Química orgánica. Hidrocarburos.

1. Química
Orgánica
Nomenclatura

2. Tipos de hidrocarburos
Los hidrocarburos se
clasifican en alifáticos y
aromáticos
Los hidrocarburos
alifáticos incluyen tres
clases de compuestos:
alcanos, alquenos y
alquinos. Los alcanos
son hidrocarburos que
sólo contienen enlaces
simples carbono-
carbono, los alquenos
contienen enlaces
dobles carbono-
carbono, y los alquinos
son hidrocarburos que
contienen un triple
enlace.

3. El segundo grupo lo forman los
hidrocarburos aromáticos. El compuesto
más importante en esta familia es el
benceno.

4. Los Alcanos
Los alcanos son
compuestos formados por
carbono e hidrógeno que
sólo contienen enlaces
simples carbono – carbono.
Cumplen la fórmula general
CnH2n+2, donde n es el
número de carbonos de la
molécula. Alcanos, en los
cuales, los carbonos se
enlazan de manera continua
( sin ramificaciones) se
denominan alcanos de
cadena lineal.

5. Alcanos con ramificaciones se denominan
alcanos de cadena ramificada.

6. En el sistema IUPAC de nomenclatura un nombre
está formado por tres partes: prefijos, principal y
sufijos; Los prefijos indican los sustituyentes de la
molécula; el sufijo indica el grupo funcional de la
molécula; y la parte principal el número de carbonos
que posee.
Los alcanos se pueden nombrar siguiendo siete
etapas:

7. Regla 1.- Determinar el número de carbonos de la cadena más
larga, llamada cadena principal del alcano. Obsérvese en las
figuras que no siempre es la cadena horizontal.
El nombre del alcano se termina en el nombre de la cadena
principal (octano) y va precedido por los sustituyentes.
Butano

8. Regla 2.- Los sustituyentes se nombran cambiando la
terminación –ano del alcano del cual derivan por –ilo (metilo,
etilo, propilo, butilo). En el nombre del alcano, los
sustituyentes preceden al nombre de la cadena principal y se
acompañan de un localizador que indica su posición dentro de
la cadena principal. La numeración de la cadena principal se
realiza de modo que al sustituyente se le asigne el localizador
más bajo posible.

9. Regla 3.- Si tenemos varios sustituyentes se ordenan
alfabéticamente precedidos por lo localizadores. La
numeración de la cadena principal se realiza para que los
sustituyentes en conjunto tomen los menores localizadores.
Si varios sustituyentes son iguales, se emplean los prefijos di, tri,
tetra, penta, hexa, para indicar el número de veces que aparece
cada sustituyente en la molécula. Los localizadores se separan por
comas y debe haber tantos como sustituyentes.

10. Regla 4.- Si al numerar la cadena principal por ambos
extremos, nos encontramos a la misma distancia con los
primeros sustituyentes, nos fijamos en los demás
sustituyentes y numeramos para que tomen los menores
localizadores.
Regla 5.- Si al numerar en ambas direcciones se obtienen
los mismos localizadores, se asigna el localizador más
bajo al sustituyente que va primero en el orden
alfabético.

11. Regla 6.- Si dos a más cadenas tienen igual longitud, se toma
como principal la que tiene mayor número de sustituyentes.
Regla 7.- Existen algunos sustituyentes con nombres
comunes aceptados por la IUPAC, aunque se recomienda el
uso de la nomenclatura sistemática.

12. Los nombres sistemáticos de estos sustituyentes se obtienen
numerando la cadena comenzando por el carbono que se une a
la principal. El nombre del sustituyente se forma con el nombre
de la cadena más larga terminada en –ilo, anteponiendo los
nombres de los sustituyentes que tenga dicha cadena
secundaria ordenados alfabéticamente. Veamos un ejemplo:

13. Nomenclatura de Cicloalcanos
Los cicloalcanos son alcanos que tienen los extremos de la
cadena unidos, formando un ciclo. Tienen dos hidrógenos
menos que el alcano del que derivan, por ello su fórmula
molecular es CnH2n. Se nombran utilizando el prefijo ciclo
seguido del nombre del alcano.

