Propiedades Compuestos Orgánicos - Hasta fenoles

PROPIEDADES Y REACCIONES QUÍMICA ORGÁNICA (PRIMERA PARTE)

ALCANOS • Los hidrocarburos saturados (alcanos y clicloalacanos) son compuestos que sólo tienen uniones simples carbono-carbono y carbono-hidrógeno.

PROPIEDADES FÍSICAS • • • • •

Incoloros e inodoros Insolubles en agua Solubles en solventes orgánicos Miscibles entre sí Del C=1 hasta C=4 son gases a temperatura ambiente (25°C), mientras que con mas de 16 átomos de carbono hierven a temperaturas mayores de 300°C. • El punto de ebullición crece con el tamaño de la cadena, y este efecto está influenciado por su estructura.

• El patrón de decrecimiento del punto de ebullición con el incremento de la ramificación de la estructura molecular es generalizado, así tenemos que; mientras mas ramificada es la molécula, menor será su punto de ebullición.

PROPIEDADES QUÍMICAS • COMBUSTIÓN • A alta temperatura los alcanos pueden combinarse con el oxígeno (combustión) para formar dióxido de carbono y agua liberando energía según la reacción: CH4 + 2O2 ----->CO2 + H2O + calor Incompleta: CH4 + 3/2 O2------>

CO + 2 H2O + calor

PROPIEDADES QUÍMICAS • REACCIONES DE SUSTITUCIÓN: HALOGENACIÓN.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • •

HIDROGENACIÓN DE ALQUENOS La hidrogenación es la adición de hidrógeno al doble enlace para formar alcanos.

Platino y paladio son los catalizadores más comúnmente usados en la hidrogenación de alquenos. El paladio se emplea en forma de polvo absorbido en carbón (Pd/C). El platino se emplea como PtO2 (Catalizador de Adams).

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • HIDRÓLISIS DE LOS REACTIVOS DE GRIGNARD Rx+Mg RMgX (Reactivo de Girgnard) RMgX+H2O

CH3-CH2MgBr Bromuro de etilmagnesio

RH+ MgXOH (Sal básica de Mg)

+H2O

CH3-CH3+ MgBrOH

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • •

SÍNTESIS DE WURTZ Haluro de alquilo Con Na metálico produce un alcano con el doble de átomos de C (para hidrocarburos pares) 2RX+2Na R-R+ 2NaX 2CH3CH2Br + 2Na

CH3CH2CH2CH3+ 2NaBr

ALQUENOS • Presentan al menos una doble unión carbono- carbono

PROPIEDADES FÍSICAS • • • • •

Incoloros e inodoros Insolubles en agua Solubles en solventes orgánicos Miscibles entre sí Los alquenos de 2,3 y 4 átomos de carbono son gases en CNPT, de C5 a C17 son líquidos y el resto sólidos.

• Sus puntos de ebullición aumentan con el número de átomos de carbono de la cadena.

• Los ramificados tienen menor punto de ebullición que los correspondientes sin ramificar.

PROPIEDADES QUÍMICAS • COMBUSTIÓN • El eteno arde con una llama amarillenta, índice de la presencia de una doble ligadura (esto indica la razón de la existencia de poco hidrógeno en comparación con la cantidad de carbono.).

H2-C=C-H2 + O2----> 2CO2 + 2H2O

PROPIEDADES QUÍMICAS • REACCIONES DE ADICIÓN • El enlace pi de la doble unión de los alquenos es más débil que el enlace sigma, y se rompe con cierta facilidad. Por esta razón, los alquenos son bastantes más reactivos que los alcanos y dan con facilidad reacciones de adición.

PROPIEDADES QUÍMICAS • REACCIÓN DE BAEYER • Reaccionan fácilmente con diversos agentes oxidantes.

• Es una prueba sencilla de la presencia del doble enlace y que se utiliza para identificar alquenos.

• Se basa en la oxidación del alqueno por una disolución diluída de permanganato de potasio.

• El color violeta de la dilución desaparece a medida que se oxida el compuesto.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES • Facilidad 3°>2° >1°

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • A PARTIR DE HALOGENUROS DE ALQUILO • Facilidad 3°>2° >1° CH3-CH2Cl + KOH ----> CH2=CH2 + KCl + H2O cloruro de etilo eteno

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • REDUCCIÓN DE ALQUINOS CH≡CH + H2 ---> CH2=CH2

ALQUINOS • Tienen al menos una unión triple entre dos átomos de carbono. También se los denomina hidrocarburos acetilénicos.

• El etino es el acetileno.

PROPIEDADES FÍSICAS • Los primeros miembros son gases, los siguientes son líquidos y el resto sólidos.

• Son compuestos de bajo punto de ebullición y de fusión.

• Insolubles en agua.

PROPIEDADES QUÍMICAS • COMBUSTIÓN 2CH≡CH + 5 O2 --- -> 4 CO2 + 2 H2O + calor

PROPIEDADES QUÍMICAS • REACCIONES DE ADICIÓN

PROPIEDADES QUÍMICAS • FORMACIÓN DE ACETILUROS METÁLICOS. • Los alquinos con triple enlace en carbono 1° tienen tendencia a perder un hidrógeno. Ese átomo de carbono se comporta como si fuera más electronegativo.

• Un hidrógeno unido a un C 1° con triple unión puede ser desplazado por átomos metálicos, formandose acetiluros.

