thumb|right|Modelo en tercera dimensión del acetileno. thumb|right|El alquino más simple es el acetileno. Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace (dos enlaces π (pi) y uno σ (sigma)) -C≡C- entre dos átomos de carbono.Alkyne. Encyclopædia Britannica Se trata de compuestos de ácido metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2 .
Los alquinos se conocen tradicionalmente como acetilenos, aunque el nombre acetileno también se refiere específicamente a , conocido formalmente como etino utilizando la nomenclatura IUPAC. Al igual que otros hidrocarburos, los alquinos son generalmente hidrófobos.Ejemplos de alquinos CHCH etino(acetileno) CH3–CCH propino CH3–CH2–CCH 1-butino CH3-CC-CH3 2-butino CHC- etinilo CHC-CH2– 2-propinilo CH3–CC- 1-propinilo CH3–CH2–CH2–CCH 1-pentino
Generalidades Los alquinos también se conocen como acetilenos, ya que son derivados del acetileno, el alquino más simple. centro|sinmarco|705x705pxLa reactividad química del enlace triple carbono-carbono es similar a la del enlace doble. Los alquinos experimentan casi las mismas reacciones que los alquenos, en especial las adiciones y las oxidaciones. También consideramos reacciones que son específicas de los alquinos: algunas que dependen de las características únicas del enlace triple y otras que dependen de la acidez inusual del enlace acetilénico .
Un enlace triple hace que un alquino tenga cuatro hidrógenos menos que el alcano correspondiente. Por lo tanto, el enlace triple aporta dos elementos de insaturación (ei).
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Los alquinos no son tan comunes en la naturaleza como los alquenos, pero algunas plantas utilizan alquinos para protegerse contra enfermedades o depredadores. La cicutoxina es un compuesto tóxico que se encuentra en la cicuta acuática y la capilina protege a las plantas contra enfermedades fúngicas. El grupo funcional alquino no es común en medicamentos, pero la parsalmida se utiliza como analgésico, y el etinil estradiol (una hormona femenina sintética) es un ingrediente común en las píldoras anticonceptivas. La dinemicina A es un compuesto antibacterial que está siendo probado como agente antitumoral.
centro|sinmarco|587x587px centro|sinmarco|701x701pxCicloalquinosLos cicloalquinos incluyen la presencia de uno o más enlaces triples entre los carbonos que constituyen el compuesto cíclico. Tienen mayor categoría que los compuestos alquinos lineales. De manera similar a los cicloalquenos, los enlaces triples tienen prioridad cuando se enumeran los carbonos de un cicloalquino. El siguiente criterio es asignar los menores índices a las sustituciones encontradas y, finalmente, considerar el orden alfabético de los radicales.miniaturadeimagen|3-(2-ciclopentenil), 4-isobutil; 1-ciclobutino|275x275px
Nomenclatura 1. Nomenclatura IUPAC
Reglas:
Se escoge como cadena principal aquella que contiene el mayor número de triples enlaces y el mayor número de carbonos. Se enumera esta cadena desde el extremo más cercano a un triple enlace. Se identifican las cadenas laterales con sus respectivos nombres. Se nombran las cadenas laterales en ORDEN ALFABÉTICO y se identifican con números las posiciones de las mismas en la cadena principal. A este nombre se anteponen los números que indican las posiciones de los triples enlaces y se introduce, previa la terminación INO, el prefijo que establece el número de triples enlaces existentes en la cadena principal (di, tri, tetra, etc.). centro|miniaturadeimagen|499x499px|8-etil, 12-isopentil, 16-metil, 3-neopentil, 10-vinil, 1,5,13 Octadeca-tri-ino
2. Cadena Laterales Los alquinos pueden formar parte de cadenas laterales. En este caso, deben ser nombrados como radicales, en los cuales se adopta la raíz del nombre del alquino y se escribe la terminación "INIL". Además, se debe indicar con números la posición del triple enlace respecto a la cadena principal. centro|miniaturadeimagen|410x410px|5, 1-butinil, 1, 9 Undeca-di-ino Cuando un triple enlace no es la función principal de un compuesto, pueden ser identificado con su posición y la palabra INO. Este nombre entra en el normal ordenamiento alfabético de las cadenas laterales.
