Transcript CH 3 CH 3 - CH 2

Reactividad de los
compuestos orgánicos
• Se debe a los grupos funcionales.
– Por alta densidad electrónica (doble o triple enlace)
– Por fracción de carga positiva en el átomo de carbono
(enlaces C–Cl, C=O, CN)
• Ruptura de enlaces de alta energía.
– homolítica (por la presencia de radicales libres)
– heterolítica (el par electrónico va a un átomo)
• Desplazamientos electrónicos.
Desplazamientos electrónicos.
• Efecto inductivo:
“Desplazamiento parcial del par electrónico en
enlace sencillo “” hacia el átomo más
electronegativo provocando fracciones de carga”.
• Efecto mesómero o resonancia:
“Desplazamiento del par de electrones “” del
doble enlace hacia uno de los átomos por la
presencia de pares electrónicos cercanos”.
Tipos de rupturas de enlaces.
• Homolítica: El enlace covalente se rompe de manera
simétrica (1 electrón para cada átomo). A : B
A· + ·B (radicales libres)
–Suele producirse en presencia de luz UV pues se
necesita un aporte de energía elevado.
• Heterolítica: El enlace se rompe de manera
asimétrica (uno de los átomos se queda con los dos
electrones que compartían)
A:B
A:– + B+
–Carbocationes: R3C+ Ejemplo: (CH3)2CH+
–Carbanión: R C:–
Ejemplo: Cl C:–
Tipos de reactivos.
• Homolíticos: Radicales libres.
– Son especies químicas que tienen átomos con electrones
desapareados.
– Se forman en la reacciones con ruptura homolítica.
• Nucleófilos: Tienen uno o más pares de electrones libres (bases de
Lewis). Carbaniones, tienden a neutralizar su carga con centros de
carga positiva.
– Atacan a partes de molécula con deficiencia de electrones.
• Electrófilos: Tienen orbitales externos vacíos (ácidos de
Lewis).Carbocationes que tienden a neutralizar su carga por ganancia
de carga negativa.
– Atacan a zonas con alta densidad electrónica (dobles o triples
enlaces)
Ejemplos de reactivos nucleófilos
y electrófilos.
• NUCLEÓFILOS
–
–
–
–
–
–
–
–
–
R–OH
R–O–
H2O
R–NH2
R – CN
R–COO–
NH3
OH–
halogenuros: Cl–, Br–
• ELECTRÓFILOS
–
–
–
–
–
–
–
–
–
H+
NO2+
NO+
BF3, AlCl3
cationes metálicos: Na+
R3C+
SO3
CH3Cl, CH3–CH2Cl
halógenos: Cl2 , Br2
Reacciones químicas principales
• Sustitución:
– un grupo remplaza a otro.
– CH3–Cl + H2O  CH3–OH + HCl
• Adición: a un doble o triple enlace
– CH2=CH2 + Cl2  CH2Cl–CH2Cl
• Eliminación: de un grupo de átomos.
– Se produce un doble enlace
– CH3–CH2OH  CH2=CH2 + H2O
Hidrólisis:
el agua rompe una molécula para dar moléculas más pequeñas.
Por ejemplo la hidrólisis de un éster para dar un ácido carboxilíco y un
alcohol. Por ejemplo la hidrólisis del acetato de metilo para dar ácido
acético y metanol.
Otro ejemplo es la hidrólisis de una amida para formar una amina y un ácido.
• Redox: (cambia el E.O. del carbono).
– CH3OH + ½ O2  HCHO + H2O
Reacciones de sustitución.
• Radicálica: Se produce en tres fases
– Iniciación
– Propagación
– Terminación
• Electrófila: Un reactivo electrófilo ataca zonas
de alta densidad electrónica (dobles enlaces
del anillo bencénico)
• Nucleófila: Un reactivo nucleófilo ataca a un
carbocatión.
Reacciones de adición.
• Electrófila: (a doble o triple enlace)
– Suelen seguir un mecanismo unimolecular.
– Siguen la regla de Markownikoff:
“La parte positiva del reactivo se adiciona al
carbono más hidrogenado”.
• Nucleófila: En sustancias orgánicas con dobles
enlaces fuertemente polarizados. Ej.– C=O
• Radicálica: Es poco frecuente.
– Se produce en presencia de peróxidos. (antiMarkownikoff)
CLASIFICACIÓN DE LOS HIDROCARBUROS
HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más sencillos, y solo
contienen átomos de carbono e hidrógeno
Alifáticos
Saturados
Alcanos
Aromáticos
Insaturados
Alquenos
Alquinos
9
ALCANOS
Las temperaturas de fusión y ebullición aumentan a medida que
aumenta la longitud de la cadena, al aumentar también las
fuerzas intermoleculares . Los cuatro primeros son gases, a partir
del pentano son líquidos hasta el de 17 carbonos que tiene una
temperatura de fusión de 22 º. Los de más de 17 átomos de
carbono son sólidos. Esto cambia cuando están ramificados ya
que el aumento en el número de cadenas laterales disminuye la
posibilidad de interacción molecular, al disminuir la superficie de
interacción, lo cual se traduce en valores inferiores de
temperaturas de ebullición. P. ejemplo en las temperaturas de
tres isómeros de 5 carbonos.
• Solubilidad y densidad bastante insolubles en agua aunque
miscibles en líquidos orgánicos. Peligro de inhalación de vapores
de gasolina(daños pulmonares).
• Reacciones de combustión
Reaccionan con el oxígeno en un proceso exoenergético que
necesitan de un aporte inicial de energía al tener Ea elevada.
NOMENCLATURA DE HIDROCARBUROS DE CADENA LINEAL
Prefijo
 Son
aquellos que constan
de un prefijo que indica el
número de átomos de
carbono, y de un sufijo
que revela el tipo de
hidrocarburo

