OBJETIVO
Conocer características y
propiedades del grupo de los Alquinos perteneciente a los
hidrocarburos alifáticos, permitiendo un mejor estudio y desarrollo de
actividades tanto educativas como industriales.
Introduccion a la quimica organica
Introduccion a la quimica organica
ALQUINOS
Los
alquinos son hidrocarburos cuyas moléculas contienen el triple enlace
carbono-carbono. De fórmula CnH2n-2 cuando solo hay un triple enlace en la
molécula, y su grado de instauración es dos. el acetileno o etino es el alquino
mas simple.
Acetileno
PROPIEDADES FISICAS
Son
insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgánicos usuales y
de baja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono.
Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el aumento
usual con el incremento del número de carbonos y el efecto habitual de
ramificación de las cadenas. Los puntos de ebullición son casi los mismos que
para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado.
Los tres primeros
términos son gases; los demás son líquidos o sólidos. A medida que aumenta el
peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición.
Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus
propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.
PROPIEDADES QUIMICAS
Las
reacciones más frecuentes son las de adición: de hidrógeno, halógeno, agua,
etc. En estas reacciones se rompe el triple enlace y se forman enlaces de menor
polaridad: dobles o sencillos.
HIDROGENACIÓN DE ALQUINOS
Los
alquinos pueden ser hidrogenados para dar los
correspondientes cis-alquenos (doble enlace) tratándolos con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato de calcio(catalizador Lindlar)
parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano
correspondiente (enlace sencillo).
CH≡CH + H2 → CH2=CH2 +
H2 → CH3-CH3
Aunque
la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es
elevada pueden ser atacados por nucleó filos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad
del anión de vinilo formado.
CH3-C≡C-CH3 + 2 Na + 2
NH3 → CH3-CH=CH-CH3(trans) + 2 NaNHH2
HALOGENACIÓN, HIDROHALOGENACIÓN E HIDRATACIÓN DE ALQUINOS
Así como les ocurre
a los alquenos, los alquinos participan en otras reacciones de adición:
Dependiendo de las
condiciones y de la cantidad añadida de halógeno (flúor, F2; cloro,
Cl2; bromo, Br2...), se puede obtener derivados
halogenados del alqueno o del alcano correspondiente.
HC≡CH
+ Br2 → HCBr=CHBr
HC≡CH
+ 2 Br2→ HCBr2-CHBr2
HIDROHALOGENACIÓN,
HIDRATACIÓN, ETC.
El
triple enlace también puede adicionar halogenuros de hidrógeno,
agua, alcohol, etc., con formación de enlaces dobles o sencillos. En general se
sigue la regla de Markovnikov.
HC≡CH
+ H-X → CH2=CHX donde X = F, Cl, Br...
HC≡CH
+ H2O → CHOH=CH2
Acidez del hidrógeno terminal
En
algunas reacciones (frente a bases fuertes, como amiduro de sodio Na-NH2 en
amoniaco NH3) actúan como ácidos débiles pues el hidrógeno terminal
presenta cierta acidez. Se forman acetiluros (base conjugada del alquino) que
son buenos nucleófilos y dan mecanismos de
sustitución nucleófila con los reactivos adecuados.2 Esto
permite obtener otros alquinos de cadena más larga.
HC≡CH
+ Na-NH2 → HC≡C:- Na+
HC≡C:- Na+ +
Br-CH3 → HC≡C-CH3 + NaBr
En
este caso el acetiluro de sodio formado ha
reaccionado con bromometano con formación de propino.
Nomenclatura de alquinos
Reglas
similares a las de los alquenos.
1.
Se toma como cadena principal la cadena continua
más larga que contenga el o los triples enlaces.
2.
La cadena se numera de forma que los átomos del
carbono del triple enlace tengan los números más bajos posibles.
3.
Dicha cadena principal a uno de los átomos de
carbono del enlace triple. Dicho número se sitúa antes de la terminación -ino.
Ej.: CH3-CH2-CH2-CH2-C≡C-CH3,
hept-2-ino.
4.
Si hay varios triples enlaces, se indica con los
prefijos di, tri, tetra... Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, CH≡C-C≡C-C≡C-C≡CH.
5.
