КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ НА ТЕМУ Алкены
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ НА ТЕМУ:
Алкены
Алкенаминазывают непрдельные углеводороды, содержащие одну двойную связь и имеющие общую формулу CnH2n. 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.
