Etileno

O **etileno** ou **eteno** (nome da IUPAC) é un hidrocarburo do grupo dos alquenos coa fórmula C2H4 ou H2C=CH2. É un gas incoloro inflamable cun feble cheiro "doce e almiscrado" cando é puro. É o alqueno máis simple (hidrocarburo con dobre enlace carbono-carbono), e o segundo hidrocarburo insaturado máis simple despois do acetileno (C2H2).

O etileno é moi utilizado na industria química, e a súa produción mundial, que ascendeu a uns 109 millóns de toneladas en 2006, supera a de calquera outro composto orgánico. O etileno é tamén unha importante hormona vexetal, utilizada en agricultura para forzar a maduración os froitos.

## Estrutura e propiedades 
miniatura|260 px|esquerda|Descrición orbital dos enlaces entre o etileno e un metal de transición.
Este hidrocarburo está formado por catro átomos de hidróxeno unidos a dous carbonos, os cales están unidos entre si por dobre enlace. Os seis átomos da molécula están no mesmo plano. O ángulo H-C-H é de 117,4°, o que está preto dos 120° dun carbono con hibridación sp² ideal. A molécula é tamén relativamente ríxida: a rotación sobre o enlace C-C é un proceso de alta enerxía que require a rotura do enlace π.

O enlace π da molécula de etileno é responsable da súa útil reactividade. O dobre enlace é unha rexión de alta densidade de electróns, polo que é susceptible ao ataque de electrófilos. Moitas reaccións do etileno son catalizadas por metais de transición, os cales se unen transitoriamente ao etileno usando orbitais π ou π*.

Como é unha molécula simple, o etileno é tamén espectroscopicamente simple. O seu espectro UV-visible aínda se usa como proba para métodos teóricos.

## Usos 
As principais reaccións industriais do etileno en orde de importancia son: 1) polimerización, 2) oxidación, 3) haloxenación e hidrohaloxenación, 4) alquilación, 5) hidratación, 6) oligomerización, e 7) hidroformilación. En Europa e nos Estados Unidos, aproximadamente o 90% do etileno utilízase para producir óxido de etileno, dicloruro de etileno, etilbenceno e polietileno.

[miniatura|520 px|esquerda|Principais usos industriais do etileno. No sentido das agullas do reloxo desde a parte superior dereita aparecen: as súas conversións a [óxido de etileno, uso como precursor do etilén glicol; conversión a etilbenceno, precursor do estireno; a varios tipos de polietileno; o dicloruro de etileno, precursor do cloruro de vinilo.]]

### Polimerización 
A produción de polietileno consome máis da metade da produción mundial de etileno. O polietileno, tamén chamado *politeno*, é o plástico máis utilizado en todo o mundo, usado principalmente para fabricar láminas plásticas para empaquetado, e bolsas plásticas. As alfa-olefinas lineares, producidas por oligomerización (formación de polímeros curtos) utilízanse como precursores, deterxentes, plastificantes, lubricantes sintéticos, aditivos, e tamén como co-monómeros na produción de polietilenos. O proceso realízase por medio da complexación inicial do etileno cun centro Pd(II).

### Haloxenación e hidrohaloxenación 
Importantes intermediarios na haloxenación e hidrohaloxenación do etileno son o dicloruro de etileno, cloruro de etilo e dibromuro de etileno. A adición de cloro implica a "oxicloración", é dicir, non se usa o propio cloro. Algúns produtos derivados deste grupo son cloruro de polivinilo, tricloroetileno, percloroetileno, metil cloroformo, cloruro de polivinilideno e copolímeros, e bromuro de etilo.
:C2H4 + H2O → CH3CH2OH

### Dimerización a n-butenos 
O etileno pode ser dimerizado a n-butenos utilizando un proceso con licenza de Lummus ou do IFP. O proceso Lummus produce n-butenos mixtos (principalmente 2-butenos) mentres que o proceso do IFP produce 1-buteno.