CH≡CH + CuCl --------> CH≡CCu + HCl Etino acetiluro de cobre CH≡CH + AgCl --------> CH≡CAg + HCl Etino acetiluro de plata

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • A PARTIR DE CARBURO DE CALCIO CaC2 + 2H2O ------> CH≡CH + Ca(OH)2 Carburo de calcio

etino

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • A PARTIR DE ALCANOS DIHALOGENADOS CH3- CHBr-CH2Br + KOH ------> CH3- CH≡CHBr + KBr + H2O 1,2-dibromopropano

bromopropeno

CH3- CH≡CHBr + KOH ------> CH3- C≡CH + KBr + H2O propino

BENCENO • Responde a C6H6 • Son hidrocarburo aromáticos.

• La molécula de benceno tiene una estructura única: sus 6 átomos de carbono forman un anillo hexagonal con 6 electrones de los enlaces pi deslocalizados en el anillo.

PROPIEDADES FÍSICAS • Liquido incoloro, de olor penetrante y muy inflamable.

• Es un compuesto no polar, insoluble en agua.

• Es uno de los típicos solventes no polares.

PROPIEDADES QUÍMICAS • NITRACIÓN

• SULFONACIÓN

• HALOGENACIÓN

• ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS

MÉTODO DE OBTENCIÓN • El benceno se encuentra en el alquitrán de hulla y en el petróleo, del que se separa por destilación fraccionada.

ÉTERES PROPIEDADES FÍSICAS: • Al no existir átomos de H unidos al O, no pueden formar puentes de hidrógeno entre sí. Por ello, poseen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de masa molecular similar y son mucho menos solubles en agua que éstos.

PROPIEDADES QUÍMICAS • CARÁCTER BÁSICO CH3-O-CH3 + HCl -----> CH3-O-H+ ClCH3 Cloruro de dimetiloxonio El compuesto formado es un compuesto salino como el catión hidronio y amonio.

• RUPTURA DE LA UNIÓN C-O CH3-O-CH2-CH3 + HI ----> CH3-OH + CH3-CH2I metanol

ioduro de etilo

CH3-O-CH2-CH3 + HI ----> CH3-CH2OH + CH3I etanol

ioduro de metilo

• OXIDACIÓN CH3-O-CH2-CH3 + O2-----> CH3-CHO + HCHO + H2O etanal metanal

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES Cuando los alcoholes son iguales se obtienen éter simétricos.

• SÍNTESIS DE WILLIAMSON: Tiene lugar entre un halogenuro de alquilo y un alcóxido.

metóxido de sodio

éter metílico

ALCOHOLES • Son compuestos orgánicos que contienen un grupo hidroxilo, unido a un carbono que puede formar parte de un compuesto alifático o aromático.

PROPIEDADES FÍSICAS • Las propiedades físicas de los alcoholes están relacionados con el grupo -OH, que es muy polar y es capaz de establecer puentes de hidrógeno con sus moléculas compañeras, con otras moléculas neutras, y con aniones.

• Esto hace que el punto de ebullición de los alcoholes sea mucho más elevado que los de otros hidrocarburos con igual peso molecular.

• El comportamiento de los alcoholes con respecto a su solubilidad también refleja su tendencia a formar puentes de hidrógeno.

PROPIEDADES QUÍMICAS • FORMACIÓN DE ALCÓXIDOS • Los alcoholes son ácidos débiles. Son ligeramente más débiles que el agua, pero más fuertes que los alquinos terminales, el amoníaco y los alcanos.

• La base conjugada del alcohol se denomina ión alcóxido, y es más fuerte como base que el hidroxilo

• REACCIONES DE SUSTITUCIÓN DEL GRUPO HIDROXILO

• REACCIONES DE OXIDACIÓN – ALCOHOLES PRIMARIOS • Oxidación suave

• Si la oxidación continúa

• Oxidación enérgica

• ALCOHOLES SECUNDARIOS

• ALCOHOLES TERCIARIOS • No puede ser oxidado.

• Para hacerlo se puede recurrir a la utilización de un agente ácido para deshidratarlo a un alqueno, y luego oxidar este a una cetona.

• La oxidación enérgica destruye la molécula.

• COMBUSTIÓN CH3CH2OH + 3O2 ----->2CO2 + 3H2O + calor

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • HIDRÓLISIS DE HALOGENUROS DE ALQUILO

• HIDRATACIÓN DE ALQUENOS CH2=CH2 + H2SO4 ---->CH3CH2-SO4H sulfato ácido de etilo

CH3CH2-SO4H + H2O ----> CH3CH2OH + H2SO4 etanol

• REDUCCIÓN DE ALDEHÍDOS Y CETONAS

FENOLES • Se trata de aquellos compuestos que tienen el grupo hidroxilo unido directamente a un anillo aromático.

PROPIEDADES FÍSICAS • Se caracterizan por ser líquidos o sólidos de bajo punto de fusión.

• Con puntos de ebullición elevados debido a la capacidad para establecer puentes de hidrógeno.

• El fenol es algo soluble en agua, pero la mayor parte se caracteriza por ser insoluble.

PROPIEDADES QUIMICAS • FORMACIÓN DE SALES

Fenóxido de sodio

• FORMACIÓN DE ÉTERES (SINTESIS DE WILLIAMSON) + ICH3 -----> fenil metil éter

+ NaI

• FORMACIÓN DE ÉSTERES

+ CH3COOH---->

+ H2O acetato de fenilo

• BROMACIÓN

MÉTODOS DE OBTENCIÓN • HIDRÓLISIS DE HALOGENUROS DE ARILO

Fenóxido de sodio

• POR HIDRÓLISIS DEL ÁCIDO BENCENOSULFÓNICO

H2SO4