Однако в настоящие время употребляется систематическая (международная) номенклатура, согласно которой названия этих углеводородов принимают суффикс –ен.
При выборе главной цепи необходимо, чтобы она обязательно включала в себя двойную связь.
Нумерацию углеродных атомов надо начинать с того конца цепи, к которому ближе двойная связь.
Цифрой обозначают положение двойной связи и ставят обычно после суффикса – ен.
СН2 = СН – СН2 – СН2 – СН3 СН3 – СН = СН – СН2 – СН3
пентен – 1 пентен – 2
Непредельные (алкеновые) радикалы называют травиальными названиями или по систематической номенклатуре:
H2C = CH – H2C = CH – CH2 –
Винил (этенил) аллил (пропенил –2)
Для названия алкенов иногда используют рациональную номенклатуру. В этом случае алкены рассматривают как замещение этилена
H3C – CH = CH – CH2 – CH3
метилэтилэтилен
8.4 Изомерия
1) Структурная изометрия
Структурная изометрия отличается друг от друга строением углеродного скелета. Начиная с бутена, появляются изомеры.
СН3 – СН2 – СН = СН2 СН3 – С = СН2
СН3
метилпропен
Изометрия положения двойной связи
CH3 – CH2 – CH = CH2 CH3 – CH = CH – CH3
бутен – 1 бутен - 2
3) Пространственная изометрия
Вокруг одинарной углерод – углеродной связи возможно практически свободное вращение атомов углерода, поэтому молекулы алкенов могут приобретать самую разнообразную форму.
Вращение вокруг двойной связи невозможно, что приводит к появлению у аминов цис – транс – изомерии
CH3 CH3 CH3 H
C = C C = C
H H H CH3
цис – изомер транс - изомер
Цис – изомеры отличаются от транс – изомеров пространственным расположением фрагментов молекулы относительно плоскости р – связи, а следовательно, и свойствами.
Межклассовая изометрия.Алкены изомерны циклоалкенам.
CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 СH2
гексен – 1 CH2 CH2
CH2 CH2
CH2
циклогексан
8.5 Получение
Крекинг нефтепродуктов
В процессе термического крекинга предельных углеводородов наряду с образованием алкинов образуется аналоги.
С16Н34 С8Н18 + С8Н16
Дегидрирование предельных углеводородовПри пропускании алкенов над катализатором (Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3) при высокой температуре (400 – 6000) происходит отщепление молекулы водорода и образование алкена
CH2 = CH – CH2 – CH3 + H2
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 бутен – 1
СН3 – СН = СН – СН3 + Н2
бутен – 2
Дегидратация спиртов (отщепление воды)
Воздействие водоотнимающих средств (H2SO4, Al2O3) на одноатомные спирты при высокой температуре приводит к отщепленной молекулы воды и образованию двойной связи:
Н2SO4, 170 – 1800
СН3 – СН2 – ОН СН2 = СН2 + Н2О
спирт этилен
Эту реакцию называют внутримолекулярной дегидратацией.
Дегидрогалогенирование (отщепление галогеноводорода)
При взаимодействие галогеноалкена со щелочью в спиртовом растворе образуется двойная связь в результате отщепления молекулы галогеноводорода.
Br
спирт
CH3 – CH – CH – CH3 + NaOH CH3 – CH = CH – CH3 + NaBr + H2O
t0
При отщеплении галогеноводорода от вторичных и третичных галогеноалканов атом водорода отщепляется от наименее гидрированного атома углерода (правило Зайцева).
Дегалогенирование.При действии цинка на дибромпроизводное алкана происходит отщепление атомов галогенов находящихся при соседних атомах углерода, и образования двойной связи.
Br Br
CH3 – CH – CH – CH3 + Zn CH3 – CH = CH – CH3 + ZnBr2
2,3 дибромбутан бутен - 2
8.6 Физические свойства
Первые три представителя гомологического ряда алкенов – газы, вещества состава С5Н10 – С16Н32 – жидкости, высшие алкены твердые вещества. Температура кипения и плавления закономерно повышается при увеличении молекулярной массы соединений.
8.7 Химические свойства
Отличительной чертой представителей непредельных углеводородов – алкенов является способность вступать в реакции присоединения, которые в большинстве случаев протекают по механизму электрофильного присоединения.
