Reactividad química orgánica

QUÍMICA ORGÁNICA

PREFIJOS (Nº átomos de Carbono)

RADICALES (nombre tradicional)

HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS (ALCANOS, ALQUENOS, ALQUINOS) Alcanos ramificados El nombre de un hidrocarburo acíclico saturado ramificado se forma anteponiendo las denominaciones de las cadenas laterales al nombre de la cadena más larga que exista en la fórmula. Para la denominación de las cadenas laterales se emplea el nombre del radical con elisión de la letra “o” final (por ejemplo: metilo ® metil). Se conservan los siguientes nombres: isobutano, isopentano, neopentano e isohexano, pero solamente para los hidrocarburos sin substituyentes.

En términos generales el procedimiento a seguir es:
Se identifica la cadena continua más larga de átomos de carbono (“cadena principal”). Esta cadena determina el nombre base del alcano.
Si una molécula tiene dos o más cadenas de igual longitud se selecciona como cadena principal aquella que tiene un mayor número de substituyentes.
Se nombran todos los grupos unidos a la cadena más larga como substituyentes alquilo.

Se numera la cadena principal comenzando por el extremo más próximo a uno de los substituyentes. Si tenemos dos substituyentes a igual distancia de los extremos se utiliza el orden alfabético para determinar la numeración. En una cadena lateral el carbono 1 es siempre el que está unido a la cadena principal.
Para nombrar el compuesto se colocan los nombres de los substituyentes por orden alfabético precedidos del número del C al que están unidos y de un guión, y a continuación se añade el nombre de la cadena principal.

En el caso de los cicloalcanos se antepone el prefijo ciclo- al nombre del correspondiente alcano de igual número de átomos de C.
En el caso de cicloalcanos monosubstituidos si el substituyente tiene más átomos de
carbono, entonces ese substituyente es la cadena principal. Si el substituyente tiene igual o
menor número de átomos de carbono entonces la cadena principal es el cicloalcano y no es
necesario numerar la posición de aquel.
En el caso de cicloalcanos multisubstituidos se ordenan alfabeticamente los substituyentes y se indica su posición relativa con un número asignándoles los localizadores más bajos
posibles.

ALQUENOS Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen un doble enlace se nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente hidrocarburo saturado por la terminación “ -eno”. Si hay dos o más dobles enlaces la terminación será -adieno, - atrieno, -atetraeno, etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos (ramificados o no ramificados) son “alqueno”, “alcadieno”, “alcatrieno”, “alcatetraeno”, etc. La cadena se numera de forma que los dobles enlaces reciban los números más bajos. En compuestos acíclicos se cita solamente el localizador más bajo de un doble enlace. En compuestos cíclicos, si los localizadores difieren en una unidad, sólo se cita el menor; si difieren en más de una unidad, un localizador se coloca entre paréntesis tras el otro.

Si hay ramificaciones se toma como cadena principal la cadena más larga que contenga el mayor número de dobles enlaces.

Los radicales derivados de los alquenos se nombran substiuyendo la terminación -eno por la terminación –enilo. Se mantienen algunos nombres no sistemáticos de radicales, como vinilo y alilo.

ALQUINOS Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen un triple enlace se nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente hidrocarburo saturado por la terminación “ -ino”. La cadena principal se numera de forma que se asigne el número más bajo posible al triple enlace. La posición del triple enlace se indica mediante el localizador del primero de los átomos que intervienen en el triple enlace. Si hay más de un triple enlace se indica la posición de cada uno de ellos y se emplean los sufijos -adiino, -atriino, - atetraino, etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos (ramificados o no ramificados) son “ alquino”, “alcadiino”, “alcatriino”, “alcatetraino”, etc.

Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen a la vez dobles y triples enlaces se nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente hidrocarburo saturado por la terminación “-enino”, “-adienino”, “-atrienino”, “-enodiino”, etc. A los dobles y triples enlaces se les asignan los números más bajos posibles, aunque a veces de lugar a asignar al “-ino” un número más bajo que al “-eno”. Si es posible elegir la forma de numerar, a los dobles enlaces se les asignan los números más bajos.

