para llevar a cabo esta reacción es necesario que la posición de los halógenos sea en C vecinos, con el fin de que al eliminar los halógenos se forme la insaturación (doble enlace).Para remover o quitar los halógenos se utiliza Zn

- C – C - + Zn - C = C - + ZnX2

X XDerivado dihalogenado alqueno

Ejemplo:

Cl Cl H H

H – C – C – C – H Zn H – C = C – C – H + ZnCl2

H H H H H H 1,2 – dicloropropano propeno

3. DESHIDROHALOGENACIÓN:

Consiste en quitar un hidrógeno y un halógeno al derivado monohalogenado.Esta reacción se lleva a cabo mediante la acción de una base fuerte en solución alcohólica (KOH/solución alcohólica). - C – C -- KOH - C = C - + KX + H2O Sol alcohólica H XDerivado monohalogenado alqueno

Ejemplo:

CH2 - CH3 KOH CH2 = CH2 + KCl + H2O Sol alcohólicaClCloroetano eteno

Al recordar las propiedades químicas de los alquenos y compararlas con las reacciones efectuadas para obtenerlos, podemos decir que la una es inverso de la otra. Si a un alqueno lo hidratamos, obtenemos un alcohol; si al alcohol lo deshidratamos, obtenemos el alqueno.

Resumen:

- C - C --

X X + ZnDerivado dihalogenado

- C - C -- KOH ALQUENOS Cl H sol alcohólicaDeshidrohalogenación

- C - C - + H2SO4

H OHDeshidratación de alcoholes

DIENOS Y POLIENOS

Los dienos son alquenos con 2 enlaces dobles. Los polienos son alquenos con más de 2 enlaces dobles.Los más importantes son los dienos.Observa las siguientes estructuras:

1CH2 = 2CH - 3CH = 4CH2 1CH2 = 2CH - 3CH2 - 4CH = 5CH2 1CH2 = 2C = 3CH - 4CH3

1,3 - butadieno 1,4 – pentadieno 1,2 -- butadieno

En la primera estructura los dobles enlaces están separados por un enlace sencillo. A este tipo de dienos se les llama dienos conjugados.En la segunda estructura, los dobles enlaces están separados por más de un enlace sencillo. Se les conoce como dienos aislados. En la tercera estructura, los dobles enlaces se hallan uno a continuación del otro. Se les llama dienos acumulados.Entre estas estructuras los más importantes son los dienos conjugados.

Su importancia se debe a su reacción de polimerización, ya que esto hace que se produzcan polímeros insaturados.

Ejemplo:

1CH2 = 2CH - 3CH = 4CH2 ( - CH2 - CH = CH - CH2 - ) n

1,3 - butadieno polibutadieno

A este tipo de polímeros pertenece el caucho, polímero importante en nuestra industria.

Fuera del caucho otro dieno importante es el cloropreno:

CH2 = C - CH = CH2 Cl2 – cloro – 1, 3 – butadieno o cloropreno

Es importante porque se usa en la fabricación del caucho sintético, plásticos y resinas.

APLICACIÓN Y USOS DE LOS ALQUENOS

Preferiblemente se usan mezclados como combustibles y disolventes. El etileno o eteno es útil ya que se emplea en la agricultura para acelerar la maduración de los frutos, también se usa como anestésico. Mediante la polimerización de los alquenos obtenemos cauchos sintéticos y algunos plásticos.

El caucho: es un polímero elástico natural o sintético.El caucho natural es un polímero del 2 – metil – 1,3 – butadieno (mal llamado isopreno).Su fórmula es:

CH2 = C - CH = CH2

CH3

Al polimerizarlo obtenemos el caucho: - 1CH2 – 2C = 3CH – 4CH2 - CH2

Caucho n

Los 2 dobles enlaces del isopreno se han convertido en uno sólo y lo encontramos entre los C 2 y 3.

La n que está fuera del paréntesis nos indica el número de veces que debemos tomar el monómero para formar el polímero. Este número puede variar y siempre será un número entero sencillo, en nuestro caso puede ser 1000 o 5000, lo cual nos indica que el peso molecular del caucho natural es muy alto.

El caucho sintético se obtiene por la polimerización de 2 – cloro – 1,3 – butadieno, llamado comúnmente cloropreno. Su fórmula es:

CH2 = C - CH = CH2

Cl

2 – cloro – 1, 3 – butadieno o cloropreno

Al polimerizarlo tenemos el neopreno o caucho sintético:

- 1CH2 – 2C = 3CH – 4CH2 - Cl n Neopreno

Fue el primer caucho sintético; se caracteriza por su resistencia a los agentes químicos y a las altas temperaturas.

El caucho en la naturaleza lo encontramos en la savia del árbol Hevea brasiliensis, formando el látex (emulsión de caucho y agua) y en el árbol Ficus elástica de la India.

Obtención del caucho

Para obtenerlo partimos del látex que se obtiene de la corteza de los árboles por incisiones en forma de V.El látex se trata luego con ácido acético (vinagre) para coagularlo en una masa gomosa y así separarlo del agua y demás sustancias; el caucho bruto por último, es sometido a otros procesos.

¿A qué procesos se somete el caucho y para qué?

En 1839 Charles Goodyear lo somete a un proceso que se denomina vulcanización. Se le somete a este proceso con el fin de hacer del caucho un material más resistente y duradero.

Vulcanización:

Se calienta el caucho entre 100 y 150 ºC con vapores de S; de esta forma el S forma un puente entre las cadenas lineales del polímero mediante la saturación de los dobles enlaces.La cantidad de S que se agregue depende de la clase de caucho que se quiera obtener. Se adiciona 1 o 2% de S para el caucho blando y un 35% para el caucho duro.

Otros cauchos sintéticos (elastómeros) que se conocen son: BUNA, BUNA S, BUNA N, y el NEOPRENO.

El caucho sin vulcanizar se emplea en la fabricación de gomas de mascar, pegantes, pinturas, tejidos, guantes, etc.El caucho vulcanizado se emplea en la fabricación de llantas, neumáticos, mangueras, muñecos, pelotas, etc.

Algunos alquenos de importancia:

El etileno o eteno es un gas incoloro, insípido y de olor etéreo cuya fórmula es CH2=CH2. Se usan grandes cantidades de etileno (eteno) para la obtención del polietileno, que es un polímero. (Sustancia formada por miles de moléculas más pequeñas que se conocen como monómeros). P ej , del polietileno el monómero es el etileno. El polietileno es un compuesto utilizado en la fabricación de envolturas, recipiente, fibras, moldes, etc.

El etileno es utilizado en la maduración de frutos verdes como piñas y tomates. En la antigüedad se utilizó como anestésico (mezclado con oxígeno) y en la fabricación del gas mostaza (utilizado como gas de combate).

El propeno, (nombre común propileno), se utiliza para elaborar polipropileno y otros plásticos, alcohol isopropílico (utilizado para fricciones) y otros productos químicos.

Varias feromonas u hormonas sexuales de insectos, son alquenos.

Los carotenos y la vitamina A, constituyentes de los vegetales amarillos como la zanahoria, y que son utilizados por los bastoncillos visuales de los ojos, también son alquenos. El licopeno, pigmento rojo del tomate, es un alqueno. Las xantinas colorantes amarillos del maíz y la yema de huevo, también son alquenos.

HIDROCARBUROS INSATURADOS

ALQUINOS O ACETILENOS

Son hidrocarburos insaturados que contienen en su estructura cuando menos un triple enlace C=C

El triple enlace está compuesto por un enlace sigma y 2 enlaces pi por tanto, las reacciones de estos compuestos son de adición.

Fórmula general: Cn H2n-2, donde n es el número de C presentes en el compuesto.Ejemplo:

Nº de carbonos Fórmula del compuesto6 C6 H 2x6 – 2

7 C7 H 2x7 – 2

La terminación sistémica de los alquinos es INO.El más sencillo de los alquinos tiene 2 C y su nombre común es acetileno, su nombre sistémico etino.

