Reacciones de alquenos

Química orgánica. Alogenuros de hidrógeno. Reacciones de adición. Polimerización. Epóxidos. Dienos

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Reacciones de Alquenos

Adición de reactivos no simétricos al doble enlace etilénico

Adición de halogenuros de Hidrógeno.

La Adición de halogenuros de Hidrógeno, HX, a un etileno con substituyentes simétricos, da lugar al derivado monohalogenado en el que X puede ser F, Cl, Br, ó I.

RCH=CHR + HX RCH2CHXR

La adición de Hidrógeno a cualquiera de los dos átomos de Carbono etilénicos en este alqueno simétrico, seguida de la adición del ión halogenuro al otro átomo de Carbono, da origen al mismo haloalcano.

Paso 1)

Reacciones de alquenos

Paso 2)

Reacciones de alquenos

El paso 1 supone la transferencia de un protón (Agente electrofílico) del halogenuro de hidrógeno al alqueno (un agente nucleofílico). La adición del protón transforma al alqueno en un ión carbonio el cual, teniendo carácter electrofílico, reacciona con el ión halogenuro nucleofílico para formar el producto (paso 2). Con un etileno con substituyentes simétricos, el ión carbonio que se produce por adición del protón a cualquiera de los dos carbonos etilénicos será el mismo y, por consiguiente el producto también será el mismo.

Cuando es posible la adición de un halogenuro de hidrógeno a un alqueno no simétrico, por ejemplo, 1 - buteno, hay dos productos posibles. En el caso de la reaccion entre el 1 - buteno y HI, los productos serán 1 - yodobutano y 2 - yodobutano.

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Los resultados experimentales indican que en esta reaccion se forma el 1 - yodobutano y el 2 - yodobutano en forma casi exclusiva. Ocurre una reaccion similar con el HCl o con el HBr ( en ausencia de peróxidos o luz) produciéndose un 2 - haloalcano. En presencia de peróxidos o luz el HBr (pero no el HCl) se adiciona dando el 1 - haloalcano.

Hace aproximadamente cien años, antes de que se estableciera el concepto electrónico en la química y también antes de que se estableciera el concepto de la estabilidad de los iones carbonio intermediarios, se conocía una regla empírica con el nombre de Regla de Markonikov, por medio de la cual se puede predecir el producto principal de la adición de un reactivo no simétrico. Esta regla dice que en la adición iónica de un reactivo no simétrico a un doble enlace no simétrico, el agente electrofílico se unirá al átomo de carbono del doble enlace que contenga el menor numero de grupos alquilo, es decir aquel que tenga el mayor numero de hidrógenos. Asi la regla de Markonikov predice la adición de HBr al 1 - buteno dará principalmente 2 - bromobutano. Esta se conoce, por consiguiente, como adición tipo Markonikov. Bajo ciertas condiciones de reaccion el HBr puede adicionarse al 1 - buteno para dar el 1 - bromobutano, esto se conoce como adición anti-Markonikov.

Principales reacciones de adición

a)Con el hidrógeno en presencia de Ni, Pt, ó Paladio, se forman parafinas (alcanos)

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b)Los Halógenos se adicionan dándonos derivado dihalogenados en carbonos vecinos

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c)Adicionando Ácido hipocloroso o hipobromoso da como resultado Clorhidrinas o Bromhidrinas.

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d)Con soluciones diluidas con agentes oxidantes como el agua oxigenada en presencia de el permanganato de Potasio KmnO4 (Reactivo de Bayer) se forman glicoles.

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e)Con el ozono nos dan Ozónidos; estos compuestos son muy importantes porque permiten fijar la posición de la doble ligadura, ya que por hidrólisis se desdobla en 2 moléculas de Formaldehído.

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Polimerización

Los alquenos además de sufrir reacciones de adición también reaccionan entre si para formar moléculas gigantes conocidas como polímeros o plásticos, de poli = muchos y Meros = porciones, aquí hay 4 polímeros de importancia.

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Adición de Ácido Sulfúrico

El ácido Sulfúrico concentrado, en frío se puede adicionar a los alquenos, produciéndose sulfatos ácidos de alquilo.

Por ejemplo, la adición de Ácido Sulfúrico concentrado al propileno da sulfato ácido de isopropilo.

