Uhlovodíky

Uhlovodíky (Cyklo)Alkeny

(Cyklo)Alkeny • Obsahují dvojné vazby • Obecný vzorec alkenů: CnH2n • Hybridní stav: sp2

(Cyklo)Alkeny Názvosloví alkenů: a) Nerozvětvených alkenů • Odvozují se od alkanů nahrazením přípony –an za: - en (u alkenů s jednou dvojnou vazbou) - adien (u alkenů se dvěma dvojnými vazbami) - atrien (u alkenů se třemi dvojnými vazbami) CH3-CH=CH-CH3 CH3-CH=CH-CH2-CH3

(Cyklo)Alkeny Při tvorbě názvů alkenylů (=uhlovodíkové zbytky alkenů) se označí poloha volné valence co nejnižším lokantem bez ohledu na dvojnou vazbu CH3-CH=CH-CH2- but-2-en-1-yl CH2=CH-CH2-CH2- but-3-en-1-yl

(Cyklo)Alkeny b) Rozvětvených alkenů Zásady: • Vyhledá se řetězec s největším počtem násobných vazeb (v případě rovnosti těchto vazeb se zvolí z těchto možností řetězec nejdelší) • Očíslujeme tak, aby soubor lokantů vyjadřující polohu násobných vazeb byl co nejmenší • V případě více možností se zvolí to číslování, které určí substituentům co nejnižší soubor lokantů • Názvy substituentů se řadí podle abecedy bez ohledu na velikost, násobící předpony

(Cyklo)Alkeny Příklady alkenů:

(Cyklo)Alkeny Triviální názvy alkenů: CH2=CH2 ethylen (ethen) CH2=C=CH2 allen (propadien) CH2=CH- vinyl (ethenyl) CH2=CH-CH2- allyl (prop-2-en-1-yl)

(Cyklo)Alkeny Názvosloví cykloalkenů: Odvozují se názvů příslušných lineárních alkenů, přidáním předpony cyklo- Zásady: • Základem názvu je pojmenování příslušného kruhu • Očíslujeme ho tak, aby soubor lokantů vyjadřujících polohu dvojných vazeb byl, co možná nejmenší (atomy se číslují přes dvojnou vazbu) • V případě více možností se zvolí číslování, které určí substituentům, co nejnižší soubor lokantů • Názvy substituentů se řadí podle abecedy (bez ohledu na velikost lokantů nebo násobící předpony)

(Cyklo)Alkeny Sloučeniny pojmenujte:

(Cyklo)Alkeny Struktura cyklo(alkenů): Izomerie: Konstituční -řetězová

(Cyklo)Alkeny Konstituční polohová Liší se polohou dvojných vazeb Liší se polohou dvojných vazeb Liší se polohou substituentů

(Cyklo)Alkeny Konfigurační- geometrická Alkeny mohou tvořit cis/trans izomery Cis izomerii – mají stejné substituenty na stejné straně dvojné vazby trans-but-2-en cis-but-2-en

(Cyklo)Alkeny Příprava a výroba: • průmyslově se získávají při krakování ropy nebo pyrolýzou zemního plynu • založena na eliminačních reakcích: a) Dehydrogenace nasycených uhlovodíků: • podmínky: katalyzátor Pt Pt CH3-CH2-CH2-CH3 ---> CH3-CH=CH-CH3+H2

(Cyklo)Alkeny b) Dehydratace alkoholů: dehydratační činidlo: kyselina c) Dehydrohalogenace halogenderivátů uhlovodíků: kyselina ----> -H2O Lewisova báze ----> -HX

(Cyklo)Alkeny Fyzikální vlastnosti: • podobné jako u alkanů, hodnoty fyzikálních konstant jsou závislé na velikosti molekul • absorpce záření: se zvyšujícím se počtem dvojných vazeb v konjugaci se vlnová délka prodlužuje až do viditelné oblasti, látky se jeví jako barevné

(Cyklo)Alkeny Chemické vlastnosti: • reakce probíhají hlavně na dvojné vazbě • dvojná vazba je místem zvýšené hustoty elektronů • přitahuje částice se záporným nábojem (elektrofily)

(Cyklo)Alkeny Reakce: A) Adice – elektrofilní, radikálová B) Oxidace C) Polymerace – radikálová, iontová D) Substituce

(Cyklo)Alkeny A) Adice • Elektrofilní adice AE Mechanismus: • činidlo se heterolyticky rozštěpí na ionty • elektrofil reaguje s ∏-elektrony dvojné vazby za vzniku ∏-komplexu • ∏-komplex se pomalu rozpadá za vzniku karbokationtu • karbokation rychle reaguje s nukleofilem za vzniku produktu