Como se puede observar, a cada átomo de C sólo le queda un enlace para unirse con un átomo de H, ya que las otras 3 valencias las comparte con un C.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ALQUINOS

PROPIEDADES FÍSICAS

Como son compuestos de baja polaridad, los alquinos son muy similares en sus propiedades físicas a los alcanos y alquenos.

Los 3 primeros alquinos son gaseosos en condiciones normales, del C5 al C14 son líquidos y los que tienen 15 o más átomos de C son sólidos.

Son menos densos que el agua e insolubles en ella. Se solubilizan en sustancias de baja polaridad como CCl4,

éter, benceno. La densidad de los alquinos aumenta conforme aumenta el peso molecular.

Sus puntos de ebullición y fusión crecen con el aumento del número de C y por tanto, su peso molecular. Las ramificaciones disminuyen el punto de ebullición.

Alquino Punto de fusión Punto de ebulliciónEtino 81,8 ºC - 83,6 ºCPropino -102,7 ºC - 23,6 ºC1 - butino -122,5 ºC 8,1 ºC

PROPIEDADES QUÍMICAS

Muchas de las reacciones de los alquinos se caracterizan por ser reacciones de adición al triple enlace debido a la presencia del enlace pi y otras se deben a la acidez del H del etino (acetileno).

Las principales reacciones de los alquinos son:

Hidrogenación Halogenación Oxidación Obtención del benceno Hidrohalogenación

1. HIDROGENACIÓN:

Consiste en adicionar H al triple enlace hasta reducirlo al enlace simple (alcano). Para que se efectúe esta reacción es necesaria la presencia de un catalizador metálico como Ni, Pd o Pt:

H H

- C = C - + H . . H Ni - C = C - + H . . H Ni H - C – C - H

etino H H H H eteno etano

A medida que se adiciona 1 mol de H2, se rompe un enlace pi, luego para transformar el alquino en un alcano debemos adicionar 2 moles de H2 (2 H2): 1 mol de H2 para transformarlo en alqueno y 1 mol de H2 para llegar al alcano, así:

CH3 - C = CH + H2 Pt CH3 - CH = CH2 + H2 Pt CH3 - CH2 - CH3 Propìno propeno propano

De otra forma:

CH3 --- C = CH + 2 H2 Ni CH3 - CH2 - CH3 Propìno Propano

2. HALOGENACIÓN:

Adicionamos halógenos (Cl o Br) a las insaturaciones. En esta reacción el Cl y el Br se adicionan fácilmente; con el I es una reacción lenta; con el F es violenta a menos que se efectúe a temperaturas bajas.De acuerdo con la cantidad de halógenos que adicionemos, obtenemos alquenos dihalogenados o alcanos tetrahalogenados:

Ejemplo:

H - C = C - H + Cl2 H - C = C - H

Cl Cl

Etino cloro 1,2 – dicloroeteno

Observe que en esta reacción sólo se adicionó 1 molécula de Cl2, obteniéndose un alqueno dihalogenado.

Cl Cl

H - C = C - H + 2Cl2 H - C - C - H

Cl Cl Etino cloro 1,1,2,2 – tetracloroetano En esta reacción adicionamos 2 moles de Cl (2 Cl2), obtuvimos un alcano tetrahalogenado (4 Cl).

Ejemplo:

CH3 - C = CH + Br2 CH3 - C = CH

Propino bromo Br Br 1,2 – dibromopropeno

Br Br

CH3 - C = CH + 2Br2 CH3 - C - C - H propino bromo 1,1,2,2 – tetrabromo propano Br Br

OTRAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ALQUINOS:

Obtención de benceno a partir de alquinos Hidrohalogenación Oxidación con KMnO4

1. OBTENCIÓN DE BENCENO A PARTIR DE ALQUINOS:

Para obtener el benceno debemos partir de 3 moles de etino o acetileno, hacerlo reaccionar con Fe y calor:

3 HC = CH Fe calor

etino benceno

Esta es una reacción específica para obtener el benceno, llamada también de aromatización, debido a la formación del benceno (principal compuesto de los aromáticos). Tomamos 3 moléculas de etino o acetileno, puesto que el benceno contiene 6 C, mientras que el etino contiene sólo 2 C. Esto es lo que se llama una reacción de polimerización.

2. Hidrohalogenación:

Consiste en adicionar un haloácido (HI, HBr, HCl) a un alquino.Para realizar la hidrohalogenación de los alquinos recordemos la regla de Markovnikov (el H e adiciona al C más hidrogenado): H Br

HC = CH + HBr H - C = C - H + HBr H - C - C - H

H Br H Br Etino 1 – bromoeteno 1,1 – dibromoetano

Observemos como el halógeno (Br), entra al C halogenado ¿A qué se debe esto?Se debe a la regla de Markovnikov

Otro ejemplo: Br Br

CH3 - C = CH + HBr CH3 - C = CH2 + HBr CH3 - C - CH3

Br Propino 2- bromopropeno 2,2 – dibromopropano

Notemos como los halógenos siempre entran al mismo C:

Br H

CH3 - C = C - CH3 + 2HBr CH3 - C - C - CH3

Br H

2 – butino 2, 2 – dibromobutano

Si observamos la estructura de este compuesto, vemos que los C comprometidos en el triple enlace no contienen H; por tanto, los halógenos entrarán en cualquiera de estos 2 átomos; al C que entre el primer halógeno entrará el segundo.

3. Oxidación:

Recordemos la oxidación de los alquenos con el KMnO4 en la obtención de los glicoles.En los alquinos, la oxidación es más enérgica (fuerte); conduce a la ruptura del triple enlace y a la formación de ácidos:

O O // // CH3 - C = C - CH3 + KMnO4 H2O CH3 - C + HC + MnO2 + KOH + H2O

OH OH 2- butino ác. Etanoico ác. Metanoico precipitado carmelita

Si observamos bien donde está el triple enlace la molécula se rompe para formar los ácidos en este caso el ácido etanóico y el ácido metanóico, además de un precipitado carmelita de dióxido de manganeso (MnO2).

Los alquinos reaccionan más lentamente que los alquenos con Bayer.

COMBUSTIÓN (oxidación): es otra oxidación con oxigeno (formación de llama):

HC = CH + O2 CO2 + H2O + 4000 ºC Etino gas carbónico calor

Esta reacción es muy útil en el soplete oxiacetilénico, empleado en soldadura autógena (unir 2 piezas con un metal).

Resumen:

Fe H2C = CHBr

HBr

O O // //HC = CH KMnO4 H - C + HC OH OH + O2

CO2 + H2O + calor

OBTENCIÓN DE ALQUINOS

Los alquinos se pueden obtener como los demás hidrocarburos, del cracking del petróleo.

Industrialmente se puede obtener por:

Deshidrohalogenación de diahalogenuros en posición vecinal o geminal (geminal o C vecinos): esta reacción consiste en la eliminación de 2 moléculas de HX ( H y halógeno).

Br H

1CH3 - 2 C - 3 CH 2 KOH CH3 - C = CH + 2 KBr + 2 H2O Sln alcohólica Br H 2,2 – dibromopropano propino

Se usa como catalizador una base fuerte (KOH) en solución alcohólica.

Ahora efectuamos la misma reacción pero con los halógenos en C vecinos:

H H

3CH3 - 2C - 1 C - H 2 KOH CH3 - C = CH + 2 KBr + 2 H2O

Sln alcohólica Br Br 1,2 – dibromopropano propino

En este caso con el 1,2 – dibromopropano, también con la base fuerte en solución alcohólica, para producir el propino, 2 moléculas de KBr y 2 moléculas de agua.

