Weglowodory nienasycone 09.pdf

(307 KB) Pobierz
Weglowodory nienasycone 09
W Ħ GLOWODORY NIENASYCONE
alkeny (C=C); alkiny (CŞC); wħglowodory skondensowane (C=C=C); wħglowodory sprzħŇone
(C=C-C=C); wħglowodory o izolowanych wiĢzaniach wielokrotnych (C=C-C-C=C) …
ALKENY
Powszechne w przyrodzie: ŋ - pinen, karoten, …etylen
WaŇne zwiĢzki przejĻciowe w syntezie organicznej.
Nazewnictwo:
IUPAC: alk en
zwyczajowo: -ylen
CH 2 =CH-CH 3 propen = propylen
·
ZnajdŅ łaıcuch zawierajĢcy grupħ funkcyjnĢ (tu C=C);
·
Ponumeruj łaıcuch poczĢwszy od kraıca bliŇszego C=C (w cykloalkanach – C=C - nr 1 i 2)
hept-2-en
cyklopenten
·
Dodaj do nazwy podstawniki starajĢc siħ, aby miały jak najniŇsze lokanty;
·
Zidentyfikuj stereoizomery, oznacz je jako cis/trans (Z/E) :
H 3 C
CH 3
H 3 C
H
H 3 CClHC
CH 3
C C
C C
C C
H
H
H
CH 3
H
H
cis- but-2-en trans -but-2-en 4-chloro- cis -pent-2-en
lub Z/E (gdy układ bardziej skomplikowany (3 lub wiħcej podstawników)
Gdy grupy o wyŇszym pierwszeıstwie po tej samej stronie C=C Z (zusammen), gdy po
przeciwnych - E (entgegen).
Br
F
H 3 CH 2 C
CH 2 CH 2 CH 3
C C
C C
F
H
ClH 2 CH 2 C
CH 3
( Z )- 1-bromo-1,2-difluoroeten ( E ) – 1-chloro-3-etylo-4-metylohept-2-en
Podstawniki:
H 3 C
H
CH 2 =CH- etenyl
CH 2 =CH-CH 2 - propenyl (allil)
(winyl)
C C
H
trans -prop-1-enyl
1
106654284.025.png 106654284.026.png
Struktura:
WiĢzanie ʩ relatywnie słabe (lepsze nakładanie sp 2 )
Izomeryzacja termiczna – E akt. = energia wiĢzania ʩ
E akt. = 65 kcal/mol
*
E dys. (eten) = 173 kcal/mol ¼ E(
s
) = 108 kcal/mol
*
WiĢzanie =C -- R (H) takŇe silniejsze ŗ nie zachodzĢ reakcje rodnikowe przez oderwanie
winylowego at.wodoru.
Wła Ļ ciwo Ļ ci fizyczne:
T wrz zbliŇone do alkanów, eten
¸
buten – gazy
nierozpuszczalne w wodzie, dobrze – w rozp. niepolarnych
pentan
t topn = -130
°
C
trans –pent-2-en t topn = -135
°
C
cis -pent-2-en t topn = -180
°
C (U-shape – utrudnia upakowanie)
H 3 C
CH 3
H 3 C
H
CH 3 -C(sp 2 )
m
C C
C C
m= 0
H
H
H
CH 3
eten - pK a = 44 (etan, pK a = 50)
2
106654284.027.png 106654284.028.png 106654284.001.png
Ciepło wodorowania – miara stabilno Ļ ci alkenów
Alkeny bardziej podstawione – trwalsze
R
R
R
R
R
H
R
R
R
H
C C
>
C C
>
C C
>
C C
>
C C
R
R
R
H
H
R
H
H
H
H
Izomery trans sĢ bardziej stabilne od cis .
*
Otrzymywanie alkenów:
1. Eliminacja HX z halogenoalkanów (lub sulfonianów)
X
B
+ HX
C C
H
CH 3
EtO Na
EtOH, T
H 3 C
CH 3
H 3 CH 2 C
H
CH 3 CH 2 CCH 3
C C
+
C C
Br
H
CH 3
H 3 C
H
70%
30%
Zasada atakuje wicynalny atom H wzglħdem atomu zwiĢzanego z grupĢ odchodzĢcĢ.