Los radicales derivados de los alquinos se nombran como el hidrocarburo de igual número de átomos de carbono terminado en “-inilo” (p. ej., 1-butinilo).

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS (ARENOS) Reciben este nombre debido a los olores intensos, normalmente agradables, que presentan en su mayoría. El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es "areno" y los radicales derivados de ellos se llaman radicales "arilo" . Todos ellos se pueden considerar derivados del benceno , que es una molécula cíclica, de forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace. Experimentalmente se comprueba que los seis enlaces son equivalentes, de ahí que la molécula de benceno se represente como una estructura resonante entre las dos fórmulas propuestas por Kekulé, en 1865, según el siguiente esquema:

Cuando el benceno lleva un radical se nombra primero dicho radical seguido de la palabra " -benceno ".

Clorobenceno metilbenceno (tolueno) nitrobenceno

Si son dos los radicales se indica su posición relativa dentro del anillo bencénico mediante los números 1,2; 1,3 ó 1,4, teniendo el número 1 el sustituyente más importante. Sin embargo, en estos casos se sigue utilizando los prefijos " orto ", " meta " y " para " para indicar esas mismas posiciones del segundo sustituyente. 1,2-dimetilbenceno, (o-dimetilbenceno) o (o-xileno) 1,3-dimetilbenceno, (m-dimetilbenceno) o (m-xileno) 1,4-dimetilbenceno, (p-dimetilbenceno) o (p-xileno)

En el caso de haber más de dos sustituyentes, se numeran de forma que reciban los localizadores más bajos, y se ordenan por orden alfabético. En caso de que haya varias opciones decidirá el orden de preferencia alfabético de los radicales. 1-etil-2,5-dimetil-4-propilbenceno

Cuando el benceno actúa como radical de otra cadena se utiliza con el nombre de " fenilo ". 4-etil-1,6-difenil-2-metil-hexano

Los compuestos cíclicos normalmente se nombran como cicloalcanos sustituidos por grupos alquilo en lugar de alcanos sustituidos por ciclos. La única excepción a esta regla ocurre cuando la cadena alquílica contiene un número mayor de carbonos que el anillo. En estos casos, el anillo se considera un sustituyente del alcano de cadena abierta y se nombra utilizando el prefijo ciclo.

Cuando hay ramificaciones en el cicloalcano, se numeran los átomos de carbono de tal forma que le corresponda el número más bajo al carbono que tiene la cadena lateral. En el caso de que haya una sola ramificación no es necesario indicar su posición.

Alfabetice sustituyentes y escriba el nombre completo Cuando están presentes dos o más grupos alquilo, estos se citan alfabéticamente. Si hay halógenos presentes, estos se tratan de igual forma que grupos alquilo, es decir, no tienen ninguna prioridad sobre ellos.

Recuerde que de acuerdo con la prioridad de las reglas, de primero se escoge la numeración más baja posible y luego esta se aplica a los sustituyentes ordenados alfabéticamente. Así, en el siguiente ejemplo, la numeración correcta es 1,2, 3,5 y el nombre es 2-bromo-5- isopropil-1,3-dimetilciclohexano. El nombre alterno 1-bromo-4-isopropil-2,6-dimetilciclohexano es incorrecto pues se origina de la numeración 1,2, 4,6 la cuál es más alta que la primera en el tercer dígito. Observe que no importa el hecho que el primer nombre completo empiece con 2- y el segundo con 1- ; éste último sigue siendo incorrecto. Otro error común es asignarle una mayor prioridad (índices más bajos) a los halógenos que a los grupos alquilo.

Alcanos policíclicos Espiro compuestos Compuestos bicíclicos con un átomo de carbono en común a ambos anillos son espirocompuestos. La nomenclatura se basa en el siguiente esquema:

La numeración empieza junto al carbono común continuando alrededor del anillo más pequeño de primero. Se usa como prefijo la palabra espiro seguida de paréntesis rectangulares. Dentro de ellos se coloca el número de carbonos a ambos lados del carbono común, el menor de primero, separados por un punto. Observe que este no es el número de carbonos de cada anillo.

Esteres Los ésteres reciben nombres como si fueran sales inorgánicas. La terminación ico del ácido correspondiente se cambia a ato y luego se menciona el grupo alcohoxilo con la terminación ilo separando las dos palabras con la palabra de.