Los sufijos empleados
para
los
alcanos,
alquenos y alquinos son
respectivamente, - ano, eno, e - ino
Met Et Prop But Pent Hex Hept Oct Non Dec Undec Dodec Tridec Tetradec Eicos Triacont -
Nº de átomos de C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
20
30
11
CH4
metano
CH3 - CH2 - CH2 - CH3
butano
CH3 - CH3
CH3 - CH2 - CH3
etano
propano
CH3 - (CH2 )6 - CH3
octano
12
1. Establecer la cadena más larga y si existen varias
posibilidades la más sustituida.
2. Nombrar los sustituyentes: con los sufijos –il o –ilo
3. Numerar la cadena principal de manera que se dé a los
sustituyentes el número más bajo posible.
4. Cuando hay varios sustituyentes idénticos se utilizan los
prefijos di, tri, tetra, ….
5. Los sustituyentes se nombran por orden alfabético sin
incluir el prefijo multiplicativo, a continuación el nombre del
hidrocarburo correspondiente a la cadena principal. Los
números que indican las posiciones de los sustituyentes se
separan por comas, y las ramificaciones por guiones.
6. Cuando el sustituyente es a su vez ramificado se
nombran sus ramificaciones como sustituyentes,
empezando a nombrar los átomos de carbono por el más
cercano a la cadena principal.
7. Si la cadena de átomos es cerrada se llama con el prefijo
ciclo y el nombre del hidrocarburo con el mismo número de
átomos de carbono.
13
REACCIONES DE ALCANOS.
SUSTITUCIÓN HOMOLÍTICA
Típica reacción de SUSTITUCIÓN en la que un átomo de H
se sustituye por uno de un halógeno. Se da, por ejemplo,
en la halogenación de alcanos (con luz U.V. o en presencia
de peróxidos).
• Iniciación:
– Cl2 + luz ultravioleta 
2 Cl ·
• Propagación:
– CH3–CH3 + Cl ·  CH3–CH2· + HCl
• Terminación:
– CH3–CH2 · + Cl ·  CH3–CH2–Cl
(2 CH3–CH2 ·
 CH3–CH2–CH2–CH3)
HIDROCARBUROS CON DOBLES ENLACES: ALQUENOS
La posición del doble enlace, se indica con un localizador, empezando a
numerar la cadena por el extremo más próximo al doble enlace
El localizador es el número correspondiente al primer carbono del doble
enlace y se escribe delante del nombre separado por un guión
Se nombran sustituyendo la terminación - ano, por - eno
Si el alqueno tiene dos o más dobles enlaces, numeramos la cadena
asignando a los dobles, los localizadores más bajos
Se utilizan las terminaciones - dieno, - trieno
4
3
2
1
CH3 - CH2 - CH = CH2
CH3 - CH = CH2
propeno
5
4
3
1-buteno
2
1
CH3 - CH = CH - CH = CH2
1,3 - pentadieno
1
2
3
4
CH3 - CH2 = CH - CH3
2-buteno
CH2 = CH - CH = CH - CH2 - CH = CH - CH
1
2
3
4
5
6
7
1,3,6 - octatrieno
15
REACCIONES EN ALQUENOS.
• 1) REACCIONES DE ADICIÓN Electrófila:
• CH3–CH=CH2 + H2

CH3–CH2–CH3
La adición de hidrógeno a alquenos produce alcanos. Se necesita un metal que
actúe como catalizador. (Pt, Pd, Ni)
• CH3–CH=CH2 + Cl2