Veamos una reacción especial y fácil para obtener acetileno (etino) industrialmente, tratando el carburo de calcio (CaC2) con agua:

CaC2 + H2O HC = CH + Ca (OH)2

Carburo de calcio agua etino o acetileno lechada blanca (gas)

Resumen:

Usos de los alquinos

El más importante de ellos es el acetileno utilizado en la elaboración de materiales como hule, cueros artificiales, plásticos etc. También se usa como combustible en el soplete oxiacetilénico, que puede alcanzar temperaturas superiores a los 2700 ºC, por esto se utiliza en soldaduras y para cortar láminas metálicas.

Se emplean también en la iluminación, ya que producen una llama brillante.

NOMENCLATURA DE ALQUINOS

En la selección de la cadena más larga, los C que forman triple enlace, siempre deben formar parte de la cadena principal y la numeración se inicia por el extremo más cercano al enlace triple. Al escribir el nombre de la cadena de acuerdo al número de átomo de C, se antepone el número más chico de los dos átomos con el enlace triple y al final se escribe la terminación INO.

1)

Seleccionamos la cadena continúa más larga que contenga los C con triple enlace, empezando la numeración por el extremo más cercano al triple enlace. Nombramos los radicales en orden alfabético y la longitud de la cadena con terminación INO, anteponiendo el número más pequeño de los C unidos con enlace triple.

6-etil-8-metil-3-nonino

2)

Seleccionamos la cadena continúa de C más larga que contenga los C con el triple enlace y el C unido al Cl. Aunque haya una cadena más larga, si se excluye el C unido al Cl, es incorrecta.. El nombre del compuesto es:

7-cloro-6-etil-6-metil-1-heptino

3)

En este caso la cadena continua de C más larga es horizontal y contiene los C del triple enlace y el C unido al Br. El nombre del compuesto es:

9-bromo-7-isopropil-3-metil-4-nonino

4)

6-n-butil-7-cloro-7-metil-3-nonino

5)

8-etil-9,9-dimetil-4-decino

6)

En este caso, el triple enlace está a la misma distancia de ambos extremos, por lo tanto empezamos a numerar por el extremo que tiene el Br que es de menor orden alfabético que el Cl. El nombre es:

1-bromo-5-sec-butil-6-cloro-2-n-propil-3-hexino

Ejemplos de nombre a fórmula

7) 3-n-butil-6-ter-butil-7-yodo-1-octino

La cadena tiene 8 C. Como el nombre es 1-octino tiene un triple enlace entre los C 1 y 2. Se colocan los radicales en las posiciones señaladas y completamos con H para que cada C tenga 4 enlaces.

8) 9-bromo-9-cloro-5-isobutil-7-isopropil-2-metil-3-decino

La cadena tiente 10 C y el triple enlace está entre los C 3 y 4 porque el número 3 antecede a la palabra decino.

9) 1-bromo-5-n-butil-7-cloro-7-metil-1-nonino

Es una cadena de 9 C con un triple enlace entre los C 1 y 2.

10) 7-cloro-6-etil-6-isopropil-2-yodo-3-heptino

La cadena tiene 7 C con un triple enlace en los C 3 y 4. Recuerde que siempre se utiliza para indicar la posición del número más pequeño. Una posición 4, por ejemplo, indicaría que el triple enlace está entre 4 y 5.

EJERCICIO 3.4.-

I. Escriba la estructura que corresponda a los siguientes nombres. Indique entre paréntesis si es un alqueno o un alquino.

1) 2-metil-2-buteno2) 4-etil-3-n-propil-1-octeno3) 2,7-dibromo-5-sec-butil-3-heptino4) 3-isopropil-5-metil-1-hexino5) 3-ter-butil-2-cloro-5-isopropil-4-noneno6) 5-etil-5-isobutil-3-octino7) 2, 3, 3, 4-tetrametil-1-penteno8) 2-bromo-6-n-butil-5-ter-butil-2-deceno9) 1-bromo2-butino10) 4-n-butil-1-cloro-8-etil-3-n-propil-5-decino

II. Escriba el nombre que corresponda las siguientes estructuras. Señale la cadena principal y su numeración. Indique entre paréntesis si el compuestos es un alqueno un alquino.

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

i) j)

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Con este nombre se conocen todos los compuestos derivados del benceno, cuya estructura se muestra a continuación:

Antiguamente se les dio éste nombre porque algunos de ellos eran extraídos de sustancias empleadas como aromatizantes o saborizantes. Actualmente, aromaticidad se refiere a las estructuras de resonancia de Kekulé, y estabilidad del anillo.Las estructuras de resonancia, son estructuras equivalentes, nos indican el cambio de posición de los dobles enlaces por el movimiento electrónico, por eso se puede representar el benceno y sus derivados, indicando la densidad electrónica, ya no como dobles enlaces alternos, sino con un círculo.

La densidad electrónica es la acumulación de e- o carga negativa sobre los 6 átomos de C que forman el anillo.

El anillo en estas condiciones tiene propiedades muy diferentes de los alquenos.Debido a su estructura presenta, más bien, reacciones de sustitución que de adición.

El BENCENO, FENO, CICLOHEXATRIENO, BENZOL, BENCINA DE ALQUITRÁN (C6H6) es un compuesto cíclico de forma hexagonal regular y planar, compuesto por 6 átomos de C y 6 de H y tres dobles enlaces alternados . Cada vértice del hexágono, representa un átomo de C, al cual está unido un H para así completar los 4 enlaces del C.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL BENCENO

PROPIEDADES FÍSICAS

El benceno es un líquido volátil, incoloro, inflamable, insoluble en agua y menos denso que ella. Se disuelve en disolventes orgánicos como alcohol, acetona y éter entre otros. Es de olor fuerte pero no desagradable, Hierve a 80.1°C y se funde a 5.5 °C. Se obtiene mediante la destilación fraccionada del alquitrán de hulla. Es utilizado como solvente de resinas, grasas y aceites; es tóxico y resulta peligroso respirar sus vapores por

periodos largos.

Es inflamable y arde con producción de mucho humo.

USOS DE COMPUESTOS AROMÁTICOS

Los derivados del benceno se forman cuando uno o más de los H son reemplazados por otro átomo o grupo de átomos. Muchos compuestos aromáticos son mejor conocidos por su nombre común que por el sistémico.

A continuación se muestran algunos de los derivados monosustituídos más comunes junto con sus características más importantes. El nombre con mayúsculas es su nombre común. El nombre sistémico se presenta entre paréntesis. Las reglas de estos nombres se explicarán más adelante.

Se emplea en la fabricación de explosivos y colorantes.

Este compuesto no tiene nombre común. Es un líquido incoloro de olor agradable empleado en la fabricación del fenol y del DDT.

Fue el primer desinfectante utilizado, pero por su toxicidad ha sido reemplazado por otros menos perjudiciales.

Se emplea para preparar medicamentos, perfumes, fibras textiles artificiales, en la fabricación de colorantes. En aerosol, se utiliza para tratar irritaciones de la garganta. En concentraciones altas es venenoso.

Es la amina aromática más importante. Es materia prima para la elaboración de colorantes que se utilizan en la industria textil. Es un compuesto tóxico.

Se emplea como materia prima de sustancias tales como colorantes. Se utiliza en la fabricación de trinitrotolueno (TNT) un explosivo muy potente.

Se utiliza como desinfectante y como conservador de alimentos.

Algunos derivados aromáticos están formados por 2 o 3 anillos y les conocen como policíclicos. Ejemplos:

Es conocido vulgarmente como naftalina. Es utilizado en germicidas y parasiticidas, además de combatir la polilla.

Se utiliza para proteger postes y durmientes de ferrocarril de agentes climatológicos y del ataque de insectos.

Agente cancerígeno presente en el humo del tabaco.

