Nenasýtené uhľovodíky

1. Nenasýtené uhľovodíky 1. Alkény 2. Alkíny

2. 1. Alkény = olefíny • nenasýtené acyklické a cyklické uhľovodíky • okrem jednoduchých nepolárnych δ väzieb obsahujú aj jednu dvojitú väzbu (δ,π) • tvoria homologický rad, sumárny vzorec = CnH2n • každý vyšší člen sa od predchádzajúceho líši o skupinu –CH2

3. Typy izomérie • počnúc buténom jednému molekulovému (sumárnemu) vzorcu prislúcha niekoľko štruktúrnych vzorcov - reťazová izoméria a polohová izoméria • Dvojitá väzba je kratšia ako jednoduchá (C–C = 0,154 nm , C=C = 0,134 nm) a nie je okolo nej možná voľná rotácia. To umožňuje existenciu stereoizomérov cis- a trans -, ktoré sa odlišujú svojimi vlastnosťami

4. Stereoizoméria • Napíšte vzorce daných alkénov a porovnajte ich fyzikálne vlastnosti ! • cis-but-2-én trans-but-2-én • t. v. 4 °C t. v. 1 °C • t. t. -139 °C t. t. -106 °C

5. Názvoslovie alkénov a alkínov • názvy členov s počtom uhlíkov 5 a vyšším sú tvorené základom názvu gréckej číselnej predpony vyjadrujúcej počet uhlíkov a príponou –én (5 C 1-pentén), resp. predponou cyklo- • Alkény s viacerými dvojitými väzbami majú príponu –dién (diény) –trién (triény), atď, až –polyén (polyény). Alkíny majú názvy s príponou –ín. • Najjednoduchšími , základnými zlúčeninami sú etén, triviálne etylén (CH2=CH2) a etín , triviálne acetylén (CH≡CH). Triviálny názov acetylén sa používa ako základný názov. • Pri tvorbe názvov alkánov aj alkínov sa postupuje tak, aby dvojitá (trojitá) väzba bola súčasťou hlavného reťazca. O číslovaní reťazca rozhoduje poloha dvojitej (trojitej) väzby. • Pri tvorbe názvov zložitejších zlúčenín obsahujúcich dvojité aj trojité väzby pri výbere základného reťazcarozhoduje: (a) najväčší počet násobných väzieb, (b) najdlhší reťazec, (c) najväčší počet dvojitých väzieb

6. Vlastnosti vybraných alkénov a alkínov • Etylén a propylén sú plyny. Vlastnosti majú podobné alkánom. Dvojitá väzba spôsobuje väčšiu reaktívnosť týchto zlúčenín. Využívajú sa v chemickom priemysle pri syntéze rôznych zlúčenín. Ich polymerizáciou sa pripravuje polyetylén a polypropylén. Obdobne sa využívajú aj iné alkény a alkadieny. • Z alkínov je najdôležiteší acetylén C2H2 (CH≡CH). Je to bezfarebný horľavý plyn. V zmesi so vzduchom vybuchuje. Vyrába sa z acetylidu vápenatého (karbid vápenatý) - CaC2. Zmiešaním karbidu s vodou vzniká acetylén podľa rovnice: • CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2. • Acetylén sa používa na zváranie kovov, ale najmä na chemickú syntézu rôznych zlúčenín.

7. Acetylén • surovina pre výrobu plastov • (polyvinylchloridu - PVC), kyseliny octovej... • Kyslíkoacetylenový plameň sa používa pri zváraní a rezaní kovov. • veľký význam má adícia vody na acetylén (Kučerovova reakcia): • CHΞCH + H2O →[CH2=CH–OH] ⃡CH3–CH=O • vinylalkohol acetaldehyd • trimerizácia acetylénu (vyššia teplota a tlak): • CH Ξ CH + CH Ξ CH + CH Ξ CH →benzén • Teplota 400 -500 °C • tetramerizácia acetylénu (vyššia teplota a tlak): • 4 CH Ξ CH → styrén Teplota 400 -500 °C • Jeho polymerizáciou sa vyrába polystyrén

8. Reakcie alkénov a alkínov • Adičné reakcie: • typické reakcie uhľovodíkov s dvojitou väzbou • násobnosť väzby sa znižuje alkény → substituované alkány • väčšinou exotermické reakcie (vzniká stabilnejšia molekula) • Elektrofilná adícia: • reakcia alkénov s elektrónovo nenasýtenými látkami, ktoré majú charakter Lewisových kyselín • alkény majú „zásaditý“ charakter • reaktivita alkénov stúpa: • CH2=CH2 < CH2=CH-R < R-CH=CH-R

9. Markovnikovo pravidlo pri adičných reakciách • Markovnikovo pravidlo • Ako bude prebiehať adícia ak dvojitá väzba sa nachádza medzi nerovnocenne substituovanými uhlíkmi ??? • CH2=CH-CH3 + HCl →CH2-CH2-CH2 aj CH3-CH-CH3 • | | • Cl Cl • � Elektrofilná skupina (teda H) sa viaže na uhlík, na ktorom je väčší počet vodíkov

10. Adičné reakcie Br2 • Adícia brómu na násobnú väzbu sa používa aj na analytický dôkaz dvojitej väzby. Tmavý roztok • brómu v CCl4 sa po adícii na dvojitú väzbu odfarbí na bezfarebný dibrómderivát. Na nasledujúcom obrázku je vľavo roztok Br2 v CCl4, ďalej vidíme odfarbenie roztoku po reakcii s cyklohexénom,v poslednej skúmavke vidieť, že nasýtený cyklohexán s brómom nereaguje. • Obr. Reakcia roztoku Br2 v CCl4 (prvá skúmavka) s cyklohexénom (druhá skúmavka) a s cyklohexánom (tretia skúmavka)

11. Ďalšie reakcie alkénov: • Oxoreakcie (adície CO a H2, resp. CO a H2O): • majú technický význam • t = 120 – 180 °C; p = 20 MPa; katalyzátor = Co2(CO)8 • vznikajú aldehydy, prípadne alkoholy alebo karboxylové • kyseliny (CO a H2O) • Polymerizačné reakcie: • mnohonásobná adícia molekúl alkénov navzájom • vznikajú polyméry • polymerizácia etylénu a propénu je katalyzovaná Zieglerovými katalyzátormi (TiCl4 + trialkylhliník) na zníženie potrebnéhovysokého tlaku a teploty

12. Významné alkadiény • 1,3- butadién • CH2=CH -CH=CH2 • Plyn, ktorý slúži na výrobu syntetického kaučuku • Izoprén( 2-metyl-1,3- butadién) • CH2=C -CH=CH2 • l • CH3 • Stavebná jednotka steroidov, terpénov a vyrába sa z neho kaučuk