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En los sulfatos ácidos de alquilo y en los sulfatos de dialquilo, el enlace entre el carbono y el azufre se efectúa a través de un átomo de oxigeno.

Los sulfatos ácidos de alquilo son solubles en ácido sulfúrico. Por dilución de la solución de ácido sulfúrico con agua, seguida de calentamiento, se produce la hidrólisis del sulfato ácido y se forma un alcohol.

Reacciones de alquenos

La adición de ácido sulfúrico a un alqueno, seguida de una hidrólisis con agua, constituye un método conveniente de obtención industrial de algunos alcoholes (por ejemplo, alcohol etílico, alcohol isopropílico y alcohol sec - butílico). Sin embargo, este método no sirve para obtener alcohol n - butílico o n - propílico.

Preparación de Epóxidos

Los alquenos reaccionan con perácidos, por ejemplo, ácido peracético o perbenzoico.

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Formando Epóxidos. Los Epóxidos contienen un anillo de tres miembros en el que uno de estos es un átomo de Oxígeno.

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Los Epóxidos también se pueden obtener tratando halohidrinas con un álcali fuerte:

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El Oxido de etileno, el epóxido mas simple y quizás el mas usado se obtiene comercialmente por oxidación del etileno con aire, en presencia de un catalizador de Plata

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Dienos.

Adición 1,2 y 1,4

Tanto de origen natural como sintético, se conocen compuestos que contienen mas de un doble enlace etilénico en la molécula. Los compuestos que contienen dos dobles enlaces por molécula, los alcadienos, o mas brevemente, dienos. Los dienos pueden presentar isomería estructural, por ejemplo: el 1,2 - butadieno t el 1,3 - butadieno y también isomería geométrica, por ejemplo: cis - 1,3 - pentadieno y trans - 1,3 - pentadieno. Ciertos compuestos pueden presentar isomería geométrica en ambos dobles enlaces. Para estos compuestos son posibles cuatro isomeros configuracionales.

Conjugados

Si los dos dobles enlaces se encuentran adyacentes (es decir, un solo carbono soporta dos dobles enlaces), se llaman enlaces acumulados; si se encuentran separados entre si por mas de un enlace sencillo, se dice que son aislados o no conjugados.

Reacciones de alquenos

A continuación se muestra un resumen de reacciones algunas no se mostraron anteriormente.

A. Reacciones de Adición

  • Adición de hidrógeno

  • Reacciones de alquenos

  • Adición de Halógenos.

  • Reacciones de alquenos

  • Adición de Halogenuros de hidrógeno.

  • Reacciones de alquenos

  • Preparación de Halohidrinas.

  • Reacciones de alquenos

  • Adición de ácido Sulfúrico

  • Reacciones de alquenos

  • Polimerización

  • a. Catálisis iónica.

    Reacciones de alquenos

    b. Catálisis por radicales libres.

    Reacciones de alquenos

  • Adición de un sistema diénico conjugado.

  • Reacciones de alquenos

    B. Reacciones de ruptura.

  • Con solución concentrada de permanganato de potasio.

  • Reacciones de alquenos

  • Con ozono, seguido de reducción con zinc y ácido acético o hidrogenación catalítica.

  • Reacciones de alquenos

    C. Reacciones de los iones Carbonio

  • Reaccion con un reactivo nucleofílico.

  • a. Con un anión.

    Reacciones de alquenos

    b. Con un alqueno para formar un ion carbonio mayor.

    Reacciones de alquenos

  • Eliminación de un protón para formar un alqueno.

  • Reacciones de alquenos

  • Transposición a un ion Carbonio mas estable.

  • a. Por migración de un ion hidruro, H-.

    Reacciones de alquenos

    b. Por migración de un alquilcarbanión.

    Reacciones de alquenos

    D. Orden de estabilidad y orden de facilidad de formación de los iones carbonio:

    Alílico > Terciario > Secundario > Primario > Metílico

    Los alquenos tienen muchos tipos de reacciones que sirven en la industria y a nivel comercial por lo que es importante tener en cuenta cada una de estas.

    Bibliografía

    Curso Practico de Química Orgánica

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    Madrid 1979

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    Química

    Ed. Mc Graw Hill

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    Química Orgánica y Bioquímica

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    Química Orgánica

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    Editorial Reverte S.A.

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    Morrison, Boyd

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    México

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