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL BENCENO

El benceno, como ya se dijo, presenta reacciones de sustitución. Debido a su estructura es un compuesto muy estable y por esta razón no da reacciones de adición.

Principales reacciones de sustitución del benceno:

Halogenación Nitración Alquilación Hidrogenación

1. Halogenación:

Una de las reacciones de sustitución del benceno, se presenta con el Br y el Cl; con el I es muy lenta y con el F es peligrosa.

En esta reacción de halogenación se sustituye uno de los H por el halógeno, formando compuestos monosustituidos (un solo sustituyente).

Ejemplo:

+ Cl . . Cl Cl + HCl

Benceno clorobenceno

Si esta reacción se produce en presencia de luz tenemos:

Br Br

+ 3 Br2 Br Br

Br Br

Benceno 1, 2, 3, 4, 5, 6 - hexabromociclohexano

Si la temperatura es superior a 75 ºC y la reacción se sucede a luz directa o de los rayos ultravioleta, forma derivados de adición con los halógenos Cl y Br.

Recordemos que cuando reacciona el benceno con los halógenos usando como catalizador el Fe, la reacción es de sustitución; se conserva el anillo aromático. Cuando la reacción se lleva a cabo en presencia de luz solar, la reacción es de adición; se rompen los 3 dobles enlaces perdiéndose así el anillo aromático.

2. Nitración:

Es también una reacción de sustitución. Se reemplaza 1 de los H del benceno por el grupo nitro (--NO2). El benceno reacciona con el ácido nítrico (HNO3) en presencia de ácido sulfúrico (H2SO4). Ambos ácidos reaccionan entre sí para dejar libre el ión nitro – NO2; luego, se sustituye 1 de los H del benceno por el grupo nitro – NO2:

+ HNO3 H2SO4 NO2 + H2O

El HNO3 se puede escribir como HONO2

En esta reacción también obtenemos un derivado monosustituido. ¿Siempre sustituimos el mismo H?Se puede sustituir cualquiera de los H, ya que todos son equivalentes.

Resumen:

X2 X + HCl

HNO3

NO2 + H2O

3. Alquilación o reacción de Friedel - Crafts:

Esta reacción consiste en sustituir un H del benceno por un radical alquílico (CH3 -, CH3 – CH2 -, CH3 – CH2 – CH2- ) entre otros.Se le conoce con este nombre ya que fue descubierta en 1878 por Charles Friedel y James Crafts.

Esta reacción se lleva a cabo así:

Para sustituir el H del benceno por el radical alquílico, el radical se toma de un derivado halogenado o haluro de alquilo (RX, ejemplo CH3Cl). Utilizamos como catalizador el AlCl3 (cloruro de aluminio).

Ejemplo:

Reacción general

+ R . . X AlCl3 R + HX

Benceno arenoReacción específica:

+ CH3 - Cl AlCl3 CH3 + HCl

Benceno metilbenceno

El radical que se tome depende del compuesto que se quiera obtener.

Ejemplo:

Si queremos obtener el propilbenceno, el radical del halogenuro será el propil. Así:

+ CH3 – CH2 – CH2 – Cl AlCl3 CH2 – CH2 - CH3 + HCl

Benceno propilbenceno

Observemos que el radical se une al anillo bencénico por el enlace que tenia con el Cl.

Cuando el haluro sea de Br, usamos como catalizador bromuro de aluminio (AlBr3) en vez de cloruro de aluminio (AlCl3).

Esta reacción es importante porque permite obtener los arenos.

ARENOS

Son compuestos llamados también alquilbencenos, presentan tanto propiedades aromáticas como alifáticas, debido a la composición de sus moléculas, las cuales tienen cadena alifática, unida a un anillo aromático -R

Resumen:

+ RX AlCl3 R

Benceno areno

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS AROMÁTICOS DISUSTITUÍDOS

La terminación sistémica de los compuestos aromáticos es benceno, palabra que se une al último sustituyente.

En los compuestos disustituídos, 2 átomos de H han sido reemplazados por radicales alquilo, átomos de halógenos o algún otro grupo funcional como –OH (hidroxi), –NH2 (amino) o –NO2 (nitro) que son los que se utilizarán en los ejemplos.

Los sustituyentes pueden acomodarse en 3 posiciones diferentes. Para explicarlas utilizaremos un anillo aromático numerado en el siguiente orden:

Las 3 posiciones son:

Los sustituyentes están en 2 C seguidos.

Hay un C sin sustituyente, entre los que tienen un sustituyente.

Los sustituyentes están en posiciones encontradas.

Posiciones Posiciones Posiciones1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,3 2,4 3,5 5,1 1,4 2,5 3,6

Ejemplos:

La posición es meta porque hay un C sin sustituyente entre ellos. Esta posición se indica con la letra “m” minúscula y los sustituyentes se acomodan en orden alfabético uniendo al final la palabra benceno y se escribe como una sola palabra Observe que se pone un guión entre la letra de la posición y el nombre del compuesto.

m-CLOROMETILBENCENO

Los sustituyentes están encontrados, por lo tanto la posición es para. Se pone la “p” minúscula, y acomodando los radicales en orden alfabético y al final la palabra benceno.

p-HIDROXIISOPROPILBENCENO

Los sustituyentes se encuentran en C contiguos, por lo tanto la posición es orto “o”. Se acomodan los sustituyentes en orden alfabético y al final la palabra benceno.

o-AMINOISOBUTILBENCENO

Ejemplos de nombre a fórmula:

m-etilnitrobenceno Primero ponemos el anillo y elegimos cualquiera de la posiciones meta y los sustituyentes se pueden colocar indistintamente.

p-aminoyodobenceno

Ponemos el anillo con sustituyentes en posición para, encontrados y colocamos el yodo y el grupo amino indistintamente.

o-sec-butilhidroxibenceno Se colocan dos sustituyentes en C contiguos en un anillo aromático y se colocan el sec-butil y el grupo hidroxi en forma indistinta.

EJERCICIO

Escriba el nombre o la fórmula según corresponda para los siguientes compuestos.

a) b)

c) d)

e) f)

g) m-cloroyodobenceno h) o-isobutilisopropilbenceno

i) Phidroxinitrobenceno j) m-aminosec-butilbenceno

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS AROMÁTICOS POLISUSTITUÍDOS

Con este nombre se conocen los derivados aromáticos en los cuales se han remplazado 3 o más H por otros grupo o átomos.

De fórmula a nombre

En estos casos es necesario numerar el anillo bajo las siguientes reglas.

El número 1 corresponde al radical con menor orden alfabético. La numeración debe continuarse hacia donde este el radical más cercano para obtener la serie de números

más pequeña posible. Si hay 2 radicales a la misma distancia, se selecciona el de menor orden alfabético; si son iguales se toma el siguiente radical más cercano.

Todos los átomos de C deben numerarse, no solo los que tengan sustituyentes.

Al escribir el nombre se ponen los radicales en orden alfabético terminando con la palabra benceno.

Como en los compuestos alifáticos, utilizamos comas para separar números y guiones para separar números y palabras.

Ejemplos:

El número 1 corresponde al Br que es el radical de menor orden alfabético. Se numera hacia la derecha porque en ese sentido quedan los números más pequeños posibles.

1-bromo-3-etil-4-metilbenceno

El radical de menor orden alfabético es el hidroxi, pero a la misma distancia haya 2 radicales, por tanto elegimos el nitro que es el de menor orden alfabético y continuamos la numeración en ese sentido.

1-hidroxi-2-nitro-6-n-propilbenceno

El radical de menor orden alfabético es el sec-butil (recuerde que se alfabetiza por la “b”). Iniciamos ahí la numeración y la continuamos hacia el Cl que es el radical más cercano.

1-sec-butil-2-cloro-4-nitrobenceno

El número 1 corresponde al radical de menor orden alfabético, que es el n-butil. La numeración se continúa hacia la derecha porque el sec-butil tiene menor orden que el ter-butil y ambos están a la misma distancia del número 1.

