1. Ненасыщенные (непредельные) алифатические углеводороды 2. Алкены 12.11.2014Нижник Я.П. 1. - презентация

1 1. Ненасыщенные (непредельные) алифатические углеводороды 2. Алкены Нижник Я.П. 1

2 Нижник Я.П. 2 * Ненасыщенные углеводороды содержат двойные или тройные связи, которые могут насыщаться водородом C n H 2n+2-2k * k- степень ненасыщенности состава. * k равна числу молекул водорода, которые можно присоединить к одной молекуле углеводорода. * В случае алкенов k = 1, в случае алкинов и алкадиенов k = 2.

3 Нижник Я.П. 3 * Алкены (олефины, этиленовые углеводороды, алкилены) – непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат одну двойную связь. * Общая формула гомологического ряда алкенов C n H 2n

4 Нижник Я.П Строение алкенов

5 Нижник Я.П. 5 * 2. Номенклатура алкенов этан этен пропан пропен * этан этилен пропан пропилен * Главная цепь обязательно должна включать в себя двойную связь, поэтому она может быть и не самой длинной * Нумерацию начинают с того конца цепи, который ближе к двойной связи. Локант, обозначающий положение двойной связи, ставится после суффикса -ен.

6 Нижник Я.П. 6 * 4-метилгексен-1 * 4-метил-1-гексен * 4-метилгекс-1-ен (современное название)

7 Нижник Я.П. 7 * Названия радикалов образуются путём добавления –ил к названию алкена: этен этенил (винил) пропен пропенил 1,3-дивинилциклогексан

8 Нижник Я.П. 8 * 3. Изомерия алкенов * 3.1. Структурная изомерия алкенов * Изомерия углеродного скелета бутен-1 метилпропен

9 Нижник Я.П. 9 * Изомерия положения кратной связи * Межклассовая изомерия пропен циклопропан

10 Нижник Я.П * 3.2. Пространственная изомерия алкенов цис-бутен-2 транс-бутен-2 (E)-бутен-2 (Z)-бутен-2 В современной номенклатуре вместо цис используется стерео дескриптор (Z) – (нем. Zusammen – вместе), а вместо транс используется (E) – (нем. Entegegen – раздельно).

11 Нижник Я.П Цислейтания – наименование земель австрийской короны; показано красным Транслейтания наименование земель венгерской короны; показано зелёным

12 Нижник Я.П * 4. Физические свойства Физические свойства алкенов закономерно изменяются в гомологическом ряду: С 2 Н 4 - С 4 Н 8 – газы, С 5 Н 10 - С 17 Н 34 – жидкости, с С 18 Н 36 – твердые вещества Алкены являются гидрофобными веществами. Жидкие алкены обладают очень своеобразным запахом.

13 Нижник Я.П * 5. Химические свойства * Для алкенов характерны реакции присоединения

14 Нижник Я.П * 5.1. Реакции присоединения к алкенам * Гидрирование (присоединение водорода) * Алкены легко присоединяют водород при нагревании и повышенном давлении в присутствии катализаторов, например платины (Фокин, Вильштеттер) или порошкообразного никеля (Сабатье) с образованием алканов: При комнатной температуре и обычном давлении алкены присоединяют водород в присутствии катализатора Уилкинсона – ((C 6 H 5 ) 3 P) 3 RhCl (за открытие таких катализаторов Дж. Уилкинсон получил Нобелевскую премию, 1973)

15 Нижник Я.П * Галогенирование (присоединение галогенов) бутен-1 1,2-дибромбутан Быстрое обесцвечивание коричневой окраски раствора брома в воде (бромной воды) служит качественной реакцией на наличие кратных углерод-углеродных связей.

16 Нижник Я.П * М е х а н и з м 1,2-дибромэтан Реакция идет по механизму электрофильного присоединения (A E )

17 Нижник Я.П * 1. Образование -комплекса * 2. Образование циклического галогенониевого иона * 3. Атака галогенониевого иона галогенид-ионом

18 Нижник Я.П * Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводородов) пропен 2-хлорпропан Реакция идет по механизму электрофильного присоединения (A E ).