CH3–CHCl–CH2Cl
Se obtienen compuestos dihalogenados.
• CH3–CH=CH2 + HBr

CH3–CHBr–CH3
(mayor proporción)
Este tipo de especificidad fue estudiada por el químico ruso V. Markovnikov (18381904) llegando a formular una regla empírica que lleva su nombre: el átomo de
hidrógeno se adiciona al carbono que se encuentra menos sustituido, es decir el
más hidrogenado.
• CH3–CH=CH2 + H2O (H+)  CH3–CHOH–CH3
(mayor proporción)
Adición de agua para formar alcoholes. En medio ácido. También sigue la regla de
Markovnikov.
REACCIONES DE ALQUENOS
• 2)REACCIONES DE OXIDACIÓN CON PERMANGANATO
POTÁSICO:
• En medio básico y en frío,los alquenos se oxidan
formando dialcoholes:
• Ejemplo:
KMnO4
CH3–CH=CH–CH3
CH3 –CHOH–CHOH–CH3
• Si no se toman precauciones la oxidación puede ser
más profunda y formarse aldehídos y/o cetonas.
• Esto ocurre en medio ácido sulfúrico y en caliente, (100
ciaquimica.com)la cadena se rompe y se forman dos
grupos carbonilo de cetona y/o aldehído; éste último
se acaba oxidando a ácido carboxílico.
REACCIONES DE ALQUENOS
3)REACCIONES POLIMERIZACIÓN:Un alqueno puede
reaccionar consigo mismo si se emplea un catalizador
apropiado. Por ejemplo un ácido inorgánico o un
metal de transición. A partir de dos moléculas de
alqueno se forma una tercera, se dice que un
monómero ha formado un dímero.
Se irán uniendo hasta formar polímeros.
Algunos ejemplos:
Polietileno
Polipropileno, Poliestireno.
ALGUNOS POLÍMEROS DE ADICIÓN
MONÓMERO
POLÍMERO
USOS PRINCIPALES
ETILENO
POLIETILENO (PE)
Tuberías, bolsas, botellas y juguetes.
POLIESTIRENO
POLIESTIRENO (PS)
Aislante térmico, juguetes, corcho blanco.
CLORURO DE VINILO
POLICLORURO DE
VINILO
Discos de música, mangueras, ventanas,
tuberías, puertas.
TETRAFLUOROETILENO POLITETRAFLUOROETILENO
Aislante eléctrico, utensilios de cocina
(sartenes)
METILMETACRILATO
Ventanas, embalaje, equipos ópticos
PLEXIGLÁS
El polietileno es conocido como polietileno de baja densidad. Es flexible y
transparente. Si se utiliza un catalizador metálico en el proceso y condiciones
más suaves se obtiene el de alta densidad, la nueva estructura es más
ordenada y sin cadenas laterales, tiene unas mayor fortaleza y mayor punto de
fusión.
Tipos de macromoléculas
• Naturales:
–Caucho
–Polisacáridos.
• Almidón.
• Celulosa.
–Proteínas.
–Ácidos nucleicos
• Artificiales:
–Plásticos
–Fibras textiles
sintéticas
–Poliuretano
–Baquelita
20
Tipos de polímeros
• Según su composición:
– Homopolímeros
Un sólo monómero
– Copolímeros
Dos o más monómeros
• Por su comportamiento
ante el calor:
– Termoplásticos
Se reblandecen al calentar
y recuperan sus
propiedades al enfriar.
• Según su estructura:
– Termoestables
– Lineales
Se endurecen al ser
– Ramificados
enfriados de nuevo por
Si algún monómero se puede
formar nuevos enlaces.
unir por tres o más sitios.
21
Propiedades de los polímeros
sintéticos.
• Plásticos.
– Termoplasticos: se moldean en caliente de forma
repetida.
– Termoestables: una vez moldeados en caliente,
quedan rígidos y no pueden volver a ser moldeados.
• Fibras.
– Se pueden tejer en hilos (seda).
• Elastómeros.
– Tienen gran elasticidad por lo que pueden estirarse
varias veces su longitud (caucho).
22
Tipos de polimerización.
• Adición.
– La masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa molecular del monómero.
• Condensación.
– Se pierde en cada unión de dos monómeros
una molécula pequeña, por ejemplo agua.
– Por tanto, la masa molecular del polímero no
es un múltiplo exacto de la masa molecular del
monómero.
23
OBTENCIÓN DE ALQUENOS
• A) DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES: se elimina un
grupo –OH y un átomo de H de un carbono vecino. El
proceso se produce en medio ácido y se facilita a altas
temperaturas. En ocasiones, suele dar una mezcla de
alquenos. El producto mayoritario es el alqueno que posee
el doble enlace más sustituido. Regla de Zaitsev.
•
Por ejemplo: la deshidratación del 3-metil-2-butanol se forma como producto
mayoritario el 2-metil-2-buteno, mientras que el 3-metil-1-buteno es minoritario.
• B) DESHIDROHALOGENACIÓN DE HALOALCANOS: la
reacción tiene lugar en presencia de una base fuerte,
usando etanol como disolvente. Cuando son posibles dos
formas se sigue la regla de Zaitsev.
• Ejemplo: bromopropano para dar propeno en medio básico
y con el etanol como disolvente.
Principales polímeros de
condensación.
• Homopolímeros:
– Polietilenglicol
– Siliconas.
• Copolímeros:
– Baquelitas.
– Poliésteres.
– Poliamidas.
25
Polimerización cis–trans
Monómero:
CH3
|
CH2=C–CH=CH2
metil 1,3 butadieno
(isopreno)

Polímero:
CH3 H CH3 H
CH3 H
\ /
\ /
\
/
C=C
C=C
C=C
/ \
/
\
/
\
–CH2 CH2–CH2 CH2–CH2 CH2–
Cis–isopreno (caucho natural)
26
Polimerización cis–trans
CH3
|
CH2=C–CH=CH2 metil 1,3 butadieno (isopreno)

–CH2 H
\ /
C=C
/ \
CH3 CH2–CH2
H
\
/
C=C
/
\
CH3 CH2–CH2 H
\
/
C=C
/
\
Trans–isopreno
CH3 CH2–
27
Polímeros de condensación:
Polietilenglicol.
• Suele producirse por la pérdida de una
molécula de agua entre 2 grupos (OH)
formándose puentes de oxígeno.
• CH2OH–CH2OH
etanodiol (etilenglicol)

• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O

• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O...
(polietilenglicol)
28
Polímeros de condensación:
Siliconas
• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2
• Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter
hidrofóbico.
© Ed. Santillana.
Química 2º Bachillerato.
29
Polímeros de condensación:
La baquelita
• Se produce por copolimerización por
condensación del fenol y el metanal.
• Se utiliza como cubierta en diferentes
electrodomésticos, como televisores...
OH
OH
OH
+
+
HCHO
H
CH2OH
+
CH2OH
30
Polímeros de condensación:
La baquelita
OH
OH
H2
C
OH
H2
OH
CH 2
H2
C
OH
CH 2
C
CH 2
CH 2
CH 2
OH
C
H2
CH 2
OH
31
Copolímeros de condensación:
Poliésteres
• Se producen por sucesivas reacciones de esterificación
(alcohol y ácido)
• Forman tejidos.
• El más conocido es el “tergal” formado por ácido
tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el
etilenglicol (etanodiol).
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
32
Copolímeros de condensación:
Poliamidas
• Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo
ácido y el amino con formación de amidas.
• Forman fibras muy resistentes.
• La poliamida más conocida es el nailon 6,6 formado
por la copolimerización del ácido adípico (ácido
hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina
33
© Ed Santillana. Química 2º Bach
Cuestión
Selectividad
(Junio 94)
Ejemplo: La siguientes reacciones son las de
obtención de los polímeros: poliéster, neopreno y
polietileno. a) Identifique a cada uno de ellos. b) Justifique si
son polímeros de adición o de condensación;. c) Nombre cada
uno de los grupos funcionales que aparecen en sus moléculas.
d) ¿Dependen las propiedades de la longitud de la cadena? ¿Y
del grado de entrecruzamiento?
I. ...CH2= CH2 + CH2= CH2...  –CH2–CH2–CH2–CH2–
II. HOCH2 –CH2OH +
–CH2–CH2–OOC–
HOOC–
–COOH  H2O +
–COO–CH2–CH2–OOC–
III. CH2 =CCl–CH=CH2 + CH2=CCl–CH=CH2 + ... 
... –CH2–CCl=CH–CH2–CH2–CCl=CH–CH2– ...
–COO–
34
Cuestión
Selectividad
(Junio 94)
Solución
• a) I = Polietileno, II = poliéster, III = neopreno
• b) El polietileno y el neopreno son polímeros de adición pues la
masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la la de
los correspondientes monómeros, mientras que el nailon es de
condensación pues se elimina en cada unión una molécula de
agua.
• c) = (doble enlace)  alqueno; –OH  hidroxilo
(alcohol); –COOH  ácido carboxílico;
–Cl  haluro (cloruro); –COOR (éster); fenilo  –
• d) El grado de entrecruzamiento influye mucho más que la longitud
de la cadena en las propiedades pues crea estructura
tridimensional con multitud de nuevos enlaces que le dan
consistencia al polímero.
35
Cuestión
Selectividad
(Junio 97)
Ejercicio: Dadas las siguientes estructuras
poliméricas: policloruro de vinilo; teflón
(tetrafluoretileno); cloropreno (neopreno); silicona y poliéster.
(–CH2–CH–)n; (–CH2–C=CH–CH2–)n ; (R–O–C–R–C–O–)n ;



Cl (I)
R

Cl

(II)
O
O (III)
F F


(–Si–O–)n ; (–C–C–)n



R (IV)
F F (V)
a) Asocie cada una de ellas con su nombre y escriba cuales son
polímeros elastómeros y cuales termoplásticos. b) Enumerar, al
menos un uso domestico o industrial de cada una de ellas.
c) Señale al menos dos polímeros cuyo mecanismo de
polimerización sea por adición.
36
Solución
a) I = policloruro de
vinilo (termoplástico)
II = cloropreno
(elastómero)
III = poliéster
IV = silicona
V = teflón.
b) Tuberías
neumáticos
tejidos
c)
sellador antihumedad
recubrimientos
antiadherentes
37
Polímeros naturales
• Caucho.
• Polisacáridos. (Se forman por la condensación de
la glucosa en sus dos estados ciclados α y β).
– Almidón: por condensación dela “α-glucosa”
– Celulosa: por condensación dela “β-glucosa”
• Proteínas. Se producen por la condensación de
los aminoácidos formando dos estructuras:
– “α-hélice”: Estructura espiral
– “estructura β”: Estructura plana
• Ácidos nucleicos. Se producen por la
condensación de nucleótidos.
38
Ejercicio E: Al reaccionar metil-2-buteno con
ácido clorhídrico se producen dos derivados
clorados. Escribe sus fórmulas y justifica cual
de ellos se encontrará en mayor proporción.
•
CH3
CH3
|
CH3–C=CH–CH3
+ HCl
|
CH3–CCl–CH2–CH3
mayor proporción
CH3
|
CH3–CH–CHCl–CH3
Ejercicio F: a) Formule y nombre todos los
Cuestión de
Selectividad
(Reserva 98)
posibles hidrocarburos de fórmula C5H10 que sean
isómeros de cadena abierta. b) Escriba las reacciones
que tendrán lugar al adicionar HBr a cada uno de los
isómeros de cadena lineal del apartado a).
a) CH2 =CH—CH2—CH2—CH3 1-penteno
CH3—CH=CH—CH2—CH3
2-penteno (cis y trans)
CH2 =C—CH2—CH3
|
CH3
2-metil-1-buteno
CH2 =CH—CH—CH3
|
CH3
3-metil-1-buteno
CH3—C=CH—CH3
|
CH3
H
H
cis
C=C
CH3
CH2— CH3
metil-2-buteno
H
CH2—CH3 trans
C=C
CH3
H
Cuestión de
Selectividad
(Reserva 98)
Ejercicio F: a) Formule y nombre todos los
posibles hidrocarburos de fórmula C5H10 que sean
isómeros de cadena abierta. b) Escriba las reacciones
que tendrán lugar al adicionar HBr a cada uno de los
isómeros de cadena lineal del apartado a).
b) alqueno + HBr
 bromoderivado mayoritario
CH2 =CH–CH2–CH2–CH3  CH3 –CHBr–CH2–CH2–CH3
CH3–CH=CH–CH2–CH3  CH3 –CHBr–CH2–CH2–CH3
+ CH3 –CH2–CHBr–CH2–CH3
CH2 =C–CH2–CH3