1-n-butil-2-sec-butil-6-ter-butilbenceno El número 1 corresponde al amino que es el de menor orden alfabético. A la misma distancia hay un radical isopropil. Numeramos hacia el isopropil porque tiene menor orden alfabético. Nombramos en orden alfabético separando las palabras de los números con un guión.

1-amino-5-hidroxi-3-isopropilbenceno

1,4-dimetil-2-n-propilbenceno

Dibujamos el anillo y lo numeramos. El número 1 se puede colocar en cualquier posición, y por acuerdo numeramos en el sentido de las manecillas del reloj. Podría numerarse en sentido contrario, por eso establecemos que es por acuerdo, no es una regla. Colocamos los radicales en las posiciones indicadas por los números.

1-amino-3-hidroxi-5-nitrobenceno

No olvide que el anillo hexagonal del benceno tiene 3 dobles enlaces alternados. Iniciamos la numeración en el C de nuestra elección, hacia la derecha y colocamos los radicales.

1-sec-butil-5-ter-butil-2-clorobenceno 1-etil-3-isopropil-4-yodobenceno

1-etil-3-isopropil-4-yodobenceno 1-amino-2-bromo-6-isobutil-3-nitrobenceno

NOMENCLATURA DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLISUSTITUÍDOS

EJERCICIO

Escriba el nombre o la estructura según corresponda en los siguientes compuestos.

a)

b)

c) d)

e)

f)

g) 1-cloro-3-etil-5-isopropilbenceno

h) 1-amino-2-hidroxi-4-metilbenceno

i) m-nitro-n-propilbenceno

j) 1-sec-butil-3-terbutil-5-yodobenceno

k) p-n-butilclorobenceno

RADICAL FENIL

Cuando el benceno aparece en una cadena como radical se forma un grupo arilo conocido como FENILO. El grupo arilo es un radical cíclico como es el caso del benceno.

El anillo aromático se considera radical cuando hay en la cadena principal más de 6 C u otros grupos funcionales.

Ejemplo:

El C unido al radical fenil debe formar parte de la cadena principal. Cuando está junto con otro radical a la misma distancia de los extremos, como siempre, se toma en cuenta el orden alfabético de los radicales. Ejemplos:

En esta estructura hay 2 radicales a la misma distancia del extremo pero el de menor orden alfabético es el fenil. Como es un radical todos los grupos funcionales como halógenos y también los enlaces múltiples son más importantes que él.

Seleccionamos la cadena continua de C más larga que tenga los C unidos al Br y al radical fenil. La numeración se inicia por el extremo donde está el Br que es grupo funcional de haluros orgánicos.

1-bromo-5-fenil-3-isobutilheptano

ALCOHOLES

Son compuestos orgánicos de formula general R – OH, es decir, compuestos que tienen uno o varios grupos hidroxilos y un radical. Pueden ser de cadena abierta o de cadena cerrada.

Cuando en un compuesto hay más de 1 grupo – OH, se llaman polialcoholes o polioles. El grupo funcional es –OH cuyo nombre es HIDROXI.

Clasificación

Los podemos clasificar de acuerdo con:1. El tipo de C donde se halla unido el grupo hidroxilo – OH(hidroxi):

Primarios: son aquellos alcoholes en los que el grupo –OH (hidroxi) está unido a un C primario, o sea un C unido a un solo C.

Ejemplos:

Los C a los cuales está unido el grupo–OH (hidroxi) (rojos) están a su vez unidos a un solo C (azul), por tanto son primarios.

Secundarios: son aquellos en los cuales el grupo –OH (hidroxi) está unido a un C secundario, o sea un C unido a dos átomos de C.

Ejemplo:

El C unido al –OH (rojo) está enlazado a 2 C (azules), por tanto es un C secundario.

Terciarios: son aquellos en los cuales el grupo –OH (hidroxi) está unido a un C terciario, o sea un C unido a 3 átomos de C.

Ejemplo:

El C al cual está unido el grupo –OH (rojo) está unido a su vez a 3 átomos de C (azules), el C es terciario.

2. El número de grupos – OH presentes en la cadena:

Dioles o glicoles: cuando tenemos 2 grupos –OH en el mismo compuesto. Ejemplos:

CH2 – CH – CH3 CH2 – CH2 – CH2

OH OH OH OH

1,2-propanodiol 1,3-propanodiol

Si observamos los ejemplos anteriores, encontramos que en ambos casos tenemos 2 grupos – OH luego son dioles. En la primera estructura, los grupos – OH que se hallan en C vecinos reciben el nombre de glicol.

Glicol: se forma un glicol cuando los 2 grupos – OH se hallan en carbonos vecinos. Ejemplo:

CH3 – CH – CH - CH3

OH OH

Glicol - 2,3 - butanodiol

Trioles o gliceroles: se llaman así a los compuestos que tienen 3 grupos – OH, si se hallan en C vecinos serán gliceroles.

CH2 – CH – CH - CH3 CH2 – CH2 – CH – CH2- CH2

OH OH OH OH OH OH

Glicerol 1, 2, 3 – butanotriol 1, 3, 5 - pentanotriol

¿Podemos encontrar más de 1 grupo – OH en un mismo C?

Siempre hallamos los grupos – OH sobre C diferentes, ya que los compuestos que presentan más de un grupo – OH sobre el mismo C son compuestos inestables.

¿Podemos encontrar más de 1 grupo – OH en un mismo compuesto?

Existen también los de 4,5 y 6 grupos – OH, llamados tetritas, pentitas, etc, pero los más conocidos son los alcoholes de 2 y 3 grupos – OH, es decir, los dioles o glicoles y los gliceroles o trioles.

Resumen: ALCOHOLES PRIMARIOS

TIPO DE CARBONO ACOHOLES SECUNDARIOS

ALCOHOLES TERCIARIOS

ALCOHOLES

GLICOLES O DIOLES

Nº DE GRUPOS – OH GLICEROLES O TRIOLES

POLIOLES (más de 3 grupos – OH)

ALCOHOLES DE IMPORTANCIA

Alcohol metílico o metanol (CH3-OH)

Propiedades:

Líquido incoloro de olor agradable si es puro. Muy soluble en agua.

Altamente tóxico, provoca ceguera e incluso la muerte si se ingiere o aplica externamente.

Usos:

Se usa para desnaturalizar el alcohol etílico haciéndolo no potable. Como combustible y aditivo para gasolina, ya que su índice de octano es mayor al de la gasolina, además de

que es más seguro y más limpio, por lo que contamina menos.

Disolvente en la fabricación de barnices y pinturas.

Alcohol etílico o etanol (CH3-CH2-OH)

Propiedades:

Líquido incoloro de olor característico. Sabor caustico y ardiente.

Muy soluble en agua

Arde con flama.

Usos:

* Disolvente industrial de grasas, aceites y resinas.* Desinfectante y antiséptico.* En la fabricación de bebidas alcohólicas

Bebidas alcohólicas

Las características de las bebidas alcohólicas dependen del origen de los azúcares fermentados así como del proceso de elaboración. Ejemplos:

BEBIDA ORIGEN

Ron Caña de azúcar

Tequila Agave

Mezcal Maguey

Whisky Cebada

Brandy, cognac y vinos Uva

Propanotriol o glicerina

Es un polialcohol, o sea que tiene más de un grupo –OH en su estructura. Su fórmula es:

Usos

Fabricación de nitroglicerina y resinas. Agente edulcorante y humectante en confitería.

En la elaboración de cosméticos, cremas y algunos jabones.

Lubricante en productos farmacéuticos.

Etilenglicol o glicerol

Es un diol, o sea que contiene 2 grupos –OH en su estructura. Su fórmula es:

Es muy usado como anticongelante y en la elaboración de una fibra sintética conocida como dacrón.