14. Ciclopropano
Ciclobutano
Ciclopentano Ciclohexano

15. Alquenos
Los alquenos son hidrocarburos que contienen
enlaces dobles carbono-carbono. Se emplea
frecuentemente la palabra olefina como sinónimo.
Los alquenos abundan en la naturaleza. El eteno, es
un compuesto que controla el crecimiento de las
plantas, la germinación de las semillas y la
maduración de los frutos.

16. Nomenclatura de Alquenos
Los alquenos se nombran reemplazando
la terminación -ano del correspondiente
alcano por -eno. Los alquenos más
simples son el eteno y el propeno,
también llamados etileno y propileno a
nivel industrial.
2-Buteno

17. Regla 1.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud
que contenga el doble enlace. La numeración comienza en el
extremo que otorga al doble enlace el menor localizador.
buteno 2-buteno
Regla 2.- El nombre de los sustituyentes precede al de la
cadena principal y se acompaña de un localizador que indica
su posición en la molécula. La molécula se numera de modo
que el doble enlace tome el localizador más bajo.
2-propilhexeno 4-metil-2-penteno

18. Regla 3.- Cuando hay varios sustituyentes se ordenan
alfabéticamente y se acompañan de sus respectivos
localizadores.
6-bromo-3-propilhexeno 2-bromo-4-cloro-2hexeno
Regla 4.- Cuando el doble enlace está a la misma
distancia de ambos extremos, se numera para que los
sustituyentes tomen los menores localizadores.
2-bromo-4-metil-3-hexeno 3,5-dimetil-4-octeno

19. Regla 5.- En compuestos cíclicos resulta innecesario indicar la
posición del doble enlace, puesto que siempre se encuentra
entre las posiciones 1 y 2.

20. Alquenos - Estructura y Enlace
Los siguientes modelos muestran la estructura, distancias y
ángulos de enlace del eteno. Cada uno de los carbonos de la
molécula tiene hibridación sp2. Su geometría es plana, con
ángulos de enlace próximos a los 120º.
El doble enlace está formado por un enlace s que se obtiene
por solapamiento de los orbitales híbridos sp2, y un enlace
pformado por solapamiento de orbitales p que no hibridaron
(orbitales p puros).
El doble enlace es más fuerte y corto que el simple. La energía
del doble enlace en el eteno es de 605 KJ/mol frente a los 368
KJ/mol del enlace simple carbono-carbono en el etano.

21. Alquinos
Los alquinos son hidrocarburos que contienen enlaces triples
carbono. La fórmula molecular general para alquinos acíclicos
es CnH2n-2 y su grado de insaturación es dos. El acetileno o
etino es el alquino más simple, fue descubierto por Berthelot
en 1862.

22. Nomenclatura de Alquinos
Regla 1. Los alquinos responden a la fórmula CnH2n-2 y se
nombran sustituyendo el sufijo -ano del alca-no con igual
número de carbonos por -ino.

23. Regla 2. Se elige como cadena principal la de mayor longitud
que contiene el triple enlace. La numera-ción debe otorgar los
menores localizadores al triple enlace.
3-octino
pentino 2-hexino
Regla 3. Cuando la molécula tiene más de un triple enlace, se
toma como principal la cadena que contie-ne el mayor
número de enlaces triples y se numera desde el extremo más
cercano a uno de los enlaces múltiples, terminando el nombre
en -diino, triino, etc.
1,6-octadiino 3-metil-1,5-hexadiino

24. Regla 4. Si el hidrocarburo contiene dobles y triples enlaces, se
procede del modo siguiente:
1. Se toma como cadena principal la que contiene al mayor número
posible de enlaces múltiples, prescindiendo de si son dobles o
triples.
2. Se numera para que los enlaces en conjunto tomen los
localizadores más bajos. Si hay un doble enlace y un triple a la
misma distancia de los extremos tiene preferencia el doble.
3. Si el compuesto tiene un doble enlace y un triple se termina el
nombre en -eno-ino; si tiene dos dobles y un triple, -dieno-ino; con
dos triples y un doble la terminación es, -eno-diino
5-hepten-1-ino 1-hepten-6-ino 2-hepten-5-ino

