Лекция. Алкены. Алкены – углеводороды, содержащие в
advertisement
Лекция. Алкены. Алкены – углеводороды, содержащие в молекуле одну двойную связь между атомами углерода, а качественный и количественный состав выражается общей формулой СnН2n, где n ≥ 2. Алкены относятся к непредельным углеводородам, так как их молекулы содержат меньшее число атомов водорода, чем насыщенные. Строение двойной связи С=С Двойная связь является сочетанием s- и p-связей (хотя она изображается двумя одинаковыми черточками, всегда следует учитывать их неравноценность). s-Связь возникает при осевом перекрывании sp2-гибридных орбиталей, а p-связь – при боковом перекрывании р-орбиталей соседних атомов углерода p-связь менее прочная вследствие меньшей эффективности перекрывания р-орбиталей. Гомологический ряд алкенов По систематической номенклатуре названия алкеновых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на – ен: 2 атома С этан этен; 3 атома С пропан пропен и т.д. Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя двойную связь (т.е. она может быть не самой длинной). Нумерацию углеродных атомов начинают с ближнего к двойной связи конца цепи. Цифра, обозначающая положение двойной связи, ставится обычно после суффикса –ен. Физические свойства Алкены плохо растворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях. С увеличением молекулярной массы алкенов, в гомологическом ряду, повышаются температуры кипения и плавления, увеличивается плотность веществ. Получение алкенов В природе алкены встречаются в значительно меньшей степени, чем предельные углеводороды, по-видимому, вследствие своей высокой реакционной способности. Поэтому их получают с использованием различных реакций. I. Крекинг алканов: CnH2n+2 CmH2m + CpH2p+ где m + p = n Например: С7Н16 СН3-СН=СН2 + С4Н10 II. Отщепление (элиминирование) двух атомов или групп атомов от соседних атомов углерода с образованием между ними p-связи. 1. Дегидрогалогенирование моногалогеналканов при действии спиртового_раствора щелочи : СН3-СНBr-CH3 + KOH (спирт) CH3-CH=CH2 + KBr + H2O 2. Дегидратация спиртов при t > 150 C в присутствии водоотнимающих реагентов H2SO4 CH2=CH2 + H2O СH3-CHOH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3 + H2O CH3CH2OH Реакции элиминирования идут в соответствии с правилом Зайцева: Отщепление атома дегидратации водорода происходит в реакциях дегалогенирования преимущественно от и наименее гидрогенизированного атома углерода. Современная формулировка: реакции отщепления идут с образованием более замещенных при двойной связи алкенов. Такие алкены обладают более низкой энергией. 3. Дегалогенирование дигалогеналканов, имеющих атомы галогена у соседних атомов углерода, при действии активных металлов: СH2Br-CHBr-CH3 + Mg CH2=CH-CH3 + MgBr2 4. Дегидрирование алканов при 500 С: Cr2O3 СH3-CH2-CH3 CH3-CH=CH2 + Н2 Видеоопыт "Обесцвечивание раствора марганцовки" Правило Марковникова : в реакциях присоединения полярных молекул типа НХ к несимметричным гидрогенизированному алкенам атому водород углерода при присоединяется двойной связи к (т.е более атому углерода, связанному с наибольшим числом атомов водорода). Так, в реакции HCl c пропиленом из двух возможных структурных изомеров 1-хлорпропана и 2-хлорпропана, образуется последний: CH2=CH-СН3 + HCl СН3-CHCl-CH3 Пропилен 2-хлорпропан Упражнения для самопроверки: 1. Напишите уравнения реакций бутена-1 с: а) Br2; б) HBr; в) H2O; г) H2. Назовите продукты реакций. 2. Известны условия, в которых присоединение воды и галогеноводородов по двойной связи алкенов протекает против правила Марковникова. Составьте уравнения реакций 3-бромпропилена по анти-Марковникову с: а) водой; б) бромоводородом. 3. Напишите уравнения реакций полимеризации: а) бутена-1; б) винилхлорида СН2=СНСl; в) 1,2-дифторэтилена. 4. Составьте уравнения реакций этилена с кислородом для следующих процессов: а) горение на воздухе; б) гидроксилирование с водным KMnO4; в) эпоксидирование (250 С)