3. Nomenclatura derivada (nombres comunes) En este caso, se nombran los alquinos como derivados del acetileno o etino, de acuerdo con las siguientes reglas (Muñoz Bisesti et al., 2012):
miniaturadeimagen|386x386px|Neohexil; vinil acetileno Se debe identificar al grupo acetileno que se tomará como referencia para dar el nombre al compuesto. Se identifican las cadenas laterales unidas al grupo acetileno referencia. Se nombran los radicales en ORDEN ALFABÉTICO. Se termina con la palabra ACETILENO o ETINO. Al igual que en el caso de los alquenos, no se utiliza la nomenclatura derivada cuando la estructura del alquino es muy compleja.
4. Caso Particular Si en un hidrocarburo se presentan dobles y triples enlaces, se elige como cadena principal a la que incluya la mayor cantidad de enlaces múltiples y que contenga el mayor número de carbonos. La cadena se enumera por el extremo más cercano a un enlace múltiple; sin embargo, si los enlaces múltiples se encuentran a las mismas distancias desde ambos extremos, se escoge la enumeración que asigne números más bajos a los dobles enlaces. centro|miniaturadeimagen|314x314px|4, 6-octadien-1-ino
La terminación del hidrocarburo deberá indicar el número de dobles y triples enlaces presentes, como "en-ino", "dien-ino", "trien-diino", etc. centro|miniaturadeimagen|3-metiliden; 1, 4-hexadieno|257x257px Los nombres de los radicales que se unen mediante enlace doble a una cadena principal, deben tener la terminación "IDEN" añadida al nombre del radical, según el número de carbonos que posea. Propiedades físicas
Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgánicos usuales y de baja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el aumento usual con el incremento del número de carbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas. Los puntos de ebullición son casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado. Los tres primeros términos son gases a temperatura ambiente.; los demás son líquidos o sólidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición. Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos. Son inflamables
Hay que tener en cuenta que los acetilenos completen la regla del cuarteto. Propiedades físicas de alquinos seleccionadosNombre Estructura pf (°C) pe (°C)Densidad (g/cm)etino (acetileno)H−C≡C−H0.62propinoH−C≡C−CH30.67but-1-inoH−C≡C−CH2CH380.67but-2-inoCH3−C≡C−CH3270.69pent-1-inoH−C≡C−CH2CH2CH3400.70pent-2-inoCH3−C≡C−CH2CH3550.713-metilbut-1-inoCH3−CH(CH3)−C≡C−H280.67hex-1-inoH−C≡C−(CH2)3−CH3710.72hex-2-inoCH3−C≡C−CH2CH2CH3840.73hex-3-inoCH3CH2−C≡C−CH2CH3820.733,3-dimetilbut-1-ino(CH3)3C−C≡C−H380.67hept-1-inoH−C≡C−(CH2)4CH31000.73oct-1-inoH−C≡C−(CH2)5CH31250.75non-1-inoH−C≡C−(CH2)6CH31510.76dec-1-inoH−C≡C−(CH2)7CH31740.77
Propiedades químicas Las reacciones más frecuentes son las de adición: de hidrógeno, halógeno, agua, etc. En estas reacciones se rompe el triple enlace y se forman enlaces de menor polaridad: dobles o sencillos.
thumb|336x336px|Hidrogenación en presencia de un catalizador: cis.
Hidrogenación de alquinos Los alquinos pueden ser parcialmente hidrogenados para dar los correspondientes cis-alquenos (doble enlace) mediante tratamiento con hidrógeno y en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato de calcio (catalizador Lindlar) parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo la reacción progresa hasta la obtención del alcano correspondiente (enlace sencillo).
CH≡CH + H2 → CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nucleófilos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.