CH3 –CBr–CH2–CH3
|
|
CH3
CH3
CH2 =CH–CH–CH3
|
CH3

CH3 –CHBr–CH–CH3
|
CH3
CH3–C=CH–CH3
|
CH3

CH3 –CBr–CH2–CH3
|
CH3
PROPIEDADES Y OBTENCIÓN DE LOS ALQUINOS
•
•
•
•
•
•
•
•
Los tres primeros son gases. Son insolubles en agua pero
solubles es disolventes orgánicos como el benceno y tetracloruro
de carbono.
Químicamente son reactivos a causa de su triple enlace.
Las reacciones más características son las de adición al triple
enlace de moléculas como el hidrógeno, halógenos, agua, etc.
También experimentan reacciones de combustión como todos
los hidrocarburos.
Se obtienen a partir del craqueo del petróleo.
En el laboratorio a partir de derivados dihalogenados en
presencia de bases fuertes.
Se utilizan para la sintesis de polímeros semiconductores.
Uno de los más utilizados es el etino: combustible para sopletes
o para obtener cloruro de vinilo que se emplea en la producción
de PVC.
REACCIONES EN ALQUINOS.
• 1) CARÁCTER ÁCIDO: Al tener hibridación sp, los electrones están
más próximos al núcleo que en el otro tipo de hibridaciones. Enlace
más polar. El anión resultante se llama acetiluro.
• Son ácidos muy débiles, ninguna base es capaz de arrancarle un
protón excepto el ion amiduro.( LiNH2)
• 2) REACCIONES DE ADICIÓN: se pueden adicionar hasta dos
moléculas por cada triple enlace.
• Adición de hidrógeno: muy importante el catalizador.
•
Ejemplo: 2-butino con Ni como catalizador, se obtiene el butano. Con Pd a partir del 3-hexino se obtiene el 3hexeno.
• Adición de halógenos, de halogenuros de alquilo:
•
•
Ejemplo: propino para dar 1,2 dibromopropeno y posteriormente 1,1,2,2-tetrabromopropano.
Propino+HCl para dar 2-cloropropeno+HBr se obtiene 2-bromo-2-cloropropano.
• Adición de agua para formar cetonas: la reacción está catalizada por
el ion Hg+2 . El proceso transcurre a través de la formación del
correspondiente enol.
• Propino +H2O---acetona
• 2-butino +H2O ---butanona
• Acetileno+H2O ---etanal
• En medio ácido sulfúrico y el sulfato de mercurio (II)
OBTENCIÓN DE ALQUINOS
Son muy raros en la naturaleza. La mayor parte de ellos se
obtienen por síntesis química. El acetileno es el de
mayor importancia a nivel industrial. Los métodos
sintéticos que se emplean para obtener alquinos
suponen: a)deshidrohalogenación de halogenuros de
alquilos; b) reacción de un halogenuro de alquilo con
acetiluros metálicos.
• DESHIDROHALOGENACIÓN DE HALOGENUROS DE
ALQUILO: este proceso tiene lugar en presencia de
OH- y del ion amiduro.
• 1,2-dibromopropano para dar 1-bromo-1-propeno con etanol como disolvente y
medio básico, que con ion amiduro se obtiene propino.
• 1,1-dicloropropano+ 2 NaNH2 para dar propino y amoníaco.
El benceno
• Fórmula: C6H6
• Es una estructura plana resonante de tres
dobles enlaces alternados

Nube “” común
Esqueleto “”
Hibridación sp2 del benceno. Nube electrónica “”
Imagen cedida por © Ed. ECIR. Química 2º Bachillerato.
Reacciones de sustitución
electrófila.
Nitración
+
(–M):
HNO3 
H2SO4
Halogenación
+ Cl2
NO2
(+M):

FeCl3
Alquilación
+ H2O
+ HCl
Cl
(Friedelf–Crafts) (+I):
+ ClCH3
AlCl3

+ HCl
CH3
Sustitución electrófila.
Ejemplo de nitración (–M).
• 1ª etapa:
HONO2 + H2SO4  NO2+ + HSO4– + H2O
• 2ª etapa:
+
+ NO2+ 
• 3ª etapa:
+ HSO4–
NO2
H
NO2
NO2
H
H
+
+

NO2
+ H2SO4
Orientación del segundo sustituyente de
reactivo electrófilo “–M” .
–M : El átomo unido al carbono coge para sí un par de electrones del
doble o triple enlace.
• El segundo grupo electrófilo se orienta fundamentalmente a la
posición “meta” (el grupo nitro con efecto –M provoca fracciones de
carga positiva en “orto” y “para”)
O– O–
O
N+
O
N+

O–
O– O–
N+

O– O –
N+
+
N+
+

+
O–
Mecanismo de sustitución
electrófila (halogenación) (+M). 
• 1ª etapa: Cl2 + FeCl3  Cl+ + FeCl4–
• 2ª etapa:
Cl
+
+Cl+ 
Cl
H
Cl
H
+
+
• 3ª etapa:
+ FeCl4–
Cl

H
+ HCl + FeCl3
Orientación del segundo sustituyente
de reactivo electrófilo “+M” . 
• +M : Se produce por la cesión de un par de e– sin
compartir del átomo unido al carbono formándose
un doble enlace. El segundo grupo electrófilo se
orienta fundamentalmente a las posiciones “orto” y
“para” dado el efecto +M del Cl ya que estas
posiciones tienen – )
Cl+
Cl

Cl+
–

Cl+

–
–
Sustitución electrófila. Ejemplo de
alquilación (+I) (Friedelf–Crafts).
• 1ª etapa: CH3Cl + Al3Cl  CH3+ + AlCl4–
• 2ª etapa:
+
+ CH3+ 
CH3
H
CH3
CH3
H H
+
• 3ª etapa:
+ AlCl4–
•

