Sintesis Y Propiedades

SÍNTESIS DE ALCANOS

Si bien es cierto que el petróleo podría ser la fuente principal para obtener cualquier alcano mediante una simple destilación, también es cierto que en el petróleo la mezcla de alcanos es tan compleja y sus puntos de ebullición son tan próximos entre sí, que resulta poco práctico pretender obtener alguno de ellos con la pureza y cantidad necesaria.

Por esta razón es bueno contar con algunos métodos de síntesis para nuestras necesidades en el laboratorio.

MÉTODOS DE SÍNTESIS:

a).- Conservando la longitud de la cadena.

a1.- Hidrogenación catalítica de alquenos. (Adams)

Esta reacción se lleva acabo, calentando a reflujo y con agitación un alqueno en presencia del catalizador Pd o Pt metálico finamente dividido, que tiene hidrógeno adsorbido en su superficie.

Esquema Nº1

a2.- Reducción de halogenuros de alquilo.

Esta reacción se llama de reducción porque se está reemplazando un átomo muy electronegativo como es el Cl (3,0) por uno con electronegatividad semejante a la del carbono (2,5) como es el átomo de hidrógeno (2,25) y el carbono entonces comparte en un grado mayor los electrones del enlace.

Esquema Nº2

a3.- Usando el reactivo de Grignard.

El reactivo de Grignard se prepara a partir de un halogenuro de alquilo, usando éter anhidro como solvente en el que se disuelve el magnesio metálico. Se obtiene de esta manera un complejo organometálico donde la parte orgánica es una base muy fuerte, de un pKa de alrededor de 40. Esta base frente a cualquier especie química que sea menos básica que ella, reaccionará extrayendo un protón y formando el alcano correspondiente.

Esquema Nº3

b).- Reducción de compuestos carbonílicos. (C=O)

b1.- Método de Clemmensen. (Medio ácido.)

Este método reduce el compuesto carbonílico con Zinc amalgamado, obtenido al tratar previamente el Zn metálico con una disolución acuosa de una sal de mercurio.

Esquema Nº4

b2.- Método de Wolf-Kishner. (Medio alcalino.)

En este método se calienta fuertemente y a reflujo el aldehído o la cetona con una solución alcalina de hidracina. (NH2-NH2)

Esquema Nº5

b3.- Método de los tioacetales. (Medio neutro)

Esquema Nº6

Estos tres métodos de reducción son complementarios. Pueden ser usados específicamente cuando se corre el riesgo de afectar algún grupo funcional en alguna de las moléculas involucradas por acción del reactivo utilizado en la reducción.

c).- Alargando la cadena.

c1.- Método de Wurtz.

Este método sirve para sintetizar alcanos simétricos, es decir, solo debe usarse un halogenuro de alquilo en cada reacción.

Esquema Nº7

Al utilizar una mezcla de halogenuros se obtiene como producto una mezcla de alcanos con la desventaja de disminuir el rendimiento de la reacción.

Esquema Nº8

c2.-Método electrolítico de Kolbe.

Este método también sirve para obtener un alcano simétrico, y al usar dos ácidos en la reacción presenta las mismas desventajas que el método de Wurtz. El rendimiento en el producto que interesa pasa a ser menor que un 30%.

Esquema Nº9

c3.- Método de Corey-House

Es un excelente método para obtener cualquier alcano simétrico o asimétrico. No presenta ninguna de las desventajas de los otros métodos anteriores.

OBTENCION DE ALCANOS

Los alcanos son hidrocarburos en los cuales todos los enlaces carbono-carbono son enlaces simples. Su fórmula molecular es CnH2n+2

Los ciclo alcanos son alcanos en los cuales los átomos de carbono están unidos formando un anillo.

Propiedades físicas.

Punto de ebullición. Los puntos de ebullición de los alcanos no ramificados aumentan al aumentar el número de átomos de Carbono. Para los isómeros, el que tenga la cadena más ramificada, tendrá un punto de ebullición menor.

Solubilidad. Los alcanos son casi totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad y a su incapacidad para formar enlaces con el hidrógeno. Los alcanos líquidos son miscibles entre sí y generalmente se disuelven en disolventes de baja polaridad. Los buenos disolventes para los alcanos son el benceno, tetra cloruro de carbono, cloroformó y otros alcanos

SINTESIS DE ALQUENOS

Los alquenos se pueden sintetizar mediante las siguientes reacciones:

• Por cambio de grupo funcional

Deshidrohalogenación

CH3CH2Br + KOH → CH2=CH2 + H2O + KBr

Deshidratación

La eliminación de agua a partir de alcoholes, por ejemplo:

CH3CH2OH + H2SO4 → CH3CH2OSO3H + H2O → H2C=CH2 + H2SO4 + H2O

También por la reacción de Chugaev y la reacción de Grieco.

Deshalogenación

BrCH2CH2Br + Zn → CH2=CH2 + ZnBr2

Pirólisis (con calor)

Reacción de Bamford-Stevens

Reacción de Barton-Kellogg

• Por formación de enlaces carbono-carbono

Reacción de Wittig

Olefinación de Julia

Olefinación de Horner-Waddsworth-Emmons

• Por reacciones pericíclicas

• Por reacciones de acoplamiento con metales:

Reacción de Heck

Reacción de Suzuki

Acoplamiento de Hiyama

Acoplamiento de Stille

OBTENCION DE ALQUENOS

La estructura geométrica del etileno, el alqueno más sencillo, es ampliamente conocida gracias a los experimentos espectroscópicos y de difracción. La molécula es plana y de acuerdo con la estructura de Lewis del etileno, el doble enlace de caracteriza por ser una región con dos pares de electrones.

Según la descripción orbitálistica de las moléculas, se necesita un orbital por cada par de electrones. Es decir, se necesitan dos orbitales entre ambos carbonos para alojar el número total de electrones de un doble enlace. El modelo orbitálico del etileno comprende dos híbridos sp2 de cada carbono que se usa para formar un sencillo Csp2-Csp2. Hasta ahora, se ha utilizado el orbital s y dos de los orbitales p de cada carbono, pero cada carbono aún posee un orbital p. Estos orbitales p son perpendiculares al plano de los seis átomos, son paralelos entre sí y tienen zonas de solapamiento por encima y por debajo del plano molecular. Este tipo de unión en la que

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