QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 UNIDAD 2: HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS. ALQUENOS Y ALQUINOS CONTENIDO OBJETIVOS 1. Expresar correctamente nombres y Sistema de nomenclatura fórmulas común y IUPAC hidrocarburos insaturados. Alquenos 2. Determinar nombres y fórmulas de Ciclo alquenos de hidrocarburos insaturados. Dienos 3. Se esfuerza por profundizar en el estudio de los hidrocarburos insaturados a fin de compartir sus conocimientos. ALQUENOS NOMENCLATURA A. Sistema de los nombres comunes. Para los alquenos más sencillos se emplean casi siempre los nombres vulgares; etileno, propileno e isobutileno. CH2 = CH2 Etileno CH2 = CH – CH3 Propileno CH3 l CH2 = C – CH3 Isobutileno B. Sistema IUPAC. Las reglas para la nomenclatura de alquenos son similares en muchos aspectos a las correspondientes a los alcanos. Para nombrar sistemáticamente a los alquenos hay que seguir una serie de reglas que se indican a continuación. 1. Seleccionar la cadena principal de carbono más larga que contenga el doble enlace (o el mayor número de dobles enlaces) para tener el nombre base. El nombre fundamental del alqueno se generará cambiando la terminación ano, correspondiente al alcano con el mismo número de carbonos, por la terminación eno (propeno, buteno, octeno, ciclohexeno, etc). QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 2. Numerar la cadena principal empezando por el extremo más próximo al doble enlace. La posición del doble enlace se señala utilizando como prefijo el número que corresponda al primer carbono que lo forma así; 1-buteno, 2-buteno. 3. Se nombran los sustituyentes alquilos y se indican sus posiciones por medio del número del átomo de carbono al cual se encuentran unidos a la cadena principal. 1 2 3 4 5 6 CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH – CH3 l CH3 5-Metil-1-hexeno 4. Si el compuesto tiene dos enlaces dobles será un dieno. Un trieno contiene tres enlaces dobles, un tetraeno cuatro, etc. En alquenos que contienen más de un doble enlace, la cadena principal es la que contiene el mayor número de enlaces dobles. La numeración de la cadena se efectúa de manera que a los enlaces dobles se les asigne los números más bajos posibles. CH3 l CH3 – C – CH3 l 1 2 4 5 6 3 CH2 = CH – CH – CH2 – CH = CH2 3-ter-butil-1,5-hexadieno QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 CICLOALQUENOS NOMENCLATURA 1. Para nombrar a los cicloalquenos se empieza a numerar el ciclo a partir de los carbonos del enlace doble, de tal forma que el doble enlace siempre se encuentre en la posición 1. 2. En el caso de presentar varios enlaces dobles se numera de forma que los enlaces dobles presenten los menores numerales. Ejemplos: En este caso sólo existe un enlace doble dentro del ciclo por lo tanto para numerar hay que asignar la posición 1 al carbono que presenta el enlace doble. Aquí existen 2 enlaces dobles dentro del ciclo por lo tanto hay que asignar la posición 1 a uno de los enlaces dobles y numerar de manera que los numerales de los siguientes enlaces dobles sean los menores posibles. Similar al ejemplo anterior, se asigna la posición 1 a uno de los enlaces dobles y el resto de los enlaces deben de presentar los menores numerales posibles. 3. En el caso de presentar radicales además de las reglas anteriores se numera de forma que los radicales estén en los menores numerales posibles. Ejemplos: Para numerar se asigna la posición 1 a uno de los carbonos que presenta el doble enlace y además es necesario que los radicales presenten los menores numerales posibles. En este caso se numera en sentido contrario a las agujas del reloj obteniendo de esta manera las menores posiciones (1 y 3) para los radicales. QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 Similar al caso anterior, si se numera en sentido de las agujas del reloj obtenemos los menores numerales para los radicales y la posición 1 para el enlace doble. En este caso al presentar 2 enlaces dobles en el ciclo lo primero es encontrar los menores numerales para los enlaces dobles, a continuación se numera los radicales con el menor numeral posible. 4. Finalmente para nombrar el compuesto se indican las posiciones de los radicales seguido del nombre del radical, si hay varios radicales se empiezan a nombrar por orden alfabético. A continuación se nombra el ciclo, si sólo presenta un enlace doble se escribe el nombre del ciclo terminado en eno, en cambio si el ciclo presenta más de un enlace doble se indican las posiciones de los enlaces seguido del nombre del ciclo terminado en dieno, trieno... Ejemplos: Este ejemplo sólo presenta un enlace doble y no es necesario indicar la posición de dicho enlace, por lo tanto su nomenclatura es ciclopenteno. Al presentar varios enlaces dobles se indica la posición de dichos enlaces y el número de ellos, por lo tanto su nombre es: 1,3ciclohexadieno. Primero se indica la posición de los radicales seguido de sus nombres y por último se indica el nombre del ciclo terminado en eno 3,4dimetilciclopenteno. QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 En este caso se nombra primero el radical metil porque alfabéticamente tiene preferencia sobre el radical propil, luego se nombra el radical propil y por último se indica el nombre del ciclo terminado en eno 3-metil-1propilciclopenteno. Aquí se indica primero las posiciones de los radicales seguido de sus nombres, luego las posiciones de los enlaces dobles y por último el nombre de la cadena del ciclo 5-metil-1,3-ciclohexadieno 5. Dos grupos alquenos, que se encuentran con frecuencia, se consideran como sustituyentes. Estos son el grupo vinilo y el grupo alilo. CH2 = CH – Grupo vinilo CH2 = CH – CH2 – Grupo alilo Ejemplo: 1- Vinil ciclohexeno / 1-etenil ciclohexeno ISOMERÍA CIS - TRANS La energía de disociación del doble enlace C=C es aproximadamente de 146 kcal/mol y la energía de disociación de un enlace simple C-C es de 83 kcal/mol. Por tanto, la energía de disociación del enlace π (pi) debe ser de 63 kcal/mol. Los extremos de la molécula de etileno no pueden torcerse entre sí, porque para ello se debería romper el enlace π. A diferencia de lo que ocurre en los enlaces simples, en los enlaces dobles C=C no hay libre rotación. Este es el origen de la isomería cis-trans. QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 Cuando los grupos unidos al doble enlace son diferentes podemos tener dos isómeros: En un isómero cis, los grupos alquilo están colocados en uno de los lados del doble enlace y los átomos de H en el otro lado. En el isómero trans, los grupos alquilos y los átomos de H están en lados opuestos. Los alquenos no pueden tener isómeros cis-trans si un átomo de carbono del doble enlace está unido a grupos idénticos. Forma de nombrar los Isómeros Cis – Trans El prefijo cis o trans se coloca al frente del nombre del alqueno cuando el compuesto es un isómero cis o trans. QUÍMICA ORGÁNICA CLASE # 8 Ejemplos: Nombrar cada compuesto usando prefijos cis – trans cuando sea necesario. Ejercicios: a. b. c. d. e.