### Usos 
Un exemplo de uso do etileno é como axente anestésico (na proporción 85% etileno/15% oxíxeno). Pode tamén utilizarse para adiantar a maduración de froitos, e como gas de soldadura.

## Produción 
A produción global de etileno é crecente, e foi de 107 millóns de toneladas en 2005, de 138 millóns de toneladas en 2010 e de 141 millóns en 2011. En 2010 o etileno era producido por polo menos 117 empresas en 55 países.

O etileno fabrícase na industria petroquímica por craqueamento de vapor (*steam cracking*). Neste proceso, os hidrocarburos líquidos lixeiros ou gasosos quéntase a 750–950&nbsp;°C, o que induce a formación de numerosas reaccións de radicais libres, e seguidamente faise un inmediato arrefriamento para deter estas reaccións. Este proceso converte os hidrocarburos grandes noutros máis pequenos e provoca a súa insaturación. O etileno sepárase da complexa mestura resultante mediante unha repetida compresión e destilación. Nun proceso relacionado utilizado nas refinerías de petróleo, os hidrocarburos de elevado peso molecular son craqueados con catalizadores de ceolita. Os materiais máis pesados, como a nafta e os gasóleos requiren podo menos dúas "torres de arrefriamento" situadas despois dos fornos de craqueamento para facer recircular a gasolina derivada da pirólise e procesar a auga. Cando a se craquea unha mestura de etano e propano, soamente cómpre unha torre de arrefriamento de auga.

As áreas dunha planta de produción de etileno son:
# fornos de craqueamento de vapor:
# recuperación da calor primaria e secundaria con arrefriamento;
# un sistema de reciclado de vapor de dilución entre os fornos e o sistema de arrefriamento;
# compresión primaria do gas craqueado (3 etapas de compresión);
# eliminación do sulfuro de hidróxeno e do dióxido de carbono (eliminación de gas ácido);
# compresión secundaria (1 ou 2 etapas);
# secado do gas craqueado;
# tratamento crioxénico;
# toda a corrente de gases craqueados fríos pasa á torre desmetanizadora. A corrente da parte superior da torre desmetanizadora consta de todo o hidróxeno e metano que estaba na corrente de gas craqueado. Esta corrente superior trátase crioxenicamente () para separar o hidróxeno do metano. A recuperación do metano é esencial para un funcionamento económico da planta de etileno.
# a corrente inferior da torre desmetanizadora pasa á torre desetanizadora. A corrente superior da torre desetanizadora consta de todas as moléculas C2 que estaban na corrente de gas craqueado. A corrente de moléculas C2 contén acetileno, o cal é explosivo por riba de 200 kPa. Se a presión parcial de acetileno se cre que supera eses valores, a corrente de compostos C2 é parcialmente hidroxenada. Os C2 pasan a un fragmentador (*splitter*) de C2. O produto etileno extráese da parte superior da torre e o etano que procede do fondo do fragmentador é reciclado nos fornos para ser craqueado outra vez;
# a corrente inferior da torre de desetanización pasa á torre despropanizadora. A corrente superior da torre despropanizadora consta de todos os compostos C3 que estaban na corrente de gas craqueado. Antes de facer pasar estes C3 ao fragmentador de C3, a corrente é hidroxenada para converter a mestura de metilacetileno e propadieno (aleno). Esta corrente é enviada ao fragmentador de C3. A corrente superior do fragmentador de C3 é o produto propileno e a corrente inferior é propano, o cal é enviado de novo ao forno para o seu craqueado ou utilizado como combustible.
# A corrente inferior da torre de despropanización faise pasar á torre desbutanizadora. A corrente superior do desbutanizador consta de todos os compostos C4 que estaban na corrente de gas craqueado. A corrente inferior do desbutanizador (gasolina de pirólise lixeira) consta de todos os compostos que había na corrente de gas craqueado de 5 carbonos (C5) ou máis pesados. Porén, pode producirse por medio da deshidratación do etanol con ácido sulfúrico ou en fase de gas con óxido de aluminio.

