ALKENY

ALKENY
NENASYCENÉ UHLOVODÍKY
1
ALKENY - mají ve svých molekulách alespoň
jednu dvojnou vazbu- C=C
homologický vzorec : CnH2n
názvy od alkanů zakončeny koncovkou – en
CYKLOALKENY homologický vzorec : CnH2n-2
názvy od cykloalkanů zakončeny koncovkou – en
POLYENY dvě a více dvojných vazeb
dieny, trieny,….
2
ALKENY – obecné vlastnosti dvojné vazby:
C=C hybridizace sp2, PLANÁRNÍ molekula
1 σ (sigma) vazba (na spojnici jader) + 1 π (pí)
(mimo spojnici, překryv orbitalů) vazba
Neumožňuje rotaci atomů, došlo by k přerušení
C=C
Geometrický izomer
cis x trans
3
Vlastnosti alkenů a cykloalkenů:
Alkeny podobné fyz. vlastnostmi alkanům
Vyšší reaktivita než alkany
Adiční reakce
Kumulované, konjugované, izolované dvojné vazby
4
NÁZVOSLOVÍ NENASYCENÝCH
UHLOVODÍKŮ
Ethen =ETHYLEN (triviální název)
Hexen
C6H12
Ethen
C2H4
Hepten
C7H14
Propen
C3H6
Okten
C8H16
Buten
C4H8
Nonen
C9H18
Penten
C5H10
Deken
C10H20
5
NÁZVOSLOVÍ NENASYCENÝCH
UHLOVODÍKŮ
Pravidla:
1) Poloha dvojné vazby = číslem před zakončení
H3C
H3C
CH2
CH2
CH
CH2
CH
CH
but- 1-en
CH3
pent-2-en
2) Hlavní řetězec s co nejmenším číslem dvojné vazby
6
NÁZVOSLOVÍ NENASYCENÝCH
UHLOVODÍKŮ
Pravidla:
3) Přednost dvojná vazba před substituentem
H2C
CH
CH2
CH2
CH2
CH
CH3
CH3
2-methylhept-6-en
x 6-methylhept -1- en
4) Více dvojných vazeb v molekule: dien, trien…
1
H2C
2
1
CH
3
2
CH
hept -1,3,5 - trien
4
3
CH
5
4
CH
6
5
CH
7
6
CH3
7
NÁZVOSLOVÍ NENASYCENÝCH
UHLOVODÍKŮ
Pravidla:
5) –H uhlovodíkový zbytek = alkenyly
Ethenyl: triviální název: vinyl
H
H2C
C
H
8
NÁZVOSLOVÍ NENASYCENÝCH
UHLOVODÍKŮ
Pravidla:
6) max.počet dvojných vazeb přednost před nejdelším
řetězcem
H2C
CH
CH
C
H2C
CH
CH2
CH2
CH2
CH3
3-butylhex-1,3,5-trien
9
REAKCE ALKENŮ
1) Adice
A) Halogenovodíků
B) Halogenů
C) Vody
A) Adice halogenovodíků:
Může probíhat mechanismem adice
i) elektrofilní
ii) radikálové
10
1) ADICE
zaniká dvojná vazba a vytváří se vazba jednoduchá
Mechanismem elektrofilním:
A) adice halogenovodíků
První fáze: vznik π(pí) komplexu
H
H
C
H
H+Cl-
C
rychle
H
H
C
pomalu
C
H
H
H
CH
+HC
H
H
H
H+
π komplex
H
H
karbokation
11
1) ADICE
zaniká dvojná vazba a vytváří se vazba jednoduchá
Druhá fáze: reakce s nukleofilním činidlem
H
H
CH
H
+HC
H
+
H
Cl-
H
rychle
H
C
C
H
Cl
H
H
12
Stabilita karbokationtů
Čím rozvětvenější, tím stabilnější
H3C
CH+
CH3
H
CH3
CH3
>
H3C
CH+
H
>
H3C
CH+
H
13
MARKOVNÍKOVO PRAVIDLO
H3C
C
H
CHH
3
H
+HCl
C
H
H
C
C
+ ?
+
H
H
H+
Stabilnější je na sekundárním C
= elektrofilní část (H+) napadajícího činidla
se váže na C, na kterém je větší počet H
14
A) Adice halogenovodíků :
AE
i) elektrofilní
H
H3C
CHH
3
C
H
C
+HCl
H
H
H
C
C
+ ?
+
H
H+
15
A) Adice halogenovodíků :
AR
ii) radikálová
H3C
CH
CH2
+HBr
H3C
CH2
CH2
Br
Proti Markovníkovu pravidlu !!!!!!!!!!!
Radikálově se štěpí jen HBr
16
b) Adice vody
Neprobíhá přímo, přes kyselinu sírovou, která se
uvolňuje
CH3–CH=CH2+ H+(HSO4)–→ CH3–CH–CH3
OSO3H
CH3–CH–CH3 + H2O → CH3–CH–CH3 + H2SO4
OSO3H
OH
17
REAKCE ALKENŮ
2) oxidace
A) Spalování za dost. vzduchu vzniká: CO2 + H2O
B) Mírnější oxidace s KMnO4 vzniká: alkohol
CH2=CH2 + KMnO4 → CH2–CH2 +H2O → CH2–CH2 +
O
O
KMnO4
OH OH
Mn
O
O
18
REAKCE ALKENŮ
3) hydrogenace
katalyzátor tz. Raneův nikl
Ni
H2C = CH2 + H2 → H3C – CH3
19
REAKCE ALKENŮ
4) polymerace
radikálově nebo iontově
= vazby do větších celků – polymerují
molekula alkenu : VL = monomer
obrovská molekula : P= polymer
20
PŘÍPRAVA:
eliminace
Příprava alkenů z alkanů
Katalytická dehydrogenace
Pt
H3C
CH3
H2C
CH2
21
POLYENY
Nejzajímavější = konjugované
Reakce: A adice
a) radikálová
b) elektrofilní
Snadnější A polyenů než u alkenů
22
POLYENY
V průběhu adice: směsi dle teploty
H2C
CH
CH
25°C
H2C
Cl
H2C
Cl
CH
CH
CH2
CH2
100°C
90%
10%
CH2 10%
90%
Cl
CH
CH
Cl
23
Zástupce dienů
Zástupce
1) But-1,3-dien
Základní monomer umělého kaučuku
n CH2=CH-CH=CH2
-[CH2-CH=CH-CH2-]-n
2) 2-methyl-but-1,3-dien = izopren
Základní monomer přírodního kaučuku
CH3
CH3
n
H2C
C
CH
CH2
[ CH2
C
CH
CH2 ]
n
24
Význam alkenů, polyenů
Pro výrobu
1) PE (polyethylenu)
2) PP (polypropylenu)
3) Kaučuku
Vulkanizace = přidání síry, kt. utvoří polysulfidické
můstky mezi řetězci (vyšší elasticita)
25
Přehled alkenů, polyenů
1) Ethen (ethylen)
Se vzduchem výbušná směs
Z něj výroba: ethanolu, polyethylenu
PVC = polyvinylchlorid z vinylchloridu
2) Propen
Z něj výroba: polypropylen
3) Buten
Při výrobě syntetického kaučuku
26