Frente al sodio o el litio en amoníaco líquido, se hidrogena produciendo trans-alquenos.Hidrogenación de Alquinos con Sodio en Amoniaco Líquido. Quimicaorganica.org
CH3-C≡C-CH3 + 2 Na + 2 NH3 → CH3-CH=CH-CH3 (trans) + 2 NaNHH2
Halogenación, hidrohalogenación e hidratación de alquinos Así como les ocurre a los alquenos, los alquinos participan en otras reacciones de adición:
Halógeno Dependiendo de las condiciones y de la cantidad añadida de halógeno (flúor, F2; cloro, Cl2; bromo, Br2...), se puede obtener derivados halogenados del alqueno o del alcano correspondiente.
HC≡CH + Br2 → HCBr≡CHBr
HC≡CH + 2 Br2 → HCBr2-CHBr2
Hidrohalogenación, hidratación, etc. El triple enlace también puede adicionar halogenuros de hidrógeno, agua, alcohol, etc., con formación de enlaces dobles o sencillos. En general se sigue la regla de Markovnikov.
HC≡CH + H-X → CH2=CHX donde X = F, Cl, Br...
HC≡CH + H2O → CHOH=CH2
Acidez del hidrógeno terminal En algunas reacciones (frente a bases fuertes, como amiduro de sodio Na-NH2 en amoniaco NH3) actúan como ácidos débiles pues el hidrógeno terminal presenta cierta acidez. Se forman acetiluros (base conjugada del alquino)que son buenos nucleófilos y dan mecanismos de sustitución nucleófila con los reactivos adecuados.Síntesis de Alquinos mediante Alquilación. Quimicaorganica.org Esto permite obtener otros alquinos de cadena más larga.
HC≡CH + Na-NH2 → HC≡C:- Na+
HC≡C:- Na+ + Br-CH3 → HC≡C-CH3 + NaBr
En este caso el acetiluro de sodio formado ha reaccionado con bromometano con formación de propino.
Reacciones pericíclicas Reacción de Alder-eno Reacción de Diels-Alder
Aplicaciones
Generalmente, el acetileno (etino) es el alquino de mayor uso. En la industria química los alquinos son importantes productos de partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de HCl) de caucho artificial etc. El grupo alquino está presente en algunos fármacos citostáticos. En Los polímeros generados a partir de los alquinos ya que el grupo alquino se encuentra en fármacos citostáticos y también en los polímeros producidos por los alquinos, llamados polialquinos, los polialquinos, son semiconductores orgánicos y pueden ser dotados parecido al silicio, aunque se trata de materiales flexibles. A partir de él también se sintetizan una gran cantidad de compuestos orgánicos, siendo el ácido acético uno de los más importantes junto a otros hidrocarburos insaturados capaces de polimerizarse dando plásticos y caucho. También se utiliza para soldar sillas, mesas, etc. En el hogar se emplean los solventes orgánicos como agentes para limpieza a seco, diluyentes de pintura y quitamanchas. En la oficina como limpiadores de los tipos de máquinas de escribir y de las superficies de los escritorios, y como removedores de cera. En las lavanderías comerciales, como líquido para limpieza a seco. En las granjas, como pesticidas. Los laboratorios como reactivos químicos y agentes deshidratantes, limpiadores y como líquidos para extracción.Usos de los alquinos
Acetileno o EtinoEl etino, también llamado acetileno se conoce como el alquino de mayor utilidad. Este es un gas que al quemarse con oxígeno puro crea una llama de 2,800 grados centígrados usada en soldaduras. También sirven como materia prima en la obtención del metilacetileno que se utiliza en los sopletes ya que no se descompone tan fácilmente como el acetileno y pueden alcanzarse temperaturas más altas; también se utiliza como combustible de cohetes.
Sus usos generales son:
Fabricación de ácido acético.
Equipos de soldadura gracias a sus altas temperaturas.
Fabricación de neoprenos de caucho sintético y del etanal.