19 Нижник Я.П М е х а н и з м этилен -комплекс карбкатион бромэтан

20 Нижник Я.П * правило Марковникова : При присоединении НХ к алкенам, водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при двойной связи

21 Нижник Я.П * Гидратация (присоединение воды) этилен этанол (этиловый спирт) Реакция идет по механизму электрофильного присоединения (A E )

22 Нижник Я.П * В реакциях несимметричных алкенов соблюдается правило Марковникова:

23 Нижник Я.П * Присоединение воды к двойной связи протекает в организме и катализируется ферментами, например : фумаровая кислота яблочная кислота

24 Нижник Я.П * Полимеризация алкенов Полимеризация – реакция образования полимеров, то есть соединений, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев. полиэтилен полипропилен (ок. 16 млн. тонн в 1980 году)

25 Нижник Я.П * Условия синтеза: 1500 атм, 200 o * при использовании катализатора Циглера-Натта (TiCl 4, Al(C 2 H 5 ) 3 ): атмосферное давление и температура o (Циглер,1955, Нобелевская премия, 1963). * Полиэтилен применяется в производстве пленок, труб, емкостей, технических волокон и многого др. * Полипропилен применяется в производстве полипропиленового волокна и пленок.

26 Нижник Я.П * Полифторэтилен (фторпласт-4, фторлон-4, тефлон), является продуктом полимеризации тетрафторэтилена: Тефлон является хорошим диэлектриком, очень устойчив к действию окислителей, щелочей, кислот, органических растворителей. Применяется в производстве изделий электротехнической, радиотехнической и химической промышленности.

27 Нижник Я.П * Поливинилхлорид (ПВХ) получают полимеризацией хлорэтилена (винилхлорида): На основе поливинилхлорида получают: пластмассы, пластизоли, поливинилхлоридное волокно.

28 Нижник Я.П * Полистирол – продукт полимеризации стирола: Применяется в производстве пенопластов, корпусов радио- и телеаппаратуры, различных деталей автомобилей и др.

29 Нижник Я.П * Полиакрилонитрил образуется при анионной полимеризации акрилонитрила: Применяется главным образом в производстве полиакрилонитрильного волокна (акрилового волокна). Акриловое волокно – синтетическое волокно, которое по многим свойствам близко к шерсти, устойчиво к действию света, кислот, органических растворителей. Торговые названия: акрил, нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, картель, дракон, вольпрюла.

30 Нижник Я.П * Полиакрилаты являются полимерами сложных эфиров акриловой или метакриловой кислоты: метилакрилат полиметилакрилат метилметакрилат полиметилметакрилат Применяются для производства органического стекла, пленок, лакокрасочных материалов, клеев и пропиточных составов для бумаги, кожи, дерева, ткани и др. Полиакрилаты широко используют в медицине, в частности в стоматологии, для изготовления искусственных челюстей и зубов, для пломбирования. Из полимеров и сополимеров на основе акрилатов изготовляют протезы и контактные линзы.

31 Нижник Я.П * Из винилацетата получают полимер – поливинилацетат: винилацетат поливинилацетат Поливинилацетат применяется в производстве эмульсионных красок, клеев (клей ПВА). Винилацетат используется для получения различных сополимеров (со стиролом, этиленом, винилхлоридом), используемых в производстве эмульсионных красок, покрытий для полов, грампластинок и др.

32 Нижник Я.П * 5.2. Реакции окисления алкенов этилен этиленгликоль

33 Нижник Я.П метилбутен-2 этаналь ацетон

34 Нижник Я.П этиленоксид Этиленоксид является важным промышленным продуктом, который является сырьем для получения ацетальдегида, акрилонитрила, этаноламинов, целлозольвов, красителей, этиленгликоля (а из него получают полиэтилентерефталат, полиуретаны, взрывчатые и душистые вещества и др).

35 Нижник Я.П * 6. Получение алкенов * 6.1. Получение из природных источников Алкены встречаются во многих нефтях, но обычно лишь в небольшом количестве. Этилен образуется в растениях и является фитогормоном. Действие этилена на растения впервые описано русским ученым Д. Н. Нелюбовым в одно гнилое яблоко портит целую бочку The rotten apple injures its neighbours

36 Нижник Я.П pdf Кулаева О.Н. Соросовский образовательный журнал, 1998, 11

37 Нижник Я.П * 6.2. Реакции элиминирования 1-бромпропан пропен пропанол-1 пропен

38 Нижник Я.П * Реакции гидрогалогенирования и дегидратации идут в соответствии с правилом Зайцева: Отщепление атома водорода в реакциях гидрогалогенирования и дегидратации происходит от наименее гидрогенизированного атома углерода.

39 Нижник Я.П * Дегидрирование алканов при 500 o С * Дегалогенирование дигалогеналканов катализаторы (Pt, Pd, Ni, Fe, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, ZnO) 1,2-дибромпропан пропен

40 Нижник Я.П * 6.3. Гидрирование алкинов бутин-2 цис-бутен-2 бутин-2 транс-бутен-2

41 Нижник Я.П * 6.5. Другие методы * Реакция Виттига, реакция Кори-Уинтера, присоединение боранов к алкинам с последующим гидролизом образующихся алкенилборанов и т.д.

42