Si existen dobles y triples enlaces, se da el
número más bajo al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-C≡CH
Alquinos
Alquinos
Ejercicios de Alquinos
Mapa de alquinos
Estructura de los Alquinos
El etino es lineal y los
dos carbonos tienen hibridación sp. Uno de los orbitales híbridos de cada carbono solapa con el hidrógeno, y los
dos orbitales restantes sp solapan entre si para dar el enlace sigma
carbono-carbono.
Los dos orbitales p que no hibridaron solapan formando los dos enlaces pi perpendiculares entre sí.
Los dos orbitales p que no hibridaron solapan formando los dos enlaces pi perpendiculares entre sí.
Obtención industrial y de laboratorio de Alquinos
Se puede obtener a partir de petróleo,
mediante el proceso de fraccionamiento o craking. En el ámbito industrial lo
obtenemos por:
Deshidrohalogenación de
dihalogenuros en
posición vecinal. En esta reacción sacamos dos moléculas de halogenuro de la
siguiente forma:
En la anterior reacción utilizamos una base fuerte (KOH) en solución alcohólica.
Al agregar agua al carburo de calcio obtenemos etino (gas), tradicionalmente es conocido como acetileno.
En la reacción anterior el etino
toma comportamiento gaseoso, mientras el hidróxido de calcio se precipita con
una coloración lechosa.
Reacciones de los alquinos
Las reacciones químicas en las que participan los alquinos y les permiten su transformación en otras clases de compuestos orgánicos. Casi todas las reacciones de alquinos son adiciones electrofílicas (AE), en las cuales los
electrones del triple enlace carbono-carbono atacan la
región de un compuesto que presenta densidad de carga positiva.
Aplicaciones Industriales
La mayor parte de los alquinos se fabrica en
forma de acetileno. Una buena parte del acetileno a su vez se utiliza en la
soldadura como combustible debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.
En la industria química los alquinos son
importantes productos de partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de
HCl) de caucho artificial etc.
El grupo alquino está presente en algunos fármacos
citostáticos.
Los polímeros generados a partir de los alquinos,
los polialquinos, son semiconductores orgánicos y pueden ser dotados parecido
al silicio aunque se trata de materiales flexibles.
ALQUINOS; el acetileno es un gas de olor etéreo
cuando es puro. Arde fácilmente en el aire y, si tiene suficiente cantidad de
oxígeno, arde con gran desprendimiento de calor( la temperatura de la llama
alcanza los 3000 grados centígrados, por lo que se usa en soldaduras y para
corte de metales) La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de
acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible
en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.
En la industria química los alquinos son
importantes productos de partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de
HCl) de caucho artificial etc. El grupo alquino está presente en algunos
fármacos citostáticos. Los polímeros generados a partir de los alquinos, los
polialquinos, son semiconductores orgánicos y pueden ser dotados parecido al
silicio aunque se trata de materiales flexibles. La fuente más importante de
alcanos es el gas natural y el petróleo crudo. Los alcanos son separados en una refinería de petróleo por destilación
fraccionada y procesados en muchos productos diferentes.
segun FINAR I l. (1968) el acetileno o etino es el miembro mas importante de la serie y puede prepararse por culaquiera de los dos metodos siguientes.
1) por accion de agua sobre carburo calcico
CaC2 + H2O___________C2H2 + Ca(OH)2
Este es el metodo de preparacion utilizado industrialmente, otros metodos industriales son.
a) el craqueo de mezclas de metano y etano
b) calefaccion a 1000-1300 ° C de una mezclas de etano o propano a vapor; el gaqs natural se utiliza tambien como material de portada
2) por accion de hidroxido potasico etanoloico sobre dibromuro de etileno.
la reaccion se produce en 2 pasos pudiendo aislarse el producto intermedio bromuro de vinilico a condiciones adecuadas.
BrCH2CH2Br+KOH ____etanol____ CH2=CHBr + KBr T H2O
CH= CHBr + KOH ____etanol____ CH=CH + KBr + H2O
Bibliografia
BREWESTER, Ray, Q; MCWEN, William, (1968) Profesores de quimica, Universidad de Kansas (EE.UU)
FINAR I. L,B,Sc,Ph,D (london), principal lecturer in organic chemestry.
http://www.100ciaquimica.net/fororg/ejer/hidro10.htm
http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema7QO.pdf
http://www.100ciaquimica.net/fororg/ejer/hidro10.htm
http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema7QO.pdf