CH3
+ HCl + AlCl3
El segundo grupo electrófilo se orienta
fundamentalmente a las posiciones “orto” y “para” dado
el efecto +I (aportan electrones)del radical CH3
HIDROCARBUROS HALOGENADOS Y SUS USOS
C O M P U E S T O
CH3 - CH 2 - Cl
F
|
F - C - Cl
|
Cl
Cl -
Cloroetano
F
|
Cl - C - Cl
|
Cl
diclorodifluormetano
(freón 12)
Cl -
U S O S
triclorofluormetano
(freón 11)
- Cl
Cl
|
Cl - C - Cl
|
- C |
H
p-diclorobenceno
DDT
- Cl
Anestésico local. Su bajo punto de
ebullición
hace
que
se
evapore
rápidamente, enfriando las terminaciones
nerviosas.
Los freones (nombre comercial)
se usan como refrigerantes. No
son inflamables ni tóxicos.
Algunos se usan en extintores
especiales contra el fuego
Se usa ampliamente para repeler
a las polillas
Pesticida persistente. Se utilizó mucho
como insecticida entre 1950 y 1970.
Su uso está actualmente limitado
debido a su toxicidad y a que no es
biodegradable
53
REACCIONES DE HALOALCANOS.
• A) REACCIONES DE SUSTITUCIÓN: la reactividad se debe
a la polaridad del enlace C-X. La gran electronegatividad
de los halógenos hace que el carbono quede una carga
parcial positiva: la reacción de sustitución ocurre en
presencia de un agente nucleófilo (Reactivo que posee
una carga negativa o un par de electrones solitarios, y que
posee afinidad por aquellos átomos con carga parcial
positiva.
• El agente nucleófilo forma un nuevo enlace con el átomo
de carbono con cierta carga positiva y se elimina el átomo
de halógeno.
• La elección
apropiada del agente nucleófilo permite
obtener alcoholes, aminas, nitrilos o alargar la cadena.
REACCIONES DE HALOALCANOS.
• OBTENCIÓN DE ALCOHOLES:
• La reacción se realiza tratando el correspondiente
halogenuro de alquilo con hidróxido de sodio o de
potasio, en medio acuoso. Es importante elegir bien el
disolvente, ya que esta reacción compite con la
correspondiente reacción de eliminación (es un método
de obtención de alquenos empleando el mismo
reactivo OH- pero etanol como disolvente.
• Ejemplo: bromoetano + OH- para dar el etanol
• OBTENCIÓN DE ÉSTERES:
• El agente nucleófilo es la especie química presente en
las sales de los ácidos orgánicos. (Anión)
• Por ejemplo: 1-bromopropano+ etanoato de sodio para
dar etanoato de propilo.
REACCIONES DE HALOALCANOS.
• OBTENCIÓN DE NITRILOS:
• El agente nucleófilo es el ion cianuro.
• Por ejemplo el bromoetano +cianuro de potasio para dar
propanonitrilo y bromuro de potasio.
• OBTENCIÓN DE AMINAS:
• El agente nucleófilo es el amoniaco o una amina.
• El nucleófilo debe su comportamiento a la presencia de un par
electrónico no compartido en el átomo de N:
• Ejemplos:
• Bromoetano +amoníaco para dar etilamina
• Bromoetano + metilamina para dar etilmetilamina.
• B) REACCIONES DE ELIMINACIÓN:
• Se trata de reacciones que suponen la formación de alquenos
y alquinos. Compiten con las reacciones de sustitución.
• Son reacciones competitivas.
Cuestión de
Selectividad
(Marzo 98)
Ejercicio H: Predecir los productos para
cada una de las siguientes reacciones
formulando y nombrando los compuestos que
intervienen:
2-cloro-propano
a) Propeno + HCl 
CH2 =CH–CH3
CH3–CHCl–CH3
2-butanol
b) 2–Buteno + H2O + H2SO4
CH3–CH =CH–CH3
CH3–CHOH–CH2–CH3
c) Benceno + Br2 + FeBr3 
bromo-benceno
(C6H 6)
+ HBr
d) 1-Bromo-3-metilbutano + NaOH 
CH3–CH–CH2–CH2Br
|
CH3
Br
3-metil-1-buteno
CH3–CH–CH=CH2
|
CH3
Problema de
Selectividad
(Septiembre 98)
Ejercicio I: a) Complete y formule la siguiente
secuencia de reacciones y nombre los compuestos
obtenidos; b) Calcule los gramos de propeno que
reaccionarían con hidrógeno, para dar 100 litros de
propano en condiciones normales, suponiendo que el
rendimiento de la reacción es del 60%. Datos: Masas
atómicas C=12 H=1
1) Propeno + HBr 
CH2=CH–CH3
2-bromopropano
CH3–CHBr–CH3
propeno
2) 1–propanol + H2SO4(conc)
CH3–CH2–CH2OH
H2O + CH2=CH–CH3
propeno
3) 1–Bromopropano + NaOH 
CH3–CH2–CH2Br
CH2=CH–CH3
+ H2O + NaBr
ALCOHOLES
PROPIEDADES FÍSICAS
• 1) TEMPERATURAS DE EBULLICIÓN:
• Valores muy superiores a los de los correspondientes alcanos por la existencia de
enlaces de hidrógeno intermoleculares.
• Por ejemplo la Teb del etano es de -89ºC y la del metanol 65ºC. La del propano es
de -42ºC y la del propanol 78ºC.
• 2) SOLUBILIDAD:
• La polaridad del enlace O-H y la capacidad de los alcoholes de formar enlaces de
hidrógeno tienen una gran influencia en la solubilidad.
• Cuanto mayor es la longitud de la cadena, menor es la solubilidad en agua, ya que
el peso específico del grupo –OH disminuye.
PROPIEDADES QUÍMICAS
• 1) CARÁCTER ÁCIDO
• Son ácidos muy débiles, con bases muy fuertes pueden dar lugar a un mayor
porcentaje de disociación.
• Ejemplo el metanol con el ión amiduro para generar el ion metóxido y amoníaco.
• Los fenoles son ácidos menos débiles y reaccionan ampliamnete con hidróxidos.
• Reaccionan con metales como el sodio o el potasio liberando hidrógeno.
• Tienen como el agua carácter anfótero al poder reaccionar también con ácidos
como el clorhídrico.
REACCIONES EN ALCOHOLES.
1) REACCIONES DE SUSTITUCIÓN:
• Método de obtención de haloalacanos.
2) REACCIONES DE DESHIDRATACIÓN:
• Esta reacción supone la pérdida de una molécula de