Amidas Las amidas se nombran a partir del ácido que les da origen, eliminando la palabra ácido y cambiando la terminación oico o ico por amida o la terminación carboxílico por carboxamida. Si la amida tiene sustituyentes alquílicos en el átomo de nitrógeno, se indica su posición con el prefijo N-.

Nitrilos Para dar nombre a estos compuestos, se escoge la cadena más larga, incluyendo el carbono del grupo –CN, y al nombre del alcano correspondiente se la agrega el sufijo nitrilo. El carbono número 1 es el carbono del nitrilo; CºN.

Aldehídos Los nombres de los aldehídos se derivan del nombre del alcano con el mismo número de átomos de carbono. La o final del alcano se reemplaza con el sufijo al. Ya que este grupo funcional está siempre al final de una cadena, no es necesario especificar su posición en el nombre, pero su presencia sí determina la numeración de la cadena. Aldehídos más complejos en donde el grupo –CHO está enlazado a un anillo utilizan el sufijo carbaldehído en lugar de al.

Cetonas Se reemplaza la terminación o de la cadena principal con ona, se numera la cadena de tal forma que se asigne al carbonilo el índice más bajo posible y se indica esta posición en el nombre del compuesto.

Alcoholes La cadena principal del compuesto debe contener al carbono enlazado al grupo OH y ese carbono debe recibir el índice más bajo posible. La terminación o del alcano correspondiente a la cadena principal se sustituye por ol para indicar que se trata de un alcohol. De forma análoga a los alquenos, se antepone un prefijo al nombre padre para especificar la posición del grupo funcional, en este caso el OH.

Aminas Aminas primarias simples se nombran agregando el sufijo amina al nombre del sustituyente alquílico (metil, etil, etc.).

Aminas secundarias y terciarias simétricas se nombran agregando los prefijos di y tri al nombre del grupo alquilo. Aminas asimétricas se nombran como aminas primarias N-sustituidas. Se escoge el grupo alquilo más largo como padre y los otros grupos alquilo se consideran sustituciones en el átomo de nitrógeno. Los sustituyentes en el átomo de nitrógeno se indican con el prefijo N-.

El Chemical Abstracts ha adoptado un sistema de nomenclatura para aminas que es más racional que el de la IUPAC. En este sistema, las aminas se nombran cambiando la terminación o de la cadena principal del compuesto por el sufijo amina.

Eteres Existen dos maneras de dar nombre a estos compuestos. Los éteres simples se nombran mencionando los grupos orgánicos que los constituyen y anteponiendo la palabra éter. Eteres más complejos, conteniendo más de un grupo éter u otros grupos funcionales se nombran como derivados de un compuesto padre con sustituyentes alcoxi. El grupo alquilo más largo se escoge como padre.

Compuestos polifuncionales Para darle nombre a compuestos que tienen más de un grupo funcional, se escoge el grupo con mayor prioridad de acuerdo con la Tabla 2. Note que los compuestos de mayor prioridad son los ácidos carboxílicos (RCOOH) seguidos por sus derivados (RCOX). Luego siguen aldehídos y cetonas (C=O), alcoholes, fenoles y aminas (R–OH, R–NH2) y de último alquenos y alquinos (C=C, CºC). El sufijo del nombre del compuesto corresponde al del grupo funcional de mayor prioridad; los demás grupos se citan como sustituyentes (prefijos). La cadena principal es la más larga que contenga a ese grupo funcional y se numera de tal forma que el grupo funcional principal reciba el índice más bajo posible. Si el grupo funcional principal ocurre más de una vez en el compuesto, la cadena principal será aquella que pase por el mayor número de ocurrencias de ese grupo.

