Hidrocarburos Alifáticos Insaturados: Estructura Basado en: McMurry s Organic Chemistry Facultad de CC.QQ. y Farmacia - USAC Química Orgánica I – Sección D – 2015 Hidrocarburos Alifáticos Insaturados Clasificación Hidrocarburos Alifáticos Insaturados Alquenos u Olefinas Alquinos o Compuestos Acetilenicos Alqueninos Alquenos n Acíclicos n Alicíclicos o Cicloalquenos n Monoinsaturados n Poliinsaturados o Alcapolienos beta - caroteno Alquinos n Acíclicos n Alicíclicos o Cicloalquinos diacetileno n Monoinsaturados n Poliinsaturados o Alcapoliinos OH ácido tarírico O Posición de insaturación: Clasificación n Terminal n Interna n Endocíclica n Exocíclica Posición en poliinsaturados: Clasificación n Aislados n Conjugados licopeno (tomate) n Acumulados o Alenos C Nombrando Alquenos n Encuentre la cadena contínua más larga para la raíz (estructura padre o principal), la cual debe incluir al doble enlace n Numere los carbonos en la cadena de tal forma que los carbonos de la doble unión tengan los menores números localizadores posibles n Los anillos utilizan el prefijo ciclo ALQUENOS Y ALQUINOS ACICLICOS MONOINSATURADOS n n n n Localizar cadena principal que contenga la (las) insaturaciones C▬C. Al numerarla asignar menor localizador a insaturación. + menores localizadores a sustituyentes o ramificaciones. Nombre de cadena principal en relación al correspondiente n-alcano con el mismo No. de C, sutituyendo sufijo –ano por –eno o –ino precedido por localizador de insaturación. 2 1 1 penteno 2-penteno 3,5-dimetilhexeno 4 hexino 2,8-dimetilnonino 2,9-dimetil-5-decino 1 ALQUENOS Y ALQUINOS ACICLICOS POLIINSATURADOS (ALCAPOLIENOS, ALCAPOLIINOS) n Cadena principal: la que contiene la mayor parte de insaturaciones (dobles o triples enlaces). n Numerar asignando menores localizadores a las insaturaciones n + asignar menores localizadores a sustituyentes o ramificaciones. n Nombre: del correspondiente alcano, sustituyendo sufijo por –eno o – ino precedido de prefijo de multiplicidad y localizadores. 1,3,5-hexatrieno hexa-1,3,5-trieno 2,4-dimetil-1,3-pentadieno 2,4-dimetilpenta-1,3-dieno 3-isopropil-4-metil-1,5,7-nonatriino 3-isopropil-4-metilnona-1,5,7-triino 2-metil-1,3-butadieno 2-metilbuta-1,3-dieno isopreno 6-metil-2,4-heptadiino 6-metilhetpa-2,4-diino 1. Elección de la cadena principal 1.1. Aquella con mayor número de enlaces múltiples n 1 enlace múltiple 9n 1* CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 7* HC C-CH2-CH-CH=CH-CH3 1 1n n *2 enlaces múltiples CADENA PRINCIPAL 1.2. Aquella de mayor longitud que abarque mayor número de grupo(s) prioritario(s): Aquella con mayor número de enlaces dobles 1* 8* CH2-CH2-CH=CH2 7n HC C-CH2-CH-CH=CH2 *2 enlaces múltiples (alquino menor prioridad) 8 carbonos 1n n 2 enlaces múltiples (alqueno) 7 carbonos CADENA PRINCIPAL 2. Numeración 2.1. Números más bajos a los enlaces múltiples. En caso de igualdad los enlaces dobles tienen preferencia. CH3 1n 6n HC C-CH2-CH-CH2-CH=CH2 6* 1* *NUMERACIÓN CORRECTA 2.2. Números más bajos a los sustituyentes CH3 1n 6n 8n 9* CH2=CH2-CH2-CH2-CH2-CH-CH2-CH=CH2 9* 8* 4* 1* *NUMERACIÓN CORRECTA 2.3. Números más bajos a los sustituyentes por orden alfabético 8n 6n CH3 4n 1n CH2=CH2-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH=CH2 1* 4* 6* CH2-CH3 *E antes que M NUMERACIÓN CORRECTA 8* 3. El nombre Localizadores-Sustituyentes-Raiz Alcano (nº C cadena principal) -Localizadores-eno/ino 3.1. Se cambia -ano del alcano de igual número de átomos de carbono por -eno (alqueno) o por -ino (alquino) precedidos de un localizador que indica su posición 6* HC CH3 3* 1* C-CH-CH-CH=CH2 5* 4* CH2-CH3 3-Etil-4-metilhexa-1-en-5-ino 3.2. Varios enlaces múltiples se indican con localizadores y prefijos de multiplicidad La terminación -eno se sustituye por -adieno, -atrieno, etc y -ino por -adiino,atriino, etc. 1 3 CH2=CH-CH=CH2 Buta-1,3-dieno 3.3. Alqueninos: Dobles y triples enlaces: se indica el sufijo -eno antes que -ino 1 5 8 11 13 CH2=CH-CH2-CH2-C C-CH2-CH=CH-CH2-C C-CH3 Trideca-1,8-dien-5,11-diino 3.5. Radicales monovalentes: se cambia -eno por –enilo, e -ino por –inilo. El carbono 1 del radical es el unido a la cadena principal. 