Reguła Zajcewa :
Podczas eliminacji tworzy siħ głównie C=C miħdzy atomem zwiĢzanym z gr. odchodzĢcĢ a
sĢsiednim, najbardziej podstawionym atomem.
Reakcja eliminacji faworyzuje czħsto produkt trans w stosunku do cis .
3
106654284.002.png 106654284.003.png 106654284.004.png
C H 3
H 3 CH 2 C
H
H 3 CH 2 C
C H 3
EtO Na
EtOH, T
CH 3 CH 2 C H 2 CH
C C
+
C C
+ CH 3 CH 2 C H 2 CH=C H 2
Br
H
C H 3
H
H
31%
51%; trans
18%; cis
2. Dehydratacja alkoholi
OH
H
H 2 SO 4
100 ° C
H 3 C C C CH 3
CH 3 CH=CHCH 3 + CH 2 =CHCH 2 CH 3
80%
slady
H H
ReaktywnoĻę:
3
> 2
°
> 1
°
3
°
, 2
°
- eliminacja jednoczĢsteczkowa (E1)
Z przegrupowaniem karbokationu:
CH 3
OH
H 3 C
H
CH 3
H 2
C C
H 3 C C
CH 3
+ H 3 C C H
H
CH 3
H 3 C
H
H
CH 2 CH 3
H
+ inne
izomery
54% (termodynamicznie najbardziej korzystny)
przegrupowanie 2 o ----> 2 o
3. Uwodornienie alkinów
R
R'
H 2
R C C R'
C C
kat. Lindlara
H
H
Na, NH 3
R
H
R C C R'
C C
H
R'
REAKCJE ALKENÓW
A E
A B
C C
+ A-B
C C
D
H
°
= [D
°
( ʩ ) + D
°
(A-B)] – [D
°
(C-A) + D
°
(C-B)]
D
H
°
< 0
4
°
106654284.005.png 106654284.006.png 106654284.007.png 106654284.008.png 106654284.009.png
1. Katalityczne wodorowanie - katalizatory: Pd-C, Pt , Ra-Ni
CH 2 CH 3
H
CH 2 CH 3
H 2, PtO 2
CH 2 CH 3
H
+
H
EtOH
CH 3
CH 3
H
CH 3
cis - 1-etylo-2-metylocykloheksan
(racemat)
Hydrogenacja jest streospecyficzna – addycja syn
2. Elektrofilowa addycja halogenowodorów
A E
H
H X
X
C C
C C
Reakcje, w ktrych uprzywilejowane jest powstawanie jednego z rŇnych moŇliwych
stereoizomerw nazywamy stereoselektywnymi.
Regioselektywno Ļę A E (orientacja addycji) – reguła Markownikowa :
Proton przyłĢcza siħ do mniej podstawionego atomu wħgla = powstaje trwalszy karbokation.
HCl
CH 3 -CH 2 -CH 2
CH 3 CH=CH 2
Cl
HCl CH 3 -CH-CH 3
CH 3 -CH-CH 3
Cl
3. Elektrofilowa hydratacja
H 3 C
H
H 3 C
CH 3
CH 3
H
(CH 3 ) 3 C-OH
C
C CH 2
H 3 C
C
OH 2
H 3 C
CH 3
CH 3
Hydratacja alkenów i dehydratacja alkoholi – procesy równowagowe; H + - katalizator
TŖ , c(H 2 SO 4 )Ŗ ŗ c(alken)Ŗ
OdwracalnoĻę protonowania alkenów ¼ równowaga alkenów
OH
CH 3 CH-C-CH 3
CH 3 CH 2 -CH=CH 2 + CH 3 -CH=CH-CH 3
cis + trans
H
Reprotonowanie – mechanizm kontroli termodynamicznej
H
-H
CH 3 CH=CH-CH 3
CH 3 CH 2 CH-CH 3
CH 3 CH 2 -CH=CH 2
5
106654284.010.png 106654284.011.png 106654284.012.png 106654284.013.png 106654284.014.png 106654284.015.png 106654284.016.png 106654284.017.png 106654284.018.png 106654284.019.png 106654284.020.png 106654284.021.png 106654284.022.png 106654284.023.png 106654284.024.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin