Estrutura, propriedades, síntese e usos do ciclohexeno

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Simon Doyle

O ciclohexeno é um alceno cíclico ou olefina cuja fórmula molecular é C6H10. É um líquido incolor, insolúvel em água e miscível com diversos solventes orgânicos. É caracterizado por ser inflamável e, na natureza, costuma ser encontrado no alcatrão de carvão.

O ciclohexeno é sintetizado por hidrogenação parcial do benzeno e por desidratação do álcool ciclohexanol; ou seja, uma forma mais oxidada. Como outros cicloalquenos, ele sofre reações eletrofílicas e de adição de radicais livres; por exemplo, a reação de halogenação.

Molécula de ciclohexeno. Fonte: NEUROtiker.

Este alceno cíclico (imagem superior) forma misturas azeotrópicas (não separáveis ​​por destilação), com álcoois inferiores e ácido acético. Não é muito estável em armazenamento prolongado, pois se decompõe sob a ação da luz solar e da radiação ultravioleta.

O ciclohexeno é utilizado como solvente e, portanto, possui inúmeras aplicações, tais como: estabilizador de gasolina de alta octanagem e para extração de óleos.

Mas o mais importante é que o ciclohexeno serve como um intermediário e matéria-prima para a obtenção de vários compostos altamente úteis, incluindo: ciclohexanona, ácido adípico, ácido maleico, ciclohexano, butadieno, ácido ciclohexilcarboxílico, etc..

Índice do artigo

  • 1 Estrutura do ciclohexeno
    • 1.1 Interações intermoleculares
  • 2 propriedades
    • 2.1 Nomes químicos
    • 2.2 Peso molecular
    • 2.3 Aparência física
    • 2.4 Odor
    • 2,5 ponto de ebulição
    • 2.6 Ponto de fusão
    • 2.7 Ponto de fulgor
    • 2.8 Solubilidade em água
    • 2.9 Solubilidade em solventes orgânicos
    • 2.10 Densidade
    • 2.11 Densidade de vapor
    • 2.12 Pressão de vapor
    • 2.13 Autoignição
    • 2.14 Decomposição
    • 2,15 Viscosidade
    • 2.16 Calor de combustão
    • 2.17 Calor de vaporização
    • 2.18 Tensão superficial
    • 2.19 Polimerização
    • 2.20 Limiar de odor
    • 2.21 Índice de refração
    • 2,22 pH
    • 2.23 Estabilidade
    • 2.24 Reações
  • 3 Síntese
  • 4 usos
  • 5 riscos
  • 6 referências

Estrutura do ciclohexeno

Estrutura do ciclohexeno. Fonte: Kemikungen [domínio público]

A imagem superior mostra a estrutura do ciclohexênio com um modelo de esferas e barras. Observe o anel de seis carbonos e a ligação dupla, ambas insaturações do composto. Dessa perspectiva, parece que o anel é plano; mas não é de todo.

Para começar, os carbonos da ligação dupla têm hibridização spdois, o que lhes dá uma geometria plana trigonal. Portanto, esses dois carbonos, e aqueles adjacentes a eles, estão no mesmo plano; enquanto os dois carbonos na extremidade oposta (para a ligação dupla), estão acima e abaixo do referido plano.

A imagem abaixo ilustra perfeitamente o que acaba de ser explicado.

Vista frontal da estrutura do cicloexênio. Fonte: Ben Mills.

Observe que a faixa preta é composta por quatro carbonos: os dois da ligação dupla e os outros adjacentes a eles. A perspectiva exposta é aquela que seria obtida se o espectador colocasse seu olho diretamente em frente ao vínculo duplo. Pode-se então ver que um carbono está acima e abaixo deste plano.

Como a molécula do ciclohexeno não é estática, os dois carbonos se trocarão: um descerá enquanto o outro sobe acima do plano. Então, você esperaria que essa molécula se comportasse.

Interações intermoleculares

O ciclohexeno é um hidrocarboneto e, portanto, suas interações intermoleculares são baseadas nas forças de dispersão de London.

Isso porque a molécula é apolar, sem momento de dipolo permanente, e seu peso molecular é o fator que mais contribui para mantê-la coesa no líquido..

Da mesma forma, a dupla ligação aumenta o grau de interação, uma vez que não pode se mover com a mesma flexibilidade dos outros carbonos, o que favorece a interação entre moléculas vizinhas. É por esta razão que o ciclohexeno tem um ponto de ebulição ligeiramente superior (83ºC) do que o ciclohexano (81ºC)..

Propriedades

Nomes químicos

Ciclohexeno, tetrahidrobenzeno.

Peso molecular

82,146 g / mol.

Aspecto físico

Líquido incolor.

Odor

Cheiro doce.

Ponto de ebulição

83 ºC a 760 mmHg.

Ponto de fusão

-103,5 ºC.

ponto de ignição

-7 ºC (copo fechado).