3’ 2’ 1’ CH2-CH2-CH2=CH2 7 1 8 HC C-CH2-CH-CH2-CH=CH2 4 1-PROPINO 2-PROPINILO 4-(2-Propinil)-octa-1,7-dieno 2-PROPINIL 4-Propargilocta-1,7-dieno 4-2’-Propinilocta-1,7-dieno CH2=CH- Vinilo HC≡C-CH2- Propargilo CH2=CH-CH2- Alilo CH2=C- Isopropenilo l CH 3.6. Radicales bi-valentes: se cambia la o- del radical saturado por -ideno 6 8 CH2-CH=CH-CH3 3 1 CH2=C-CH-CH=CH2 4 METILO METILIDENO CH2-CH3 METILIDENO (o metileno) 3-Etil-4-metilidenocta-1,6-dieno CH3-CH= CH3-CH2- CH= Etilideno Propilideno Cicloalquenos y cicloalquinos: Se utilizan las mismas reglas que para alquenos y alquinos 5-Metilciclohexa-1,3-dieno 3 CH 3 3 5 1 3-Metilciclohexeno 1 Metilidenciclopentano Nombres Comunes de Alquenos n Etileno = eteno n Propileno = propeno n Isobutileno = 2- metilpropeno n Isopreno = 2-metil-1,3butadieno n Amileno = penteno Grado de Insaturación o IDH Relaciona la formula molecular con posibles estructuras Grado de insaturación: número de enlaces π o anillos Fórmula para compuestos saturados acíclicos: CnH2n+2, Fórmula para compuestos monoinsaturados acíclicos: CnH2n (alquenos), CnH2n-2,(alquinos) n Cada enlaces π o anillo reemplaza a 2 H's n n n n Ejemplo: C6H10 n El Saturado es C6H14 n Por lo tanto no están presentes 4 H's n Así que este tiene dos grados de insaturación n n n n dos dobles enlaces? o un triple enlace? o dos anillos? o anillo y doble enlace? H3CCCCCCH3HHHHHHHH Grado de Insaturación o IDH con Heteroátomos n n n n Organohalogenados (X: F, Cl, Br, I) El Halógeno reemplaza hidrógeno C4H6Br2 y C4H8 tienen IDH de 1 (un grado de insaturación) Atomos de Oxígeno: si se conectan por enlace sencillo, no afectan la cuenta total de H's Si están presentes enlaces C-N n El Nitrógeno tiene tres enlaces Por lo que si este se conecta donde había H, agregará un punto de conección n Resta un H por grado de insaturación equivalente en hidrocarburos n Resumen Grado de Insaturación – IDH n Contar pares de H's menos respecto de CnH2n+2 n Sumar número de X s e H's (X equivalente a H) n No tomar en cuenta O s (oxígeno enlaza H) n Restar N's (N tiene dos connecciones) n IDH = # C s + # Trivalentes / 2 – # Monovalentes / 2 + 1 Cuántos grados de insaturación tiene el benceno? 1. uno 2. dos 25% 25% 25% 25% 3. tres 4. cuatro 1 2 3 4 31 La rotación de enlaces π está restringida n La rotación sobre el enlace C=C está restringida a diferencia de la rotación sobre el enlace simple C-C n El costo energético sería de cerca de 62 Kcal/mol n Esto origina isómeros Isomería Cis-Trans en Alquenos n La presencia de un doble enlace C-C puede crear dos posibles estructuras diferentes n isómero cis – dos grupos similares sobre el mismo lado del doble enlace n isómero trans – grupos similares sobre lados opuestos del doble enlace n Cada carbono de C=C debe tener enlazados dos grupos diferentes para que se dé este tipo de isomería Los isómeros Cis, Trans requieren que los pares de grupos terminales difieran entre si n rotación de 180° : superponibles, mismo compuesto n Par terminal no puede sobreponerse sin romper C=C X Nomenclatura E,Z n Reglas de prioridad de Cahn, Ingold y Prelog n Compara dónde están los grupos de mayor prioridad respecto del enlace designándolo como prefijo n E -entgegen, lados opuestos n Z - zusammen, juntos en el mismo lado Reglas de Cahn-Ingold-Prelog: prioridades n Para priorizar entre átomos conectados en el punto de comparación n Mayor prioridad a átomos con mayor número atómico n Br > Cl > O > N > C > H En este caso la mayor prioridad está en grupos opuestos: (E )-1-bromo-1-cloro-propeno Extendiendo la Comparación n Si los números atómicos son los mismos, comparar en el próximo punto de conección a la misma distancia n Comparar hasta que algo tenga mayor número atómico n No combinar – siempre comparar Tratando Enlaces Múltiples n Atomos con enlaces múltiples se consideran como equivalentes (doble, triple) a la misma cantidad de átomos con enlaces sencillos, dibujando al sustituyente mostrando conexiones en lugar de los dobles o triples enlaces. n En este caso los átomos agregados se consideran como auto ligantes de O
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