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)
Paso 2)
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.
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)
b)Los Halógenos se adicionan dándonos derivado dihalogenados en carbonos
vecinos
c)Adicionando Ácido hipocloroso o hipobromoso da como resultado
Clorhidrinas o Bromhidrinas.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Formando Epóxidos. Los Epóxidos contienen un anillo de tres
miembros en el que uno de estos es un átomo de Oxígeno.
Los Epóxidos también se pueden obtener tratando halohidrinas con
un álcali fuerte:
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
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.
A continuación se muestra un resumen de reacciones algunas no se
mostraron anteriormente.
A. Reacciones de Adición
Adición de hidrógeno
Adición de Halógenos.
Adición de Halogenuros de hidrógeno.
Preparación de Halohidrinas.
Adición de ácido Sulfúrico
Polimerización
a. Catálisis iónica.
b. Catálisis por radicales libres.
Adición de un sistema diénico conjugado.
B. Reacciones de ruptura.
Con solución concentrada de permanganato de
potasio.
Con ozono, seguido de reducción con zinc y
ácido acético o hidrogenación catalítica.
C. Reacciones de los iones Carbonio
Reaccion con un reactivo nucleofílico.
a. Con un anión.
b. Con un alqueno para formar un ion carbonio mayor.
Eliminación de un protón para formar un
alqueno.
Transposición a un ion Carbonio mas estable.
a. Por migración de un ion hidruro, H-.
b. Por migración de un alquilcarbanión.
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
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Ed. Alambra
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Química
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Editorial Reverte S.A.
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