25. Nomenclatura de Alcoholes
Regla 1. Se elige como cadena principal la de mayor longitud
que contenga el grupo -OH.
Regla 2. Se numera la cadena principal para que el grupo -
OH tome el localizador más bajo. El grupo hidroxilo tiene
preferencia sobre cadenas carbonadas, halógenos, dobles
y triples enlaces.

26. Regla 3. El nombre del alcohol se construye cambiando la
terminación -o del alcano con igual número de carbonos por -ol
Regla 4. Cuando en la molécula hay grupos grupos
funcionales de mayor prioridad, el alcohol pasa a serun
mero sustituyente y se llama hidroxi-. Son prioritarios frente
a los alcoholes: ácidos carboxílicos, anhídridos, ésteres,
haluros de alcanoilo, amidas, nitrilos, aldehídos y cetonas.

27. Regla 5. El grupo -OH es prioritario frente a los alquenos y
alquinos. La numeración otorga el localizador más bajo al -OH
y el nombre de la molécula termina en -ol.

29. Nomenclatura de Éteres - Reglas
IUPAC
Regla 1. Los éteres pueden nombrarse como alcoxi derivados
de alcanos (nomenclatura IUPAC sustitutiva). Se toma como
cadena principal la de mayor longitud y se nombra el alcóxido
como un sustituyente.

30. Regla 2. La nomenclatura funcional (IUPAC) nombra los éteres
como derivados de dos grupos alquilo, ordenados
alfabéticamente, terminando el nombre en la palabra éter.

31. Regla 3. Los éteres cíclicos se forman sustituyendo un -CH2-
por -O- en un ciclo. La numeración comienza en el oxígeno y se
nombran con el prefio oxa- seguido del nombre del ciclo.

33. Nomenclatura de Aldehídos y
Cetonas - Reglas IUPAC
Regla 1. Los aldehídos se nombran reemplazando la
terminación -ano del alcano correspondiente por -al. No es
necesario especificar la posición del grupo aldehído,
puesto que ocupa el extremo de la cadena (localizador 1).
Cuando la cadena contiene dos funciones aldehído se
emplea el sufijo -dial.
4-hexenal

34. Regla 2. El grupo -CHO se denomina -carbaldehído. Este tipo
de nomenclatura es muy útil cuando el grupo aldehído va unido
a un ciclo. La numeración del ciclo se realiza dando localizador
1 al carbono del ciclo que contiene el grupo aldehído.
Regla 3. Cuando en la molécula existe un grupo
prioritario al aldehído, este pasa a ser un sustituyente
que se nombra como oxo- o formil-.

35. Regla 4. Algunos nombres comunes de aldehídos aceptados
por la IUPAC son:
Regla 5. Las cetonas se nombran sustituyendo la
terminación -ano del alcano con igual longitud de cadena
por -ona. Se toma como cadena principal la de mayor
longitud que contiene el grupo carbonilo y se numera para
que éste tome el localizador más bajo.

36. Regla 6. Existe un segundo tipo de nomenclatura para las
cetonas, que consiste en nombrar las cadenas como
sustituyentes, ordenándolas alfabéticamente y terminando el
nombre con la palabra cetona.
Regla 7. Cuando la cetona no es el grupo funcional de la
molécula pasa a llamarse oxo-.

45. Nomenclatura del Benceno
Los bencenos monosustituidos se nombran terminando el
nombre del sustituyente en benceno.
Algunos derivados monosustituidos del benceno tienen
nombres comunes ampliamente aceptados.

46. En bencenos disustituidos se emplean los prefijos orto
(benceno 1,2-disustituido), meta (benceno 1,3-disustituido) y
para (benceno 1,4-disustituido) para indicar la posición de los
sustituyentes en el anillo.