Алкены – это углеводороды, в молекулах которых есть ОДНА
двойная С=С связь.
Общая формула алкенов:
CnH2n
|
Тип гибридизации атома углерода двойной
связи – sp2. Остальные атомы углерода в молекуле алкена обладают sp3-гибридизацией.
Молекула имеет плоское строение, угол между
σ-связями – 1200
Длина двойной связи меньше, чем длина
одинарной.
|
Номенклатура алкенов: в названии появляется суффикс -ЕН.
Первый член
гомологического ряда – С2Н4 (этен).
Для
простейших алкенов применяются также исторически сложившиеся названия:
- этилен (этен),
- пропилен
(пропен),
В номенклатуре
часто используются следующие одновалентные радикалы алкенов:
-СН=СН2
винил
|
- СН2-СН=СН2
аллил
|
Виды изомерии алкенов:
1. Изомерия углеродного скелета:
(начиная с С4Н8 – бутен и 2-метилпропен)
2. Изомерия положения кратной связи:
(начиная с С4Н8): бутен-1 и бутен-2.
3. Межклассовая изомерия: с циклоалканами
(начиная с пропена):
C4H8 - бутен и циклобутан.
4. Пространственная изомерия алкенов:
Из-за того, что
вокруг двойной связи невозможно свободное вращение, становится возможной цис-транс-изомерия.
Алкены, имеющие у каждого из двух атомов
углерода при двойной связи различные заместители, могут существовать в
виде двух изомеров, отличающихся расположением заместителей относительно
плоскости π-связи:
Химические
свойства алкенов.
Для алкенов характерны:
- реакции присоединения к двойной связи,
- реакции окисления,
- реакции замещения в «боковой цепи».
1. Реакции присоединения по двойной связи:
менее прочная π-связь разрывается, образуется насыщенное соединение.
Это реакции электрофильного присоединения -
АЕ.
|
1) Гидрирование:
СН3-СН=СН2 + Н2
à CH3-CH2-CH3
2) Галогенирование:
СН3-СН=СН2 + Br2 (раствор)à CH3-CHBr-CH2Br
Обесцвечивание
бромной воды – качественная реакция на двойную связь.
3) Гидрогалогенирование:
СН3-СН=СН2 + НBr
à CH3-CHBr-CH3
(ПРАВИЛО
МАРКОВНИКОВА: водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода).
4) Гидратация - присоединение воды:
СН3-СН=СН2 + НОН à CH3-CH-CH3
ô
OH
(присоединение также происходит по праилу
Марковникова)
|
2. Присоединение бромоводорода в присутствии
пероксидов (эффект Хараша)- это радикальное присоединение
- АR
|
СН3-СН=СН2 + HBr -(Н2О2)à СН3-СН2-СН2Br
(реакция с
бромоводородом в присутствии пероксида протекает против правила Марковникова)
|
3. Горение – полное окисление алкенов
кислородом до углекислого газа и воды.
|
С2Н4 + 3О2
= 2СО2 + 2Н2О
|
4. Мягкое окисление алкенов – реакция Вагнера: реакция с холодным водным раствором перманганата калия.
|
3СН3-СН=СН2
+ 2KMnO4 + 4H2O à 2MnO2 + 2KOH + 3СН3 - СН - СН2
ô ô
OH OH
(образуется диол)
Обесцвечивание
алкенами водного раствора перманганата калия – качественная реакция на
алкены.
|
5. Жесткое окисление алкенов – горячим нейтральным или кислым раствором перманганата калия. Идёт с
разрывом двойной связи С=С.
|
1. При действии перманганата калия в кислой
среде в зависимости от строения скелета алкена образуется:
Фрагмент углеродной цепи у двойной связи
|
Во что превращается
|
=СН2
|
СО2
|
= СН – R
|
R– COOH карбоновая кислота
|
= C – R
ô
R
|
кетон R –C – R
║
O
|
СН3-С-1Н=С-2Н2
+2 KMn+7O4 + 3H2SO4 à
CH3-C+3OOH + C+4O2 + 2Mn+2SO4 + K2SO4
+ 4H2O
2. Если реакция протекает в нейтральной среде
ПРИ нагревании, то соответственно получаются калиевые
соли:
Фрагмент цепи у двойной связи
|
Во что превращается
|
=СН2
|
К2СО3
|
= СН – R
|
R– COOК - соль карбоновой кислоты
|
= C – R
ô
R
|
кетон R – C – R
║
O
|
3СН3С-1Н=С-2Н2 +10KMnO4 -tà
3CH3C+3OOK + + 3K2C+4O3 + 10MnO2 +4Н2О+ KOH
|
6. Окисление кислородом
этилена в присутствии солей палладия.
|
СН2=СН2 + O2 –(kat)à CН3СНО
(уксусный альдегид)
|
7. Хлорирование и бромирование в
боковую цепь: если реакция с хлором проводится
на свету или при высокой температуре – идёт замещение водорода в боковой цепи.
|
СН3-СН=СН2 + Cl2 –(свет)à СН2-СН=СН2
+HCl
│
Cl
|
8. Полимеризация:
|
n СН3-СН=СН2 à(-CH–CH2-)n
пропилен ô полипропилен
CH3
|
ПОЛУЧЕНИЕ АЛКЕНОВ
I. Крекинг алканов:
|
С7Н16 –(t)à CH3- CH=CH2 + C4H10
Алкен алкан
|
II. Дегидрогалогенирование галогеналканов
при действии спиртового раствора щелочи - реакция ЭЛИМИНИРОВАНИЯ.
|
Правило Зайцева: Отщепление атома водорода в реакциях элиминирования происходит
преимущественно от наименее гидрогенизированного атома углерода.
|
III. Дегидратация спиртов при повышенной температуре (выше 140°C)
в присутствии водоотнимающих реагентов - оксида алюминия или
концентрированной серной кислоты – реакция элиминирования.
|
CH3-CH-CH2-CH3 –(H2SO4,t>140o)à H2O
+CH3-CH=CH-CH3
│
OH
(также подчиняется правилу Зайцева)
|
IV. Дегалогенирование дигалогеналканов, имеющих атомы галогена у соседних атомов углерода, при
действии активных металлов.
|
CH2Br-CHBr-CH3 +MgàCH2=CH-CH3+MgBr2
Также может использоваться цинк.
|
V. Дегидрирование алканов при 500°С:
|
|
VI. Неполное гидрирование диенов и алкинов
|
С2Н2 + Н2
(недостаток) –(kat)à С2Н4
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.