NOMENCLATURA DE ALCOHOLES

NOMENCLATURA COMÚN

Cuando el alcohol se deriva de un grupo alquilo se utilizan un nombre común formado por la palabra ALCOHOL y el nombre del radical añadiéndole la terminación ICO.

Ejemplos:

ALCOHOL METÍLICO

ALCOHOL ETÍLICO

ALCOHOL n-PROPÍLICO

ALCOHOL ISOPROPÍLICO

ALCOHOL n-BUTÍLICO

ALCOHOL SEC-BUTÍLICO

ALCOHOL TER-BUTÍLICO

NOMENCLATURA SISTÉMICA

La terminación sistémica de los alcoholes es OL. El alcohol es el más importante de los grupos funcionales que hemos estudiado y la numeración de la cadena debe iniciarse por el extremo más cercano al C que tiene el radical -OH (hidroxi) pero en la cadena deben incluirse todos los C unidos a algún grupo funcional o al radical fenil.

Ejemplos de fórmula a nombre:

a)

Se selecciona la cadena más larga que contenga el C unido al grupo –OH e iniciamos su numeración por el extremo más cercano a ese C. Se nombran los radicales en orden alfabético, y al final el nombre de la cadena principal con terminación ol indicando la posición del grupo hidroxi.

4-metil-2-hexanol

b)

En este caso, la cadena de C continúa más larga que contiene todos los C unidos a un grupo funcional es horizontal.

Como el grupo –OH está exactamente a la mitad de la cadena, tomamos como referencia el siguiente grupo funcional que es el átomo de Br.

1-bromo-3-isobutil-4-heptanol

c)

7

2-fenil-5-metil-4-octanol

d)

3-etil-4-metil-1-pentanol

e)

En este caso, la cadena más larga es la horizontal, ya que si el radical sec-butil se incluyera en la cadena quedaría

fuera el carbono que tiene Cl.

3-sec-butil-4-cloro-1-butanol

De nombre a estructura:

a) 4, 4-dimetil-2-hexanol

Es una cadena de 6 C. Tiene 2 metiles en el C 3. La terminación ol indica que hay un grupo –OH unido a uno de los C de la cadena, que en este caso es el C 2, ya que este número antecede a la palabra hexanol.

b) 1,6-dibromo-5-ter-butil-3-heptanol

Es una cadena de 7 C con un grupo –OH característico del alcohol en la posición 3.

c) 1, 2, 2, 8-tetracloro-4-etil-4-nonanol

Cadena de 9 C con un grupo OH en el C 4

d) 2-ter-butil-5, 6,-dimetil-1-yodo-4-octanol

e) 2, 8, 10-tribromo-3-sec-butil-5-decanol

EJERCICIO

Escriba la estructura o el nombre según corresponda para los siguientes compuestos.

a) 4-cloro-3-isopropil-1-pentanolb) 2-metil-4-etil-4-heptanol c) 4-isobutil-4-n-propil-3-octanold) Alcohol ter-butílico

e) 4-bromo-2-sec-butil-1-butanol

f)g)

h) i)

j)

TAREA

Resuelva los siguientes ejercicios.

I. escriba la estructura que corresponda a los siguientes nombres.

1) 2, 4, 5-trimetil-3-hexanol2) 4-ter-butil-5-isopropil-2-octanol3) 1-bromo-5-cloro-6-etil-3-pentanol4) 3-isobutil-5-metil-1-heptanol5) 3-fenil-1-butanol

II. escriba el nombre que corresponda a las siguientes estructuras. Señale la cadena principal y su numeración:

a)b)

c) d)

e)

PROPIOEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES

Propiedades físicas:

Son incoloros. Del C1 al C9 son líquidos. Del C10 en adelante son sólidos. Son menos densos que el agua.

En la siguiente tabla aparecen los puntos de fusión y ebullición de los primeros alcoholes:

Alcohol Punto de fusión Punto de ebulliciónMetanol - 97.8 ºC + 64.65 ºCEtanol - 115 ºC + 78.5 ºC

1 –propanol - 127 ºC + 97 ºC1 – butanol - 89.8 ºC + 117.5 ºC

Podemos observar que:

Los puntos de fusión y ebullición aumentan a medida que avanza la serie.

Propiedades químicas:

Los alcoholes son compuestos activos químicamente debido a la presencia del grupo hidroxilo – OH.

Los alcoholes presentan 2 tipos de reacciones:

1. Cuando sustituimos el grupo – OH2. Cuando rompemos el enlace – O H para sustituir el H

1. El grupo – OH se sustituye en las siguientes reacciones:

Con haloácido HX Deshidratación.

Con haloácido HX: Los alcoholes reaccionan con un haloácido (HX) para formar derivados halogenados. El grupo – OH es reemplazado por el halógeno por lo tanto se trata de una reacción de sustitución.

Reacción general:

ROH + HX RX + HOHAlcohol derivado halogenado

Ejemplo:

CH3 – CH2OH + HCl ZnCl2 CH3 – CH2Cl + H2OEtanol cloroetano

Se requiere de ZnCl2 (cloruro de Zinc) para que el alcohol reaccione con el HCl sobre todo cuando el alcohol que va a reaccionar es uno primario o secundario. Esta reacción es muy importante en el laboratorio.

Esta reacción es importante ya que nos permite distinguir los tipos de alcoholes. Esta reacción se conoce con el nombre de prueba de Lucas.Reactivo de Lucas HCl + ZnCl2

¿Cómo reconocemos el tipo de alcohol, con esta prueba?

Cuando agregamos a un alcohol el reactivo de Lucas (HCl + ZnCl2) observamos una turbidez, debida a la insolubilidad del derivado clorado producido.

Si se trata de:

Un alcohol primario la reacción tarde varias HORAS.Un alcohol secundario la reacción tarda de 5 a 10 min.Un alcohol terciario reacciona inmediatamente.

CH3 – CH2OH + HCl ZnCl2 tarda horasAlcohol 1°

CH3 – CH – CH3 + HCl ZnCl2 tarda de 5 a 10 min

OHAlcohol 2° CH3

CH3 – C – CH3 + HCl ZnCl2 reacciona al instante

OHAlcohol 3°

Deshidratación: Deshidratar un alcohol es retirar de él una molécula de agua. Todos los alcoholes se pueden deshidratar a excepción del metanol, debido a que se forman las olefinas o alquenos. Y como sabemos, elmetanol sólo tiene un C, no podría formar doble enlace.

Para deshidratar un alcohol usamos el H2SO4 y calor.

Ejemplo:

H H H H

H – C – C – H H2SO4 H – C = C – H + H2O

H OH

2. Cuando rompemos el enlace – O H para sustituir el H: hay ruptura del enlace O – H en las reacciones de esterificación (formación de ésteres R - COOR).

Los alcoholes reaccionan con los ácidos orgánicos (R – COOH) para formar los ésteres y una molécula de agua.

Al efectuar la reacción:

O O // //R’ – OH + R - C – OH R – C - OR’ + H2OAlcohol ácido éster

Ejemplo: O O

// //CH3 – OH + CH3 - C – OH CH3 – C - O - CH3 + H2OMetanol ác etanoico Etanoato de metilo

Para formar el éster colocamos:

El radical del ácido: CH3 – CH2 - O //El grupo funcional: - C – O – O //CH3 – CH2 – C - O O //Por último colocamos el radical del alcohol: CH3 – CH2 – C – O - CH2 – CH3 ésta reacción es reversible; si al éster le agregamos agua obtenemos alcohol más ácido.