En el siguiente ejemplo, el grupo funcional de mayor prioridad es el grupo amida. Ese grupo, usado como prefijo, le dará nombre al compuesto. Como la cadena carbonada más larga que pasa por ese grupo es de 10 átomos de carbono, el compuesto sería una decanamida; pero como también tenemos a un doble enlace carbono-carbono en la cadena, se debe llamar decenamida. A continuación se numera la cadena de tal forma que el grupo amida reciba el índice más bajo. Finalmente se indican todos los demás grupos funcionales (en orden alfabético) como sustituyentes, utilizando sus nombres como prefijos del nombre padre del compuesto. El nombre final de este ejemplo es: trans-5-amino-2-(3-bromo-1-metilpropil)-3-ciano-8-nitro-10-oxo- 6-decenamida.

Reacciones de los alquenos

Nucleófilo: Donador de electrones. Especies reactivas que tienen afinidad por los "núcleos" a los que puede ceder pares de electrones. Electrófilo: Aceptor de electrones. Especies reactivas que tienen afinidad por los electrones, o sea que están "ávidos" de electrones para completar los orbitales vacíos.

Enlaces en los alquenos. Los electrones del enlace pi se extienden alejados de los núcleos de los átomos de carbono y están menos retenidos que los electrones sigma. El enlace sigma está formado por el solapamiento de los orbitales híbridos sp 2 . El orbital p sin hibridar de cada átomo de carbono tiene un electrón, de manera que se solapan formando un orbital de enlace pi. El orbital pi tiene la mitad de un lóbulo por encima del enlace sigma y la otra mitad por debajo del enlace sigma.

En la mayoría de las adiciones, un nucleófilo ataca al carbocatión (como en el segundo paso de la reacción S N 1), formando un producto de adición estable. En el producto, el electrófilo y el nucleófilo están unidos a los átomos de carbono que estaban conectados por el doble enlace. La reacción esquemática siguiente utiliza E + como electrófilo y Nuc: - como nucleófilo.

Los electrones pi no se retienen tan fuertemente como los electrones sigma, por lo que pueden estar atraídos por un electrófilo. En el primer paso del mecanismo los electrones pi atacan a un electrófilo formando un enlace electrófilo-carbono. La formación del nuevo enlace rompe el doble enlace y crea un carbocatión. En el segundo paso de la reacción de adición, un nucleófilo presente en la solución se añadirá al carbocatión para dar el producto.

Mecanismo de adición a alquenos.

Vista orbital de la adición a alquenos. Un electrófilo fuerte atrae a los electrones del enlace pi para formar un nuevo enlace sigma, generando un carbocatión. La flecha curvada (roja) muestra el movimiento de los electrones desde el enlace pi, rico en electrones, hasta el electrófilo, pobre en electrones. Los electrones pi no se retienen tan fuertemente como los electrones sigma, por lo que pueden estar atraídos por un electrófilo. En el primer paso del mecanismo los electrones pi atacan a un electrófilo formando un enlace electrófilo-carbono. La formación del nuevo enlace rompe el doble enlace y crea un carbocatión. En el segundo paso de la reacción de adición, un nucleófilo presente en la solución se añadirá al carbocatión para dar el producto.

Adición de HBr a un alqueno. El ión bromuro reacciona rápidamente con el carbocatión para formar un producto estable en el que los elementos del HBr se han añadido a los extremos del doble enlace. En presencia de haluros de hidrógeno, el enlace doble atacará al protón de HBr (el electrófilo) formando un carbocatión intermedio. El ión bromuro se añadirá entonces al carbocatión en el segundo paso. El resultado neto es la adición de HBr a través del doble enlace.

Tipos de adición a alquenos.

Regla de Markovnikov El primer paso es la protonación del doble enlace. Si el protón se adiciona al carbono secundario, el producto será diferente del que se formaría si el protón se adicionase al carbono terciario. La regla de Markovnikov afirma que el protón se añadirá al átomo de carbono menos sustituido, es decir, el carbono con más hidrógenos. Este tipo de adición creará el carbocatión más sustituido (el carbocatión más estable

La adición sigue la regla de Markovnikov. Un electrófilo se adiciona al extremo menos sustituido del doble enlace para formar el carbocatión más sustituido (y por tanto más estable) La regla de Markovnikov garantiza la formación del carbocatión más estable con la protonación del doble enlace.

http://www.alonsoformula.com/organica/aromaticos.htm

Reactividad química orgánica

by Matias Contreras Gonzalez ⎝⏠⏝⏠⎠ on Nov 15, 2010

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