АЛКЕНЫ Углеводороды, в которых имеются двойные и тройные связи, называются ненасыщенными, так как они содержат водороды меньше, че

x

z

1200

С*

sp2

АЛКЕНЫ

sp2

s

p

ИЗОМЕРИЯ АЛКЕНОВ

Возможны три типа изомерии:

1. Изомерия углеродного скелета
2. Изомерия положения двойной

АЛКЕНЫ

Цис-транс-изомерия:

Цис-бутен-2
Тпл.= –139,30С
Ткип.= +3,700С

Транс-бутен-2
Тпл.= –105,80С
Ткип.= +0,960С

АЛКЕНЫ. ПОЛУЧЕНИЕ АЛКЕНОВ

1.Промышленные способы:

1.1 Крекинг и пиролиз нефти: продукты 25% от

элиминирование

–C = C–

X

Y

–C – C–

2.Лабораторные способы:

Общая схема:

2.1. Дегидратация спиртов

кислота

спирт

алкен

(H2SO4)

H

OH

–C – C–

АЛКЕНЫ.

Легкость дегидратации спиртов:

третичные > вторичные > первичные

Пример:

H2SO4

этиловый спирт

ОН

Н

CH2 – CH2

2.2

Легкость дегидрогалогенирования галогенопроизводных:

третичные > вторичные > первичные

R

R

R–C–X

R

H

R–C–X

H

H

R–C–H

>

>

X= Cl, Br, I

2.3.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКЕНОВ

Типичными реакциями двойной связи являются реакции присоединения, при которых

π–связь реагирует с соединениями, которые объединены электронами (т.е. с электрофилами). Поэтому

ЭЛЕКТРОФИЛЬНОЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ

1-ая стадия:

атака π-электроного облака электрофильным реагентом (медленная стадия):

карбкатион

+

E–C–C– +:Nu

C=C

δ+

δ-

+

2-ая стадия:

присоединение нуклеофила (:Nu) к образовавшемуся карбкатиону (быстрая стадия):

+

E–C–C– + :Nu–

E–C–C–Nu

:Nu– = Cl–, Br–, I–, HSO4, H2О и др.

В роли E–Nu

Примеры реакций

1. Присоединение галогена: образуются вицинальные (vicinus-соседний) дигалогенпроизводные:

Схема:

С=C + Х2

X–C–C–X

X2= Cl2,

механизм реакции:

На 1-ой стадии алкен поляризует молекулу галогена:

На 2-ой стадии к

-H+

CH2Br-CH2OH2+

NO3

H2O

CH2Br-CH2NO2

Br

Cl–

CH2Br-CH2Cl

CH2Br-CH2Br

–

–

ЭЛЕКТРОФИЛЬНОЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ

механизм реакции:

2. Присоединение галогеноводородов. Правило Марковникова.

В реакциях присоединения несимметричных реагентов типа

«При присоединении галогено-водородов к несимметричным алкенам водород присоеди-няется к наиболее

В применении к нашему случаю: направление реакции будет определяться устойчивостью

Современная формулировка :

«Электрофильное присоединение к двойной углерод-углеродной связи протекает через

Электронодонорные заместители повышают устойчивость карбкатиона, т.к. стремятся уменьшить положительный заряд

УСТОЙЧИВОСТЬ КАРБКАТИОНОВ

Алкильные радикалы проявляют электронодонорный, или положительный индукционный эффект (+I-эффект),

R

R

R

C+

R

H

R

C+

H

H

R

C+

>

>

R

R

R

C–

R

H

R

C–

H

H

R

C–

<

<

Стрелка означает смещение электронов σ–связи в сторону атома углерода (+I

Другие реакции присоединения

3. Присоединение водорода (гидрирование алкенов)

Общая схема:

(π-связь=251 кдж)

(435 кдж)

(2*406 кдж)

+

Потенциальная энергия

Ход реакции

–С=С– + Н2

Еа

Еа

–С–С–

Н

Н

АЛКЕНЫ. ГИДРИРОВАНИЕ

Пример:

4. Присоединение воды (гидратация алкенов):

(H3PO4+ соли Al, Cd, Cu, Co); t0c=300;

Общая схема:

Пример:

АЛКЕНЫ. ГИДРАТАЦИЯ

5. РЕАКЦИЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ:

Общая схема:

Пример:

Механизм реакции алкилирования:

СН3–С=СН2 + Н+

СН3

1)

+ СН2=С(СН3)2

+

(СН3)С–СН2–С(СН3)2

2)

(СН3)3С–СН2 ‒СН(СН3)2 + (СН3)3С+

6. ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ АЛКЕНОВ

Полимеризация - процесс последовательного присоединения множества малых молекул

X–Y + nA

X–(A)n–Y

Концевые группы

Инициатор

мономер

Реакция полимеризации может протекать по ионному или

Радикальная полимеризация:

1. стадия инициирования:

R – R

∙R + R∙

t0

C=C

R–C–C∙

R∙ +

C ∙

2.

АЛКЕНЫ

Примеры:

тетрафторэтилен

R-O:O-R

t0C

Тефлон (фторопласт)

СF2=CF2

Ионная полимеризация

а) катионная полимеризация: катализируется кислотами Льюиса (Н+,ВF3, AlCl3).

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ АЛКЕНОВ

Начальная стадия этого процесса аналогична электрофильному присоединению по двойной связи:

–H+

Н(–С–С–)nC–С+

H

Н–С–С–С–С–С–С+

АЛКЕНЫ. КАТИОННАЯ

Примеры:

n CH3–C=CH2

CH3

Кислота

Льюиса

n

В целом к катионной полимеризации склонны алкены, содержащие электроно-донорные

основание

n

акрилонитрил

полиакрилонитрил

n CH2=CH

CN ̶

–СH2–CH–

CN

Окисление алкенов

Реакции окисления сопровождаются:
а) разрывом π–связи;
б) либо разрывом

Окислители: KMnO4 (H+, OH-, H2O); K2Cr2O7 (H+); O2; O3.
В мягких условиях

По продуктам окисления делают вывод о положении двойной связи и

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Реакции алкенов

1.(А.Терней, 0,323, I): какие вещества вы получите при

2. Гидратация А в присутствии Н+ приведет к продуктам Б и