Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Этиленовые углеводороды (алкены, олефины)



 

Углеводороды, в молекуле которых помимо одинарных σ-связей углерод – углерод и углерод – водород имеются углерод-углеродные π-связи, называются непредельными.

Углеводороды, содержащие одну π-связь (т.е. двойную связь), называются алкенами (олефинами), или, по первому члену ряда – этилену, - этиленовыми углеводородами. Общая формула их гомологического ряда - CnH2n.

 

Номенклатура

В соответствии с правилами ЮПАК при построении названий алкенов наиболее длинная углеродная цепь, содержащая двойную связь, получает название соответствующего алкана, в котором окончание –ан заменено на –ен.

H3C-CH2-CH=CH2

Бутен-1(или 1-бутен)

 

 

 

Радикалы называются и нумеруются, как и в случае алканов.

Углеводородные радикалы, образованные из алкенов, получают суффикс –енил, в общем случае –алкенил. Нумерация в радикале начинается от углеродного атома, имеющего свободную валентность.

 

 

Изомерия

Помимо структурной изомерии в ряду алкенов появляется еще и изомерия положения двойной связи. В общем виде такого типа изомерия – изомерия положения заместителя (функции) – наблюдается во всех случаях, когда в молекуле имеются какие-либо функциональные группы. Для алкана C4H10 возможны два структурных изомера:

H3C-CH2-CH2-CH3 и

 

 

Для алкена C4H8 (бутена):

 

 

Изомеры состава C4H8:

1) бутен-1 CH2=CH—СH2—CH3 2) 2-метилпропен 3а) транс-бутен-2 3б) цис-бутен-2 4) метилциклопропан 5) циклобутан

Соединение двойной связи.Энергия разрыва молекулы по двойной связи С=С равна 146 ккал/моль; так как энергия σ-связи С – С равна 81 ккал/моль, то, следовательно, энергия разрыва π-связи равна лишь 146-81=65 ккал/моль.

π-электроны значительно легче σ-электронов поддаются влиянию, например поляризующих растворителей, или воздействию любых атакующих реагентов.

 

Методы получения

3.3.1.При действии спиртовых растворов едких щелочей на галогенопроизводные отщепляется галогеноводород и образуется двойная связь:

H3C-CH2-CH2Br H3C-CH=CH2+NaBr+H2O

Бромистый пропил пропилен

 

Если в α-положении к атому углерода, связанному с галогеном, находятся третичный, вторичный и первичный атомы водорода, то в первую очередь отщепляется третичный атом водорода, затем вторичный и т.д.:



 

3.3.2.При действии на спирты водоотнимающих средств:

а) при пропускании спиртов над оксидом алюминия при 350°С

б) при действии на спирты серной кислоты реакция идет через промежуточное образование эфиров серной кислоты:

 

3.3.3.При действии Zn или Mg на дигалогенопроизводные с двумя атомами галогена у соседних атомов углерода:

 

3.3.4.Гидрированием ацетиленовых углеводородов над катализаторами с пониженной активностью:

HC≡C-CH(CH3)2 H2C=CH-CH(CH3)2

3-метилбутин-1 3-метилбутен-1

Физические свойства

Как и алканы, низшие гомологи ряда простейших алкенов – газы при обычных условиях, а начиная с C5 - низкокипящие жидкости.

Все алкены, как и алканы, практически нерастворимы в воде и хорошо растворимы в других органических растворителях, за исключением метилового спирта; все они имеют меньшую плотность, чем вода.

Химические свойства

3.5.1.Присоединение водорода.

Присоединение водорода к алкенам приводит к образованию предельных углеводородов: CH3CH=CH2+H2 CH3CH2CH3

Присоединение водорода к этиленовым соединениям в отсутствие катализаторов происходит лишь при высоких температурах. Значительно легче присоединение водорода идет при действии иодистого водорода, но наиболее удобным способом является присоединение водорода в присутствии катализаторов.

 

3.5.2.Присоединение галогенов.

Галогены присоединяются к олефинам с образованием 1,2-дагалогенопроизводных, причем атомы галогена располагаются у соседних углеродных атомов:

На первой стадии реакции образуется связь между π-электронами двойной связи и электрофильной частицей галогена с образованием так называемого π-комплекса I. Далее π-комплекс перегруппировывается в так называемый ониевый ион II с отщеплением аниона галогена. Затем анион атакует ониевый ион с образованием продукта присоединения III.



 

3.5.3.Присоединение галогеноводородов.

Галогеноводороды присоединяются к алкенам с образованием галогеналкилов. Присоединение в случае несимметричных молекул идет по правилу Марковникова, т.е. водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода (с наибольшим числом водородных атомов):

H3C - CH = CH2+HBr H3C-CHBr-CH3

 

3.5.4.Присоединение воды и серной кислоты.

В присутствии кислот вода присоединяется по двойной связи по правилу Марковникова.

Так же идет реакция с серной кислотой:

 

3.5.5.Окисление перманганатом калия в нейтральной средеприводит к образованию гликолей:

 

3H2C=CH2+2KMnO4+4H2O 3H2C—CH2+2KOH+2MnO2

OH OH

 

Кислые растворы перманганата окисляют алкены с разрывом цепи по С=С-связи с образованием кислот или кетонов:

 

 

3.5.7.Полимеризация олефинов.

Особо важное значение получила полимеризация этилена и пропилена в полимеры с молекулярным весом около . Процесс полимеризации проводят в присутствии катализатора триэтилалюминия.

Полиэтилен, получаемый этим способом, представляет собой предельный углеводород нормального строения. Он менее эластичен, чем полиэтилен, получаемый при высоких давлениях, но обладает большей твердостью и способен выдерживать воздействие более высоких температур.

При полимеризации пропилена H3C-CH=CH2 под действием (C2H5)3Al и TiCl4 образуется изотактический полипропилен – полимер, в котором все боковые CH3 - группы занимают одинаковые пространственные положения. Это придает полимеру большую прочность, и он может даже применяться для изготовления синтетического волокна:

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!