agua con formación de un alqueno o de un éter.
• A) Si la molécula de agua procede de una misma molécula
de alcohol se obtiene un alqueno. Se trata de una
reacción de eliminación catalizada por un ácido y a una
temperatura elevada.
• B) Si la molécula se pierde de dos moléculas de alcohol se
obtiene un éter simétrico. En este caso se parte de un
exceso de alcohol y la temperatura de trabajo es menor.
REACCIONES EN ALCOHOLES.
3) REACCIONES DE OXIDACIÓN:
• A) Alcohol primario con dicromato se obtiene un aldehído.
Un exceso de dicromato permite la oxidación del aldehído a
ácido. Si se emplea permanganato en medio ácido se
obtiene directamente el ácido.
• B) Alcoholes secundarios se oxidan a cetonas.
• C)Alcoholes terciarios no se oxidan.
• 4) REACCIONES DE ESTERIFICACIÓN:
• Reacciones de ácidos (tanto orgánicos como inorgánicos)
con alcoholes para dar ésteres. Es una reacción de
condensación.
REACCIONES EN ÉTERES.
Se pueden obtener mediante la deshidratación intermolecular
de alcoholes. Esta reacción suele proporcionar un bajo
rendimiento.
Un método alternativo es la síntesis de Williamson que
consiste en la sustitución de un haloalcano por medio de
un ión alcóxido como agente nucléofilo.
Por ejmplo el ión butóxido reacciona con el yodo metano para
dar butilmetiléter y también ión yoduro.
Los éteres son compuestos muy estables, por lo que no
reaccionan con los reactivos químicos habituales.
REACCIONES EN ALDEHÍDOS Y CETONAS.
•
•
•
•
Se encuentran ampliamente en la naturaleza. Por ejemplo la glucosa es un monosacárido con un grupo
carbonilo de un aldehído y la fructosa es otro hidrato de carbono con un grupo carbonilo de cetona.
Hormonas como la cortisona, testosterona y la progesterona son cetonas. La vainilina es un aldehído y el
alcanfor es una cetona natural. El retinal es un aldehído necesario para la visión.
Sus temperaturas de ebullición son más altas que las de los alcanos pero no tanto como las de los
alcoholes, ya que éstos presentan enlaces de hidrógeno.
La polaridad del grupo carbonilo hace que sean solubles en agua los de cadena corta (hasta cinco
átomos de carbono).
OBTENCIÓN
1) OXIDACIÓN DE ALCOHOLES SECUNDARIOS A CETONAS.
Por ejemplo 3-pentanol con dicromato en medio ácido se oxida a 3-pentanona.
2) OXIDACIÓN SUAVE DE ALCOHOLES PRIMARIOS A ALDEHÍDOS.
1-butanol con dicromato y medio ácido para dar butanal.
3) OXIDACIÓN DE ALQUENOS CON UNA DISOLUCIÓN CONCENTRADA DE
PERMANGANATO EN CALIENTE Y MEDIO ÁCIDO
3-metil-2-penteno para dar la butanona y el etanal que se puede acabar oxidando a ácido
etanoico
4)HIDRATACIÓN DE ALQUINOS EMPLEANDO HG+2 COMO CATALIZADOR CON
FORMACIÓN DE CETONAS
2-pentino para dar una mezcla de enoles y después una mezcla de 2-pentanona y 3
pentanona. 1-butino para dar butanona.
REACCIONES EN ALDEHÍDOS Y CETONAS.
REACCIONES REDOX
El grupo carbonilo puede oxidarse para formar un ácido, o bien, puede
reducirse para formar un alcohol.
OXIDACIÓN
La oxidación de los aldehídos para obtener los ácidos es muy fácil de
realizar con oxidantes como el permanganato o el dicromato.
Las cetonas solo se oxidan en condiciones muy drásticas (disolución
concentrada de permanganato de potasio en caliente y ácido
sulfúrico), se rompe la cadena y se formas dos grupos carboxilo de
ácido.
REDUCCIÓN
De aldehídos y cetonas a los correspondientes alcoholes puede
realizarse con hidrógeno en presencia de un catalizador (Ni). También
con hidruro de aluminio y litio LiALH4
La reducción de cetonas produce alcoholes secundarios y la de
aldehídos alcoholes primarios.
CARACTERIZACIÓN EN EL LABORATORIO DE:
ALDEHÍDOS
•
Los aldehídos se oxidan con gran facilidad y este hecho se aprovecha para identificarlos en el
laboratorio. Se utilizan dos oxidantes suaves que no oxidan las cetonas pero sí a los aldehídos.
Licor de Fehling
Se trata de una disolución azul debido a los iones cobre (Cu+2). Con un aldehído este ion se
reduce a Cu+ y se forma el oxido de cobre (Cu2O de color rojo ladrillo). Las cetonas no
experimentan esta reacción.
La reacción tiene lugar en medio básico para favorecer la precipitación del óxido de cobre (I).
Reactivo de Tollens
Se trata de una disolución de nitrato de plata en medio amoníaco, en donde se forma la especie
química Ag(NH3) 2+. En presencia de un aldehído, el ion plata se reduce y se puede
observar el espejo de plata.
ALQUENOS
El “agua de bromo” (disolución de bromo en tetracloruro de carbono, de color rojo) se emplea
como reactivo específico para identificar dobles enlaces. Si se produce la reacción de
adición, el color rojo inicial desaparece y la disolución se vuelve incolora.
1-hepteno (Incoloro) + agua de bromo (Rojo) se transforma en 1,2-dibromoheptano (incoloro)
REACCIONES EN ÁCIDOS.
OBTENCIÓN Y PROPIEDADES FÍSICAS
Se obtienen por oxidación tanto de alquenos como de alcoholes primarios y
aldehídos.
Los de cadena corta son líquidos a temperatura ambiente, los de mayor masa
molecular son sólidos. Las temperaturas de ebullición son elevadas debido a
la asociación intermolecular que se establece debido a enlaces de
hidrógeno, ya que el grupo funcional facilita la formación de dímeros.
El agua establece enlaces de H con el grupo funcional, por ello los de cadena