## Seguridade 
Como todos os hidrocarburos, o etileno é un gas asfixiante e combustible. Foi utilizado como anestésico. Está na lista da Axencia Internacional para a Investigación do Cancro (IARC), na que é considerado como un carcinóxeno do grupo 3.

## O etileno como hormona vexetal 
[miniatura|Unha vía de transdución de sinais do etileno. O etileno atravesa a membrana e únese a un receptor no retículo endoplasmático. O receptor libera o EIN2 reprimido. Este despois activa unha vía de [transdución de sinais, que activa os xenes reguladores que finalmente desencadean unha resposta ao etileno. O ADN activado é transcrito a ARNm, o cal é despois traducido formando un encima funcional que se utiliza para a biosíntese do etileno.]]
O etileno funciona nas plantas como unha hormona. Actúa a niveis de traza ao longo de toda a vida da planta estimulando ou regulando a maduración de froitos, a apertura das flores, e a abscisión (caída) das follas.
As cámaras de maduración comerciais utilizan "xeradores catalíticos" que fabrican gas etileno a partir dun líquido que contén etanol. Xeralmente, utilízase unha concentración do gas de 500 a 2.000 ppm, durante de 24 a 48 horas. Debe terse coidado de controlar os niveis de dióxido de carbono nas cámaras de maduración, xa que a maduración a altas temperaturas produce niveis altos de CO2.

### Historia do etileno na bioloxía das plantas 
O etileno xa se utilizaba no antigo Exipto, onde lle facían cortes aos figos para estimular a súa maduración (as feridas na planta estimulan a produción de etileno nos tecidos da planta). Na antiga China queimaban incenso en habitacións pechadas para favorecer a maduración das peras. En 1864, descubriuse que o gas que se filtraba do sistema de alumeado público de gas das rúas causaba un crecemento máis lento, o retorcemento das plantas, e un engrosamento anormal dos talos. Sarah Doubt descubriu que o etileno estimulaba a abscisión en 1917. Pero ata 1934 non se demostrou, grazas aos traballos de R. Gane, que as plantas sintetizaban etileno. En 1935, Crocker propuxo que o etileno era a hormona vexetal responsable da maduración dos froitos e da senescencia dos tecidos vexetativos.

### Biosíntese do etileno nas plantas 
miniatura|esquerda|O ciclo de Yang.
O etileno prodúcese esencialmente en todas as partes dunha planta superior, incluíndo follas, talos, raíces, flores, froitos, tubérculos, e sementes. A produción de etileno está regulada por varios factores ambientais e do desenvolvemento. Durante a vida da planta, a produción de etileno é inducida durante certas etapas do crecemento como a xerminación, maduración de froitos, abscisión das follas, e a senescencia das flores. A produción de etileno pode tamén ser inducida por diversos factores externos como as feridas mecánicas sufridas pola planta, estreses ambientais, e certos compostos químicos como a auxina e outros reguladores.

O etileno biosintetízase a partir do aminoácido metionina que se converte en *S*-adenosil-L-metionina (SAM, tamén chamada Adomet) pola acción do encima Met adenosiltransferase. A SAM é despois convertida en ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) polo encima ACC sintase (ACS). A actividade da ACS determina a velocidade de produción de etileno, e, por tanto, a regulación deste encima é clave para a biosíntese de etileno. O paso final necesita oxíxeno e implica a acción do encima ACC-oxidase (ACO), anteriormente chamado encima formador de etileno (EFE). A biosíntese de etileno pode ser inducida polo propio etileno endóxeno ou exóxeno. A síntese do precursor ACC increméntase cando hai altos niveis de auxinas, e especialmente ácido indolacético (IAA) e citocininas.