Реакции присоединения:а) гидрирование алкенов
Алкены способны присоединять водород в присутствии катализаторов гидрирование металлов – платины, палладия, никеля:
Pt
СН3 – СН2 – СН = СН2 + Н2 СН3 – СН2 – СН2 – СН3
Эта реакция протекает и при атмосферном и при повышенном давлении и не требует высокой температуры, так как является экзотермической.
б) галогенирование (присоединение галогенов). Взаимодействие алкена с бромной водой или раствором брома в органическом растворителе (CCl4) приводит к быстрому обесцвечиванию этих растворов в результате присоединения молекулы галогена к алкену и образованию дигалогеноалканов:
СН2 = СН2 + Br2 CH2Br – CH2Br
этен 1,2 дибромэтан
в) гидрогалогенирование (присоединение галогеноводорода).
СH3 – CH = CH2 + HBr CH3 – CHBr – CH3
Пропен 2 бромпропан
При присоединение галогеноводорода к алкену водород присоединяется к более гидрированному атому углерода, т. е. атому, при котором находится
больше атомов водорода, а галоген к менее гидрированному (правило Марковникова).
г) гидратация (присоединение воды)
Гидратация алкенов приводит к образованию спиртов.
t
CH2 = CH2 + H2O CH3 – CH2 – OH
этен H2SO4 этанол
Первичный спирт образуется только при гидратации этена. При гидратации пропена и других алкенов образуется вторичные спирты.
H2SO4
CH3 – CH = H2O + H2О CH3 – CH – СH3
OH
Эта реакция протекает в соответствии с правилом Марковникова.
д) полимеризация
Эта реакция протекает по свободно радикальному механизму.
n CH2 = CH2 свет (… - CH2 – CH2 - …)
полиэтилен
2) Реакции окисления:
а) горение в кислороде с образованием CO2 и H2O.
CH2 = CH2 + 3O2 2CO2 + 2H2O
б) алкены легко окисляются под действием водных растворов перманганата калия
CH2 = CH2 + [O] + H2O CH2 – CH2
OH OH
этандиол 1,2
в) в более жестких условиях (окисление водным раствором KMnO4 в присутствии серной кислоты или хромовой смесью) в алкене происходит разрыв двойной связи с образованием кислородсодержащих продуктов
CH3CH = CH – CH3 + 2O2 2CH3 – COOH
бутен – 2 уксусная кислота
При окислении этилена кислородам воздуха в присутствии металлического серебра образуется оксид этилена
2CH2 = CH2 + O2 2H2C – CH2
O
Оксид этилена
9 Алкины
9.1 Строение
Алкины – ациклические углеводороды, содержащие в молекуле, помимо одинарных связей, одну тройную связь между атомами углерода и соответствующие общей формуле CnH2n -2.
Атомы углерода между которыми образованна тройная связь, находятся в состоянии Sp3 гибридизации. Это означает, что в гибридизации участвует одна S и одна р – орбитали, а две р – орбитали остаются негибридизованными.
Перекрывание гибридных орбиталей приводит к образованию – связи, а за счет негибридизованных р – орбиталей соседних атомов углерода образуются две р – связи. Тройная связь состоит из одной д - и двух р - связей.
Все гибридные орбитали атомов, между которыми образованна тройная связь, лежат на одной прямой, а плоскости р – связей перпендикулярны друг другу. Тройная углерод - углерод связь с длинной 0,120 нм короче двойной, энергия тройной связи больше, т. е. она является более прочной
9.2 Гомологический ряд
Неразветвленные алкины составляют гомологический ряд:
C2H2 – этин
C3H4 – пропин газы
C4H6 – бутин
C5H8 – пентин
C6H10 – гексин
C7H12 – гептин
C8H14 – октин жидкости
C9H16 – нонин
C10H18 – децин
9.3 Номенклатура
По систематической номенклатуре ацетиленовые углеводороды называют заменяя в названиях соответствующих аканов суффикс – ан на – ин.
Главная цепь углеродных атомов должна обязательно включать тройную связь. Если молекула содержит одновременно двойную и тройную связь, то предпочтение отдают двойной связи:
HC = C – CH3 H – C = C – CH2 – CH3
пропин бутин – 1
(метилацетилен) (этилацетилен)
Н3С - С = С – СН3 Н2С = С – СН2 –С = СН
бутин -2
СН3
2 – метилпентин – 1 ин - 4
По рациональной номенклатуре алкины называют как производные ацетилена
Непредельные радикалы (алкиновые) имеют травиальное или систематические названия.
НС = С НС = С - СН2
этинил пропанил
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