corta son altamente solubles. A medida que aumenta la cadena, crece la
parte apolar y la solubilidad disminuye paulatinamente.
1)CARÁCTER ÁCIDO Son ácidos débiles. Reaccionan con bases.
Por ejemplo ácido acético con el hidróxido sodico para dar acetato de
sodio y agua.
2)REACCIÓN CON ALCOHOLES PARA DAR ÉSTERES Esterificación. Se
necesita un catalizador como el ácido sulfúrico (muy lenta sin cat).
Ácido acético con el metanol para dar acetato de metilo y agua.
REACCIONES EN ÁCIDOS.
3) CON EL AMONIACO Y CON LAS AMINAS (PRIMARIAS O
SECUNDARIAS)PARA DAR AMIDAS. Es una reacción de condensación.
Por ejemplo: ácido etanoico reacciona con N-metilamina para dar
N-metiletanamida y agua.
4) CON REDUCTORES FUERTES LiALH4
Se reducen a alcoholes primarios.
Por ejemplo: ácido propanoico se reduce a 1-propanol.
REACCIONES DE ÉSTERES.
Se encuentran en distintas sustancias naturales. Deben el olor a muchos
aromas de flores y frutas. Resultan de la reacción de condensación de
un alcohol y un ácido.
1) Hidrólisis de ésteres: reacción opuesta a la esterificación. Está
catalizada por un ácido fuerte. Cuando la reacción se realiza con una
base fuerte se denomina saponificación, ya que es el proceso
mediante el que se obtienen jabones (sales alcalinas de ácidos grasos
a partir de grasas animales), se obtiene la sal del ácido
correspondiente y un alcohol.
2) Poliésteres Se obtienen por reacciones de condensación.
Reacción de un diol con un ácido dicarboxílico. Al tener dos grupos
funcionales en cada uno la cadena va creciendo mediante sendas
reacciones de esterificación, obteniéndose macromoléculas, que
consisten en la repetición de unidades idénticas. Esta es la reacción
base para la síntesis de fibras textiles, que sirven de alternativa a las
de origen natural.
REACCIONES DE AMINAS.
Derivados del amoníaco.
PROPIEDADES FÍSICAS
Tienen temperaturas de ebullición más elevadas que los
correspondientes alcanos pero menos que los respectivos alcoholes.
Solo las aminas de menor masa molecular son gases, el resto son sólidos
o líquidos. El valor alto se debe a los enlaces de hidrógeno. Las
aminas terciarias no pueden formar estos enlaces por lo que sus
putos de ebullición son inferiores a los de las aminas primarias y
secundarias.
1) Hidrólisis de ésteres: reacción opuesta a la esterificación. Está
catalizada por un ácido fuerte. Cuando la reacción se realiza con una
base fuerte se denomina saponificación, ya que es el proceso
mediante el que se obtienen jabones (sales alcalinas de ácidos grasos
a partir de grasas animales), se obtiene la sal del ácido
correspondiente y un alcohol. Son solubles en agua, las de baja masa
molecular. Suelen tener olor desagradable (tufo de pescado en
descomposición).
REACCIONES DE AMINAS.
OBTENCIÓN
La reacción de sustitución de un haloalcano con amoníaco o con otra
amina.
Por ejemplo: 1-bromopropano con amoníaco para dar propilamina y
ácido bromhídrico.
Cloroetano con metilamina para dar etilmetilamina y cloruro de
hidrógeno.
1) Carácter básico: son bases débiles. El átomo de nitrógeno puede
aceptar un átomo de hidrógeno del agua con formación de iones
derivados del ion amonio e iones hidróxido. Por ejemplo, el
equilibrio de ionización acuosa de la metilamina, con la presencia
del ion metilamonio y el ion hidróxido.
Reaccionan con los ácidos carboxílicos mediante una reacción de
condensación para formar amidas y agua.
Por ejemplo: ácido acético con la metilamina para dar N-metilacetamida
y agua.
REACCIONES DE AMINAS.
Nitrosaminas
Se obtienen por la reacción de las aminas con el ácido nitroso. Estas
sustancias son cancerígenas.
Existe una controversia sobre el empleo de nitritos como conservantes
de sandwiches, bacon o perritos calientes ya que reaccionan con el
HCl formando ácido nitroso, que a su vez reaccionan con las aminas
presentes en los alimentos formando nitrosaminas.
REACCIONES DE AMIDAS.
Dos tipos de amidas: las proteínas y las poliamidas.
Las proteínas se obtienen por condensación de aminoácidos co
formación final de largas cadenas.
A nivel industrial se aprovecha la formación de amidas para obtener
distintas fibras sintéticas (poliamidas) como el nailon.
En ambos casos son reacciones de condensación.
Hidrólisis
La reducción de amidas es uno de los métodos más usuales en la
preparación de aminas. El agente reductor es el hidruro de aluminio
y litio.
Por ejemplo la hidrólisis de la acetamida para dar etilamina.
La hidrólisis de N-metilpropanamida para dar metilpropilamina.
REACCIONES DE NITRILOS.
Obtención
Se pueden obtener a partir de haloalcanos por tratamiento con cianuro
de sodio o potasio. Se trata de una reacción de sustitución.
Ejemplo: 1-bromopropano con cianuro de potasio para dar
butanonitrilo más KBr.
Adición de hidrógeno
Para dar aminas,se puede realizar usando hidrógeno y Ni como
catalizador. Se trata de una adición al triple enlace.
Por ejemplo: butanonitrilo para dar butilamina.
Adición de agua
Para dar ácidos carboxílicos. Se forman amidas por adición de una
molécula de agua al triple enlace. La amida que se forma se puede
hidrolizar posteriormente al correspondiente ácido carboxílico.