OXIDACIÓN DE ALCOHOLES

Estos experimentan oxidaciones, produciendo en un primer término, aldehídos y luego ácidos. También se presenta la formación de cetonas según el alcohol. Los alcoholes primarios se oxidan fácilmente con KMnO4 (permanganato de potasio) en H2SO4 (ácido sulfúrico) para formar aldehídos:

Alcohol primario + KMnO4 H2SO4 Aldehídos (R – CHO)

Ejemplo: O //CH3 – CH2 – OH + KMnO4 H2SO4 CH3 – C (Esta es una forma de obtener aldehídos).Etanol Etanal HLos alcoholes 2°, al igual que los 1°, reaccionan fácilmente con KMnO4 para formar cetonas (R-CO- R).

R – CH – R + KMnO4 H2SO4 R – C - R OH OAlcohol 2° Cetona

Ejemplo:

CH3 – CH – CH3 + KMnO4 H2SO4 CH3 – C – CH3

OH O2- Propanol propanona

Los alcoholes 3° no sufren oxidación debido a que el átomo de C donde encontramos el grupo – OH no dispone de H. R

R – C– R + KMnO4 H2SO4 no reacciona OH Alcohol 3°

Resumen: + HX Derivado halogenado

ALCOHOL + R-COOH Éster

H2SO4 Alqueno

ALCOHOL 1° OXIDACION AldehidoALCOHOL 2° OXIDACION CetonaALCOHOL 3° OXIDACION No reacciona

OBTENCION DE ALCOHOLES

Los podemos obtener por:

1. Hidratación de alquenos.2. Fermentación de carbohidratos.

1. Hidratación de alquenos Esta hidratación se hace en presencia de H2SO4 para obtener alcoholes (propiedad química de los alquenos).

ALQUENO + H2O H2SO4 ALCOHOL

Como sabemos, esta reacción consta de 2 etapas: la adición de acido sulfúrico y la hidrolisis:

CH3 – CH = CH2 + H2SO4 CH3 – CH – CH3 + H2O CH3 – CH – CH3 + H2SO4

propeno OSO3H OH 2- propanol

En esta reacción seguimos la regla de Markovnikov. Por este método siempre obtenemos alcoholes secundarios y terciarios.

Para obtener alcoholes primarios, reducimos aldehídos con hidruro de aluminio y litio (LIAlH4):

O //R – C LiAlH4 R - CH2OH

HAldehido Alcohol 1º

Ejemplo

O //CH3 – CH2 – C LiAlH4 CH3 - CH2 – CH2 OH

HPropanal 1-Propanol

Para obtener alcoholes secundarios se reducen las cetonas con hidruro de aluminio y litio (LIAlH4):

R – C – R LiAlH4 R – CH – R O OHCetona Alcohol 2º

Ejemplo

CH3 – C – CH3 LiAlH4 CH3 – CH – CH3 O OH

Propanona 2- propanol

En conclusión, al reducir los aldehídos se obtienen alcoholes 1º, pero si se reducen las cetonas se obtienen alcoholes 2º.

2. Fermentacion de carbohidratos Los azúcares, almidones y otros carbohidratos se pueden fermentar con levaduras para obtener alcohol etílico y gas carbónico. Este método es muy usado en la fabricación de licores, antibióticos (la penicilina) y hormonas (la cortisona). Observa la siguiente reacción:

C12H22O11 + H2O invertasa C6H12O6 + C6H12O6

EnzimaSacarosa(Azúcar común)

C6H12O6 zimasa 2 CH3 – CH2 OH + 2 CO2

glucosa enzima etanol gas carbónico

El alcohol obtenido en esta reacción tiene una concentración de 95%; es considerado como alcohol puro que corresponde comercialmente al alcohol ordinario.

FENOLES

OH

Fenol

Los fenoles se diferencian de los alcoholes porque el grupo – OH esta unido directamente al anillo aromático, mientras que en los alcoholes se halla unido a una cadena alifática. Así:

OH CH2OH

Fenol alcohol

Debido a que los fenoles presentan en su estructura el mismo grupo funcional que los alcoholes – OH, sus propiedades y características son muy semejantes. Sin embargo, los fenoles se diferencian de los alcoholes en muchas reacciones, además del carácter acido del H del grupo – OH de los fenoles.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS FENOLES

Propiedades físicas del fenol:

Solido cristalino. Incoloro. Poco soluble en agua. Soluble en éter y alcohol. Tiene propiedades de ácido débil.

Comparando los fenoles con los alcoholes alifáticos, los fenoles son compuestos de alto punto de fusión y alto punto de ebullición. Son más densos que el agua y poco solubles en ella.

CLASIFICACIÓN DE LOS FENOLES

Se pueden clasificar de acuerdo con el número de grupos – OH (hidroxilo) presentes en la molécula) en: OHa. Monohidroxifenoles: contienen 1 grupo – OH

b.Dihidroxifenoles: contienen 2 grupo - OH

OH

OHc.Trihidroxifenoles: contienen 3 grupos - OH OH

OH

OH OH

d.Polihidroxifenoles: contienen 4 o más grupos – OH. OH OH

OH

REACCIONES DE LOS FENOLES

El fenol presenta reacciones de ácido débil; por esto, cuando reacciona con una base forma sales.

O H + Na+ OH-- O – Na + H2O

Fenol Hidróxido de sodio Fenoato de sodio

El fenol, debido a la presencia del anillo aromático y del H del grupo – OH, presenta mayor acidez que la de los alcoholes.

Nitración: Los fenoles se disuelven en ácido sulfúrico para luego ser tratados con ácido nítrico (nitración).

NO2

+ H2SO4 + 3 HNO3 OH NO2 + 3 H2O

OH NO2

Fenol 2, 4, 6 – trinitrofenol

OBTENCIÓN DE FENOLES

Los fenoles se pueden preparar por la reacción del clorobenceno en solución acuosa de hidróxido de sodio (NaOH), a una temperatura y presión adecuada.

Cl - + Na+ OH- + H2O 360 ºC OH + NaCl 200 atm

Clorobenceno Fenol

ÉTERES

Se consideran derivados del agua, donde los dos H han sido sustituidos por radicales alquilo.Grupo funcional: –O– (OXA)Fórmula general: R–O–R’ donde R y R’ son radicales alquilo o arilo los cuales pueden ser iguales o diferentes.

Son compuestos que contienen en sus moléculas un átomo de O unido a 2 radicales que pueden ser alifáticos o aromáticos:Ar - O – Ar (éter aromático) R – O – R (éter alifático) Ar – O – R (éter alifa – aromático)

Ejemplos respectivos:

O CH3 – O – CH3 O CH3

Cuando los radicales son iguales les denomina éteres simples o simétricos.Ejemplo

CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 etil éterCH3 – O – CH3 metil éter

Cuando los radicales son diferentes, los éteres se denominan mixtos o asimétricos.Ejemplo

CH3 – O – CH2 – CH3 CH3 - O

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ÉTERES

Propiedades físicas:

La mayoría son líquidos a temperatura ambiente. Solo es gas el metoximetano (primero de los éteres),cuya estructura es:

Hasta el C15 son líquidos. Del C16 en adelante son sólidos. En general su olor es agradable. Los éteres que tienen de 5 o menos átomos de C son solubles en agua. El resto son insolubles.

Son menos densos que el agua (flotan sobre ella).

Desde el punto de vista químico, son bastante inertes aunque en caliente reaccionan con ácido yodhídrico (HI).

Propiedades químicas:

Reacciones de los éteres

Los éteres se caracterizan por su poca reactividad química, son compuestos muy estables. Sin embargo, reaccionan con haloácidos HX (HCl, HBr, etc), formando derivados halogenados y alcoholes.

Reacción general:

R – O – R + HX R – X + R – OHÉter haloácido derivado halogenado alcohol

Ejemplo

CH3– O – CH2 – CH3 + HCl CH3Cl + CH3 – CH2OH Metil etil éter clorometano etanol

El alcohol se forma en el radical con el mayor número de C.