Solubilidade em água

Praticamente insolúvel (213 mg / L).

Solubilidade em solventes orgânicos

Miscível com etanol, benzeno, tetracloreto de carbono, éter de petróleo e acetona. Espera-se que seja capaz de dissolver compostos apolares, como alguns dos alótropos de carbono..

Densidade

0,810 g / cm3 a 20ºC.

Densidade do vapor

2.8 (em relação ao ar tomado como igual a 1).

Pressão de vapor

89 mmHg a 25ºC.

Autoignição

244 ºC.

Decomposição

Ele se decompõe na presença de sais de urânio, sob a ação da luz solar e da radiação ultravioleta.

Viscosidade

0,625 mPascal a 25 ºC.

Calor de combustão

3.751,7 kJ / mol a 25 ºC.

Calor da vaporização

30,46 kJ / mol a 25 ºC.

Tensão superficial

26,26 mN / m.

Polimerização

Pode polimerizar sob certas condições.

Limiar de odor

0,6 mg / m3.

Índice de refração

1,4465 a 20 ºC.

pH

7-8 a 20ºC.

Estabilidade

O ciclohexeno não é muito estável durante o armazenamento de longo prazo. A exposição à luz e ao ar pode levar à produção de peróxidos. Também é incompatível com agentes oxidantes fortes..

Reações

-Os cicloalquenos sofrem principalmente reações de adição, tanto eletrofílicas quanto com radicais livres.

-Reage com o bromo para formar 1,2-dibromociclohexano.

-Oxida rapidamente na presença de permanganato de potássio (KMnO4).

-É capaz de produzir um epóxido (óxido de ciclohexeno) na presença de ácido peroxibenzóico.

Síntese

O ciclohexeno é produzido por catálise ácida de ciclohexanol:

Desidratação do ciclohexanol. Fonte: Gabriel Bolívar.

O símbolo Δ representa o calor necessário para promover a saída do grupo OH como uma molécula de água em meio ácido (-OHdois+).

O ciclohexeno também é produzido pela hidrogenação parcial do benzeno; ou seja, duas de suas ligações duplas adicionam uma molécula de hidrogênio:

Hidrogenação parcial do benzeno. Fonte: Gabriel Bolívar.

Embora a reação pareça simples, requer grandes pressões de Hdois e catalisadores.

Formulários

-Tem utilidade como solvente orgânico. Além disso, é uma matéria-prima para a produção de ácido adípico, aldeído adípico, ácido maleico, ciclohexano e ácido ciclohexilcarboxílico..

-É utilizado na produção de cloreto de ciclohexano, composto utilizado como intermediário na fabricação de produtos farmacêuticos e aditivo de borracha.

-O cicloexeno também é utilizado na síntese da cicloexanona, matéria-prima para a produção de medicamentos, pesticidas, perfumes e corantes..

-O ciclohexeno está envolvido na síntese de aminociclohexanol, um composto que é usado como surfactante e emulsificante.

-Além disso, o ciclohexeno pode ser usado para a preparação laboratorial de butadieno. Este último composto é utilizado na fabricação de borracha sintética, na fabricação de pneus de automóveis e também na fabricação de plásticos acrílicos..

-O ciclohexeno é uma matéria-prima para a síntese de lisina, fenol, resina de policicloolefina e aditivos de borracha.

-É usado como estabilizador para gasolina de alta octanagem.

-Intervém na síntese de revestimentos impermeáveis, filmes resistentes a rachaduras e aglutinantes de ligação para revestimentos.

Riscos

O ciclohexeno não é um composto muito tóxico, mas pode causar vermelhidão da pele e dos olhos ao entrar em contato. A inalação pode causar tosse e sonolência. Além disso, sua ingestão pode causar sonolência, falta de ar e náuseas..

O ciclohexeno é pouco absorvido pelo trato gastrointestinal, portanto, efeitos sistêmicos graves não são esperados da ingestão. A complicação máxima é sua aspiração pelo sistema respiratório, o que pode causar pneumonia química.

Referências

  1. Joseph F. Chiang e Simon Harvey Bauer. (1968). Estrutura molecular do ciclohexeno. J. Am. Chem. Soc.. 1969, 91, 8, 1898-1901.
  2. Karry Barnes. (2019). Ciclohexeno: perigos, síntese e estrutura. Estudar. Recuperado de: study.com
  3. Morrison, R. T. e Boyd, R. N. (1987). Quimica Organica. (5ta Edição.). Editorial Addison-Wesley Iberoamericana.
  4. PubChem. (2019). Ciclohexeno. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Livro Químico. (2019). Ciclohexeno. Recuperado de: chemicalbook.com
  6. Rede de dados toxicológicos. (2017). Ciclohexeno. Toxnet. Recuperado de: toxnet.nlm.nih.gov
  7. Chemoxy. (s.f.). A fórmula estrutural do ciclohexeno é. Recuperado de: chemoxy.com

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