КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ НА ТЕМУ Алкены

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ НА ТЕМУ:

Алкены

Алкенаминазывают непрдельные углеводороды, содержащие одну двойную связь и имеющие общую формулу C_nH_2n. Первый член гомологического ряда – этилен.

Номенклатура и изомерия

Для алкенов характерны следующие виды изомерии: 1) Структурная изомерия и изомерия положения двойной связи. 2) Межклассовая изомерия. Алкены изомерны циклоалканам.

Способы получения

Дегидрирование предельных углеводородов.

Данный метод получения алкенов используется в промышленности и всегда осложняется образованием нескольких изомеров (реакция не региоселективная) и расщеплением углерод-углеродной связи, поэтому широкого распространения не получила. Кроме того, реакция не стереоспецифичная, т.к. образуются различные геометрические изомеры.

Дегидратация спиртов.

1) Легче всего дегидратируются третичные спирты, хуже всего – вторичные. 2) В несимметричных спиртах вода отщепляется по правилу Зайцева: атом водорода отщепляется от соседнего с…

Из галогенопроизводных углеводородов.

1) Дегидрогалогенирование галогеналканов.

При действии спиртовых растворов щелочей на моногалогенопроизводное отщепляется молекула галогеноводорода по правилу Зайцева.

Реакция региоселективна, т.к. 1-бутена образуется незначительное количество. При этом реакция является не стереоспецифичной, поскольку образуется смесь геометрических изомеров.

2) Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов.

Гидрирование диеновых и ацетиленовых углеводородов.

Данная реакция региоспецифична (образуется только один изомер, 2-бутен), однако при этом не стереоспецифична.

Строение алкенов

С точки зрения теории химической связи и теории гибридизации атомы углерода при двойной связи находятся в sp²-гибридном состоянии и образуют по 3σ- и одну π-связь. σ-Связи располагаются в одной плоскости по углом 120° (тригональная конфигурация). π-Связь образована путём бокового перекрывания p-орбиталей в плоскости, перпендиклярной плоскости образования σ-связей, что исключает свободное вращение вокруг C-C-связей и приводит к появлению геометрической изомерии.

Характеристики двойной связи

Тип связи	Длина связи	Энергия связи, ккал/моль	Полярность Μ (D)	Вывод
C=C	0.134 нм		0-для симметричных не равно 0 -для несимметричных	Π-связь менее прочная, чем σ-связь, легче поляризуется, склонна к лёгкому разрыву и реакциям присоединения
C-C (sp3)	0,154 нм

Физические свойства

Алкены C₂-C₄ – газы, C₅-C₁₈ – жидкости, далее твёрдые вещества, нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в бензоле, эфире, хлороформе.

 

Химические свойства алкенов

1. Реакции электрофильного присоединения – AdE. Общая схема реакций электрофильного присоединения:

Присоединение галогеноводородов (HI, HBr, HCl)

! Данная реакция является региоспецифичной, но не стереоспецифичной. Реакция протекает по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода,…

Присоединение воды и серной кислоты

Механизм реакции схож с галогенированием и гидрогалогенированием, но в реакции гидратации сразу же образуется карбокатион (нет стадии образования… Поскольку в данной реакции наиболее реакционноспособны алкены, дающий устойчивый карбокатион, т.е. замещенные алкены,…

Присоединение галогенов на свету при низких температурах в газовой фазе

2) Присоединение HBr в присутствии перекиси (органической) – перекисный эффект Караша (Хараша), 1933г. !Только HBr в присутствии перекиси присоединяется против правила Марковникова.…

Молекулярные синхронные реакции.

К таким реакциям относят реакции, протекающие без образования промежуточных частиц или соединений. Примерами могут служить реакции гидрирования и циклодимеризация алкенов.

Алкены не присоединяют водород в обычных условиях, а взаимодействуют с ним только в присутствии катализаторов: Ni, p, t или Pt, Pd при комнатной температуре. Это примеры гетерогенного катализа. Также может использоваться катализатор: RhCl· 3PPh₃ – гомогенный катализатор. Обе реакции стереоспецифичные и протекают, как цис-присоединение.

Окисление алкенов.

1) Мягкое окисление– разрыв только π-связей. а) Промышленная реакция – Вакер-процесс (образуются карбонильные соединения) …

Гидроформилирование.

В ходе реакции гидроформилирования алкенов образуется альдегид с числом атомов углерода на один больше, чем в алкене. Из этилена образуется пропаналь, из несимметричных алкенов с большим числом атомов углерода образуется смесь изомеров, т.е. реакция не региоселективная.

В качестве катализатора в реакции гидроформилирования выступает комплекс переходного металла – кобальта [HCo(CO)₄].

В том случае, если в качестве катализатора использовать катализатор Уилкинсона – RhCl· 3PPh₃, то реакция проходит региоселективно, т.е. образуется только один структурный изомер.