3.4: Enlaces Múltiples Carbono-Carbono
- Page ID
- 79155
Los hidrocarburos insaturados contienen solo carbono e hidrógeno, pero también tienen algunos enlaces múltiples entre los carbonos. Un tipo de hidrocarburo insaturado es una olefina, también conocida como alqueno. Los alquenos contienen dobles enlaces entre los carbonos. Un ejemplo de un alqueno es el 1-hepteno. Se ve similar al hexano, excepto por el doble enlace del primer carbono al segundo.
Observa el espectro IR del 1-hepteno. Deberías ver:
- un conjunto de picos que descienden desde la línea base a aproximadamente 2900 cm -1.
- otro conjunto de picos que desciende desde la línea base a aproximadamente 1500 cm -1.
Hasta el momento, estos picos son los mismos que los que se ven para el hexano. Podemos asignarlos como las frecuencias de estiramiento y flexión C-H, respectivamente.
Mirando más allá, también verás:
- un pequeño pico alrededor de 3100 cm -1.
- un pequeño pico cerca de 1650 cm -1.
- picos medios cerca de 900 y 1000 cm -1.
El pico a 3100 cm -1 apenas parece diferente del tramo C-H visto antes. También es un tramo C-H, pero de un tipo diferente de carbono. Este tramo involucra el carbono plano sp 2 o trigonal del doble enlace, mientras que el pico a 2900 involucra un carbono sp 3 o tetraédrico.
El pico a 1650 cm -1 se puede identificar mediante métodos computacionales como derivado de un estiramiento de doble enlace carbono-carbono. Se trata de un estiramiento débil porque este enlace no es muy polar. A veces está oscurecida por otros picos más grandes.
Los picos más grandes cerca de 800 y 1000 cm -1 son vibraciones de flexión. Se deben a un ángulo de enlace C=C-H que se dobla o ut o f el carril p del doble enlace (recuerde que los carbonos en cada extremo del doble enlace son planos trigonales). Se llaman curvas oop. Las curvas Oop suelen ser prominentes en alquenos y son más fáciles de detectar que un modo de estiramiento sp 2 C-H o un modo de estiramiento C=C.
Dada esta información sobre los espectros infrarrojos de los alquenos, ¿qué enlace cree que es más fuerte, un enlace sp 2 o un sp 3 C-H?
- Contestar
-
Un enlace C sp 2-H es más fuerte que un enlace C sp 3-H.
¿Qué crees que pasaría con el pico debido al estiramiento del doble enlace carbono-carbono si un átomo electronegativo estuviera cerca en la molécula?
- Contestar
-
El átomo electronegativo polarizaría el enlace cercano C=C. El pico C=C en el espectro IR se volvería más intenso; podría ser un pico mediano en lugar de uno débil.
Las curvas Oop pueden ser diagnósticas de la posición y geometría de los dobles enlaces.
- Comparar los modos de flexión oop o picos vistos en 1-hepteno con aquellos en Z -2-octeno, también conocido como cis-2-octeno (en Z -2-octeno, el doble enlace adopta una forma rizada con sustituyentes alquilo provenientes del mismo lado del doble enlace).
Figura\(\PageIndex{2}\): Espectro IR de Z-2-octeno. Fuente: SDBSWeb: http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/ (Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón, 14 de julio de 2008)
b. Compárelo también con E -2-octeno, también conocido como trans-2-octeno (en el que el doble enlace tiene forma de zig-zag, con sustituyentes alquilo provenientes de lados opuestos).
Figura\(\PageIndex{3}\): Espectro IR de E-2octeno.
Fuente: SDBSWeb: http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/ (Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón, 14 de julio de 2008)
c) Hacer predicciones sobre los modos de flexión oop en 1-octeno, Z -2-hexeno y E-2-hexeno.
- Contestar
-
a) En el alqueno terminal, en el que el doble enlace estaba al final de la cadena, hubo dos curvas oop que se mostraron a 900 y 1000 cm -1. En el interno, cis-alqueno, una sola curva oop muestra cerca de 700 cm -1.
b) En el cis-alqueno, una sola curva oop muestra cerca de 700 cm -1. En el trans-alqueno, esa sola curva de oop se desplaza más cerca de 1000 cm -1.
c) 1-octeno: dos bandas IR, cerca de 900 y 1000 cm -1.
cis -2-hexeno: una banda IR, cerca de 700 cm -1.
trans -2-hexeno: una banda IR, cerca de 1000 cm -1.
¿Por qué crees que un modo de flexión sp 3 CH 2 ocurre alrededor de 1500 cm -1 pero un modo de flexión C=CH oop ocurre alrededor de 800-1000 cm -1?
- Contestar
-
Un modo de flexión CH 2 o H-C-H implica tres átomos: dos hidrógenos y un carbono. Una curva de C=C-H también involucra tres átomos: dos carbonos y un hidrógeno. La masa reducida de los átomos involucrados en la curva oop es mayor que la masa reducida de los átomos involucrados en la curva CH 2. La curva de oop aparece a menor frecuencia.
En el espectro IR de 1-octyne aparecen nuevos picos a 3300 y 2100 cm -1.
Figura\(\PageIndex{4}\): Espectro IR de octyne.
Fuente: SDBSWeb: http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/ (Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón, 14 de julio de 2008)
- En comparación con los otros hidrocarburos, ¿se puede identificar el pico a 3300 cm -1?
- El pico a 2100 cm -1 se debe a un enlace carbono-carbono. ¿Cuál? Compare este pico con el visto de un enlace carbono-carbono en 1-hexeno y explique las diferencias.