CH3 – O - + H Cl CH3Cl + – OH

Metil fenil éter clorometano fenol

OBTENCIÓN DE ÉTERES Para obtener éteres simétricos, deshidratamos 2 moléculas del mismo alcohol con H2SO4.

Reacción general:

2 R – OH + H2SO4 R – O – R + H2OAlcohol éter simétrico Ejemplo:

CH3– OH + HO – CH3 + H2SO4 CH3 – O – CH3 + H2OMetanol metanol metil éter

CH3– CH2 - OH + HO – CH2– CH3 + H2SO4 CH3– CH2 – O – CH2– CH3 + H2OEtanol etanol etil éter

Para obtener éteres asimétricos utilizamos la reacción conocida con el nombre de síntesis de Willianson la cual consiste en tratar un derivado halogenado (RX) con un alcóxido generalmente de Sodio (R – O – Na).

Reacción general:

R – X + Na – O – R´ R – O – R´ + NaXDerivado halogenado Alcoxido éter asimétrico

Ejemplo

CH3– CH2 – I + Na – O – CH3 CH3– CH2 – O – CH3 + NaIYodoetano metoxido de sodio metIl etil éter

CH3– CH2 – CH2– Cl + Na – O – CH2– CH3 CH3– CH2 – CH2 – O - CH2– CH3 + NaCl Cloropropano etoxido de sodio etil propil éter

Éter etílico.

Es el más importante de los éteres. También se le conoce como etoxietano, dietil éter o simplemente éter. Su fórmula es:

Se utiliza como disolvente, en la fabricación de explosivos y en medicina como antiespasmódico. Se usaba anteriormente como anestésico, pero debido a que es muy inflamable y a los efectos secundarios, ha sido reemplazado por otras sustancias.

NOMENCLATURA DE ÉTERES

Cuando el grupo oxa del éter está unido a 2 radicales alquilo o arilo, sin ningún otro grupo funcional, se acostumbra nombrar los radicales teniendo en cuenta el orden de complejidad (metil, etil, propil, etc) y al final la palabra éter. Esta nomenclatura es de tipo común, pero por acuerdo ordenamos los radicales en orden alfabético.

Ejemplos:

Éteres simétricos:

diter-butil éter

di-n-propil éter

dietil éterdiisopropil éter1

Éteres asimétricos:

Isobutil metil étern-butil-n-propil éter

Sec-butil etil éter Fenilisobutil éter

De nombre a fórmula:

Sec-butil isobutil éter Isopropil-n-propil éter

Se coloca el O como unión de los radicales. Verifique que sea en el enlace libre de cada radical donde se una el O.

El lugar donde coloque los radicales es indistinto, lo importante es que esté el O entre ellos en la posición adecuada.

Etil fenil éter n-butil metil éter

EJERCICIO

Escriba la estructura o el nombre según corresponda para los siguientes compuestos.

a)b)c)d)e)

diisobutil éter fenil-n-propil éter n-butilisobutil éter etilmetil éter sec-butilter-butil éter

f) g)

h) i)

j)

EJERCICIO

I. escriba la estructura correcta para cada uno de los siguientes nombres. Escriba entre paréntesis el número que corresponda al tipo de compuesto de acuerdo a la siguiente clave:

01) Alcano 04) Alquino

02) Haluro orgánico 05) Éter

03) Alqueno 06) Alcohol

1) sec-butilmetil éter 2) 6-bromo-4-isobutil-2-metil-3-hepteno3) 2-bromo-3-ter-butil-7-etilnonano4) diisobutil éter 5) 3-n-butil-4-isopropil-1-octino6) 6-etil-4-isopropil-2-metilnonano7) yoduro de sec-butilo8) acetileno9) isobutil isopropil éter10) alcohol metílico

ii. escriba el nombre de cada estructura y anote entre paréntesis el número correspondiente al tipo de compuesto con la clave utilizada en el ejercicio anterior.

a)b)

c) d)

e) f)

g) h)

i) j)

EJERCICIO

I. Dibuja la estructura correcta para los siguientes compuestos, indicando sobre la línea el tipo de compuestos: alcano, alqueno, alquino, haluro orgánico, aromático, éster o alcohol.

1) 3-ter-butil-6-metil1-heptino_______________2) 6-cloro-3-isopropil-2-hexanol_______________3) m-aminohidroxibenceno_______________4) n-butilter-butil éter_______________5) 2-bromo-3-clorobutano_________________

II. En una hoja blanca tamaño carta, complete la siguiente tabla con la información solicitada escribiendo debajo de cada estructura su nombre correcto. Indique la cadena principal y su numeración.

Estructura Tipo de compuesto

a)

b)

c)

d)

e)

ALDEHIDOS Y CETONAS O

//La característica más importante de estos compuestos es la presencia del grupo carbonilo – C -Se estudian estas 2 clases de compuestos de forma paralela, debido a que contienen el grupo carbonilo y hay mucha similitud en su comportamiento químico. O O // //R – C aldehído R – C – R cetona

H

El grupo carbonilo se halla formado por un átomo de C unido por un doble enlace a un átomo de O en las cetonas. Sus otras 2 valencias, en el caso de los aldehídos se encuentran unidos a un H y la otra a un radical (un átomo de C).En el caso de las cetonas, ambas valencias están unidas a átomos de C.

¿Influye las diferencias de estas 2 estructuras en el comportamiento químico de esas sustancias?

La presencia del H en la estructura de los aldehídos hace que estos compuestos sean más reactivos que las cetonas.

NOMENCLATURA DE ALDEHIDOS Y CETONAS

NOMENCLATURA DE ALDEHÍDOS: para nombrarlos tenemos en cuenta las reglas de la IUPAC y de acuerdo con ellas reemplazamos la terminación o de los hidrocarburos por al para los aldehídos.

Ejemplo

O O O // // //H – C CH3 – C CH3 – CH2 – C

H H HMetanal etanal propanal

Nótese que para identificar el prefijo que corresponde al número de C, contamos todos los C, incluyendo el C de la función que en este caso siempre será un C extremo.

O

C – CH2 – CH2- CH3

H butanal

Los siguientes son los nombres comunes para algunos aldehídos:

O O O // // //H – C CH3 – C C

H H HFormaldehido acetaldehído benzaldehído

H3C O // C = CH – CH2 – CH2 – C = CH - C citral

H3C CH3 H

NOMENCLATURA DE CETONAS: para nombrarlas reemplazamos por ona la terminación o del hidrocarburo. Para indicar la posición del grupo carbonilo, se numera la cadena carbonada, de tal forma que el C del grupo carbonilo presente el número menor posible.

O //

1CH3 – 2CH2 – 3C – 4C – 5CH2 – 6CH2 – 7CH2 – 8CH3 4 – octanona

Se coloca el número del C en el cual encontramos el grupo carbonilo, seguido del nombre de la cetona.

Ejemplo O

//1CH3 – 2CH2 – 3C – 4CH2 – 5CH2 – 6CH3 3 - hexanona

O //

1CH3 – 2C – 3CH3 2 - propanona

También podemos denominar las cetonas nombrando los radicales presentes en orden de complejidad (metil, etil, propil, etc), seguidos de la palabra cetona.

O O // //

CH3 –C – CH2 –CH2 – CH3 metil propil cetona C CH2 – CH3

Etil fenil cetona

Cuando los radicales son iguales (cetonas simétricas) basta con nombrar uno solo de los radicales, seguido de la palabra cetona.

Ejemplo

CH3 – CH2 – CO – CH2 – CH3 etil cetona

Veamos los nombres comunes para algunas cetonas:

O OO // //

// C C CH3

CH3 – C – CH3 Acetone benzofenona acetofenona

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE ALDEHIDOS Y CETONAS

PROPIEDADES FÍSICAS DE ALDEHÍDOS:

El metanal es gaseoso. Del C2 al C12 son líquidos. Del C13 en adelante son sólidos.