### Percepción do etileno nas plantas 
As plantas perciben o etileno por medio dunha familia de cinco proteínas transmembrana dímeras como a proteína ETR1 en *Arabidopsis thaliana*. Os receptores de etileno están codificados por moitos xenes no xenoma de *Arabidopsis* e do tomate. As mutacións en calquera dos membros desta familia xénica, que comprende os cinco receptores de *Arabidopsis* e os polo menos seis do tomate, poden causar unha insensibilidade ao etileno. Identificáronse secuencias de ADN para os receptores de etileno en moitas outras especies de plantas e descubriuse unha proteína que se une ao etileno en cianobacterias.

#### Lista de respostas das plantas ao etileno 
* Resposta tripla das plántulas: engrosamento e acurtamento do hipocótilo cun gancho apical pronunciado.
* Na polinización, cando o pole chega ao estigma, o precursor do etileno ACC, é segregado no pétalo, e o ACC orixina etileno por acción da ACC oxidase.
* Estimula a senescencia de follas e flores.
* Estimula a senescencia de células do xilema maduras.
* Induce a abscisión das follas.
* Induce a xerminación das sementes.
* Induce o crecemento dos pelos radicais, incrementando a eficiencia da absorción de auga e sales.
* Induce o crecemento de raíces adventicias durante as inundacións.
* Estimula a epinastia, o pecíolo da folla crece, a folla colga e cúrvase sobre si mesma.
* Estimula a maduración dos froitos.
* Induce un aumento climatérico na respiración celular nalgúns froitos, o que causa unha liberación adicional de etileno.
* Afecta ao gravitropismo.
* Estimula a inclinación de partes da planta nos movementos nutacionais.
* Inhibe o crecemento do talo e estimula a ampliación en largura do talo e células, e o crecemento de pólas laterais pasado o estadio de plántula (ver resposta hiponástica).
* Inhibe o crecemento do talo e o peche de estomas excepto nalgunhas plantas acuáticas ou que viven en zonas habitualmente asolagadas, como algunhas variedades de arroz, nas cales ocorre o contrario (conservando CO2 e O2).
* Induce a floración nas piñas americanas.
* Inhibe a iniciación da floración causada polos días curtos en *Pharbitus nil* e *Chrysanthemum morifolium*.

#### Usos comerciais 
O etileno acurta a vida comercial de moitos froitos ao adiantar a maduración dos froitos e a senescencia floral. O etileno acurta a vida comercial das flores cortadas e de plantas en testo ao acelerar a senescencia e abscisión floral. As flores e plantas que están suxeitas a estrés durante o seu transporte en barco, manexo ou almacenamento producen etileno causando unha significativa redución no seu número de flores. As flores afectadas polo etileno son, por exemplo, o caravel, xeranio, petunia, rosa, entre moitas outras.

O etileno pode causar perdas económicas significativas para os floristas, mercados, subministradores e cultivadores. Ideáronse varios xeitos de inhibir a produción de etileno, como inhibir a síntese de etileno e a percepción do etileno. A aminoetoxivinilglicina (AVG), o ácido aminooxiacético (AOA), e os sales de prata son inhibidores do etileno. Inhibir a síntese de etileno é menos efectivo para reducir as perdas despois da colleita, xa que o etileno procedente doutras fontes pode tamén afectar á planta. Ao inhibir a percepción do etileno, os froitos, plantas e flores non responden ao etileno producido endoxenamente nin ao procedente de fontes exóxenas. Entre os inhibidores da percepción do etileno están compostos que teñen unha forma similar á do etileno, pero non orixinan unha resposta ao etileno. Un exemplo destes inhibidores é o 1-metilciclopropeno (1-MCP).

Os cultivadores comerciais de bromeliáceas, entre eles os de piñas americanas, utilizan o etileno para inducir a floración. As plantas poden ser inducidas á floración ao tratalas co gas nunha cámara ou ao colocar unha pel de plátano preto da planta nunha área pechada.