(Cyklo)Alkeny • stabilita karbokationtů: nejstabilnější je karbokation na terciárním uhlíku, nejméně stabilní na primárním uhlíku • Markovníkovo pravidlo:při elektrofilní adici se elektrofilní skupina váže na uhlík, na kterém se nachází větší počet vodíkových atomů (aby vznikl nejstabilnější karbokation)

(Cyklo)Alkeny 1) Elektrofilní adice AE • Halogenovodíkových kyselin • Vody Katalyzátor: minerální kyseliny (H2SO4, HCl, H3PO4) Produkt: alkohol H-X ---> alken hydrogenalkan H+ + H2O ---> alken alkohol

(Cyklo)Alkeny c) Halogenů katalyzátor: Lewisova kyselina (AlCl3) trans-adice – halogeny se adují z opačných stran X-X ---> alken dihalogenalkan

(Cyklo)Alkeny 2) Radikálová adice Mechanismus: Iniciace činidlo: UV záření, teplo nebo katalyzátory peroxidového charakteru X-Y -> X • +Y • Propagace +X-Y ---> + X• ---> + X•

(Cyklo)Alkeny terminace: Y • + --->

(Cyklo)Alkeny • Hydrogenace katalyzátor: Raneyův nikl Syn-adice=cis adice (obě skupiny se navazují z jedné strany) Ni + H2 ---> 80°C + alken alkan 50% alkan 50%

(Cyklo)Alkeny b) Halogenů – řetězový charakter, snadnost F >Cl>Br, adice I neprobíhá CH3-CH=CH2 c)Halogenovodíků –v přítomnosti peroxidů dochází k adici H proti Markovníkovu pravidlu = Kharaschovo pravidlo UV + Cl2 --> peroxidy + HBr ---> alken bromalkan

(Cyklo)Alkeny • Oxidace – pomocí KMnO4 • za studena v alkalickém prostředí - vznik diolů • za horka v kyselém prostředí – štěpení celé molekuly za vzniků CO2 + H2O • OH-

(Cyklo)Alkeny • Polymerace = spojování velkého počtu molekul nízkomolekulárních látek = monomerů za vzniku tzv. polymerů Polymery = látky o vysoké molární hmotnosti, v jejichž struktuře se opakuje jeden nebo několik stejných strukturních motivů Makromolekula = částice o vysoké molární hmotnosti složená z velkého počtu atomů spojených do dlouhých řetězců K nastartování polymerace se používají látky označované jako iniciátory, podle kterých se polymerace dělí na: • Radikálovou polymeraci • Iontovou polymeraci

(Cyklo)Alkeny • Radikálová polymerace iniciace: iniciátor se rozpadá na volné radikály: R-R -> R· + R· propagace: volné radikály napadají molekuly monomeru a vzniká makromolekula R· + CH2=CH2 -> R-CH2-CH2 · R-CH2-CH2· + CH2=CH2 -> R-CH2-CH2- CH2-CH2 · terminace: ukončení růstu řetězce

(Cyklo)Alkeny b) Iontová polymerace katalyzátor: Lewisovy kyseliny (AlCl3), které aktivují malé množství kokatalyzátoru iniciace: vytváří se karboniový kation H++------> + +

(Cyklo)Alkeny propagace: růst makromolekuly, na karboniový kation se adují další molekuly monomeru + ----> terminace: ukončení růstu řetězce + +

Alkeny D)Substituce podmínky: vysoké teploty reakční mechanismus:neprobíhají na dvojné vazbě, ale na uhlíku, který s dvojnou vazbou sousedí Př. substituce 3-chlorprop-1-en propen Cl2 ---> t

(Cyklo)Alkeny Zástupci: ETHEN: vlastnosti: bezbarvý plyn, směs se vzduchem je výbušná výroba: získává se při zpracování ropy, zemního plynu použití:výroba ethanolu, ethylenglykolu, vinylchloridu, polyethylenu(PE=fólie, obalový materiál, umělé cévy) biologický význam: nejjednodušší rostlinný hormon, urychluje zrání ovoce, ovlivňuje odbourávání chlorofylu, opadávání listů a květů

(Cyklo)Alkeny ETHEN

(Cyklo)Alkeny PROPEN : jeden z produktů při zpracování ropy použití: výroba polypropylenu = PP – umělé láhve, balakryl = nátěrové hmoty, lepidla

(Cyklo)Alkeny BUTEN: má čtyři izomery: but-1-en, cis-but-2-en, trans-but-2-en, 2-methylpropen použití: 2-methylbuta-1,3-dien výroba syntetického kaučuku 2-methylpropen se používá při výrobě leteckých benzínů

Uhlovodíky

Uhlovodíky

Presentation Transcript