A floración do *Chrysanthemum* é atrasada polo gas etileno, e os cultivadores atoparon que os "queimadores" que producen dióxido de carbono e os fumes dos escapes dos quentadores de invernadoiros ineficientes poden aumentar a concentración de etileno a 0,05 vpm (volumes por millón) causando un atraso da floración das colleitas comerciais.

## Ligando 
O etileno é un ligando en química organometálica. Un dos primeiros compostos organometálicos obtidos, o sal de Zeise, é un complexo de etileno. Uns útiles reactivos que conteñen etileno son Pt(PPh3)2(C2H4) e Rh2Cl2(C2H4)4. A hidroformilación catalizada por Rh do etileno utilízase a escala industrial para producir propionaldehido.

## Historia 
Algúns xeólogos e historiadores cren que o famoso oráculo de Delfos da Grecia Antiga (a Pitia) chegaba ao estado de transo por efecto do etileno que emanaba das fallas xeolóxicas do terreo onde se situaba o templo de Apolo, onde estaba o oráculo, pero non todos os estudosos están de acordo en responsabilizar ao etileno.

O descubridor do etileno parece que foi Johann Joachim Becher, que o obtivo ao quentar etanol con ácido sulfúrico; este autor mencionou este gas na súa obra *Physica Subterranea* (1669). Joseph Priestley tamén menciona este gas na súa obra *Experiments and observations relating to the various branches of natural philosophy: with a continuation of the observations on air* (1779), na cal informa que Jan Ingenhousz viu como un tal Sr. Enée sintetizaba etileno da mesma maneira en Ámsterdam en 1777 e que seguidamente o propio Ingenhousz tamén produciu o gas. As propiedades do etileno estudáronas en 1795 catro químicos holandeses, Johann Rudolph Deimann, Adrien Paets van Troostwyck, Anthoni Lauwerenburgh e Nicolas Bondt, que atoparon que era diferente do gas hidróxeno e que contiña carbono e hidróxeno. Este grupo tamén descubriu que o etileno podía ser combinado con cloro para producir o *aceite dos químicos holandeses*, o 1,2-dicloroetano; este descubrimento deulle o etileno o nome co que se coñecía daquela, que era, *gas olefiante* (gas que fai aceite.)

A mediados do século XIX, empezou a usarse amplamente o sufixo *-eno* (unha raíz do grego antigo que se engadía ao final dos nomes femininos e que significaba "filla de") para referirse a unha molécula ou parte dela que contiña uns poucos átomos de hidróxeno menos que a molécula orixinal da que derivaba. Así, *etileno* (C2H4) significaba "filla do etilo" (C2H5). O nome etileno era utilizado neste sentido xa en 1852.

En 1866, o químico alemán August Wilhelm von Hofmann propuxo un sistema de nomenclatura de hidrocarburos no cal se utilizaban os sufixos -ano, -eno, -ino, -ona, e -uno para denominar os hidrocarburos con 0, 2, 4, 6, e 8 átomos de hidróxenos menos que os seus alcanos parentais. Neste sistema, o etileno pasou a denominarse *eteno*. O sistema de Hofmann finalmente converteuse na base para a posterior nomenclatura de Xenebra aprobada polo Congreso Internacional de Químicos de 1892, que permaneceu como o núcleo da nomenclatura da actual IUPAC. Porén, daquela, o uso do nome etileno estaba firmemente arraigado, e seguiu tendo un amplo uso ata a actualidade, especialmente na industria química.

### Nomenclatura actual 
As regras de nomenclatura de 1979 da IUPAC facían unha excepción conservando o nome non sistemático *etileno* (en vez do sistemático eteno), pero esta decisión foi cambiada nas regras de 1993, nas que o nome designado pola IUPAC para este composto é *eteno*. De todos modos, o nome etileno é aínda amplamente utilizado, sobre todo na industria química.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Bibliografía 
* 
* 
* 

### Ligazóns externas 
* International Chemical Safety Card 0475
* European Chemicals Bureau Datasheet
* Speculations Towards a General Plant Hormone Theory
* MSDS