органика для медиков
.pdf
АЛКАНЫ
Номенклатура, суффикс ан.
|
|
|
|
|
|
|
|
CH4 |
метан |
|
|
|||||
CH3 |
|
CH3 |
этан |
|
|
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
CH3 |
|
|
|
|
CH2-CH2-CH3 |
н-бутан |
|
структурные изомеры |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
CH3 |
|
CH-CH3 |
2-метилпропан, изобутан |
|
(изомеры цепи) |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
CH2-CH2-CH2-CH3 |
н-пентан |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
CH3 |
|
|
|
|
CH-CH2CH3 |
2-метилбутан, изопентан |
|
структурные изомеры |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
(изомеры цепи) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
2,2-диметилпропан, неопентан |
|
|
|||||
CH3 |
|
|
|
|
C-CH3 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
||||
Для алканов характерна только изомерия углеводородной цепи.
Строение алканов
1.Атом углерода находится в sp3-гибридизации (см. стр. 4).
2.а) Пространственное строение метана и бутана: (указаны углы связей и длины связей С-С и С-Н) представлено ниже.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
109028' |
H |
|
H |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
H |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
H |
|
|
|
C |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
C |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,11нм |
|
H |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,154 нм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(C-C связь) |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
атом Н - за плоскостью бумаги |
|
|
|
109028' |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
атом Н - перед плоскостью бумаги |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
H |
|
|
|
|
атом Н - в плоскости бумаги |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Энергия С-С связи ЕС-С= 351 кДж/моль, длина С-С 0,154 нм б) Для описания относительного расположения фрагментов молекулы в алканах используются понятия “конформация”, “конформер”.
22
Конформация – форма молекулы, принимаемая в результате вращения вокруг С-С связи. Одна конформация отличается от другой углом поворота вокруг одной или более σ-связей. Вращение (поворот) вокруг σ-связей имеет низкий энергетический барьер, вращение считается практически незатрудненным.
Для каждого алкана возможно множество конформаций или множество поворотных изомеров. Граничные конформации – это заслоненная, скошенная (гош) и заторможенная, называют конформерами.
Конформации этана
Для изображения конформаций используются проекции Ньюмена. Атом углерода С1 изображается точкой, атом С2 – окружностью.
H |
|
|
Hb |
|
|
c |
|
He |
Hd |
He |
|
1 |
|
||||
|
Hf |
||||
C |
c1 |
c2 |
|||
C |
|
||||
Hb |
|
Hd |
Ha |
Hc |
|
Ha |
|
Hf |
проекция Ньюмена |
||
|
|
заторможенная конформация или заторможенный конформер
Hc |
|
|
H |
c |
H |
d |
||
|
Hd |
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
c1 |
c2 |
|||||
|
|
|
||||||
C |
|
C |
|
|||||
|
||||||||
|
|
|||||||
Hb |
|
Hf |
Ha |
HHf |
||||
Ha |
H |
He |
||||||
b |
||||||||
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
заслоненная конформация или заслоненный конформер
В заторможенной конформации электронные облака С-Н связей наиболее удалены друг от друга, поэтому энергия этой конформации меньше и она устойчивее. Разница в энергии заслоненной и заторможенной конформаций составляет 12 кДж/моль. У молекулы этана отсутствует скошенная конформация.
Конформации бутана
CH3
H |
H |
c2 |
c3 |
H |
H |
CH3
заторможенный
конформер
CH3 CH3
c2 c3
H H
HH
заслоненный
конформер
23
CH3
H3C |
H |
c2 |
c3 |
H |
H |
H |
|
скошенныйили гошконформер
Большинство молекул бутана пребывает в заторможенной конформации.
Реакционная способность
Реакции алканов протекают с разрывом С-Н и С -С связей по радикальному механизму (реакции, связанные с разрывом С-С связей в данном курсе не рассматриваются).
Реакции радикального замещения атома водорода
Атомы углерода в алканах имеют различную реакционную способность. Различают первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.
Первичные атомы углерода (п) имеют в качестве “соседа” только один атом углерода.
Вторичные атомы углерода (в) имеют в качестве “соседей” два атома углерода.
Третичные атомы углерода (т) имеют в качестве “соседей” три атома углерода.
Четвертичные атомы углерода (ч) имеют в качестве “соседей” четыре атома углерода.
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
||
|
|
т |
|
в |
ч |
CH3 |
п |
|||||
п |
|
|
|
|
||||||||
CH3 |
|
CH |
|
|
CH2 |
|
C |
|
|
CH3 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
3 |
|
|
CH |
3 |
|
||||
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
||||
Реакционная способность связей С-Н:
СТ -Н > СВ -Н > СП –Н
Наиболее легко разрываются связи СТ-Н. Для объяснения этого факта сравнивают величины энергий диссоциации связей С-Н (1) или устойчивость образующихся при этом свободных радикалов (2).
1.Энергии связей С-Н в алканах при гомолитическом разрыве связей.
24
Энергия разрыва связей |
Образующиеся свободные |
||
(кДж/моль) |
|
радикалы |
|
п |
|
435 |
|
H3C |
H |
CH3 |
|
п |
|
|
CH3CH2 |
CH3CH2 |
H |
410 |
|
в |
|
395 |
(CH3)2CH |
(CH3)2CH H |
|||
(CH3)3Cт |
H |
382 |
(CH3)3C |
2. Наиболее устойчивыми являются третичные свободные радикалы. Считается, что неспаренный электрон способен к частичной делокализации (на рисунке это показано изогнутыми стрелками) с участием электронных пар С-Н связей
соседних алкильных групп, расположенных в α-положении. Чем больше алкильных групп, тем эффективнее делокализация, следовательно устойчивее свободный радикал. Такой тип взаимодействия называется гиперконъюгацией или сверхсопряжением.
H H H H H 
H H 
C H H 
C
H H
C C
H
C 
H C 
C H 
H C H H H H CH H H CH H
Качественные реакции на алканы: отсутствие обесцвечивания растворов Br2 и KMnO4 в воде при 200С.
1.Галоидирование – замещение атомов водорода алканов на галоген.
Условия реакций: Cl2/hν (свет); Br2/ t0 (>1000C); изб.F2/CoF3
(с I2/hν реакция не идет)
Примеры реакций
1. CH |
|
в п |
-H + |
Cl2 |
h |
CH |
|
CH-CH |
+ |
CH |
|
CH |
-CH -Cl +HCl |
|||
|
CH-CH |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
3 |
|
3 |
3 |
2 |
2 |
|||||||||
3 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
45% |
|||||||
в - вторичный атом С |
|
|
|
55% |
|
|
||||||||||
п - первичный атом С |
|
|
2-хлорпропан, |
|
|
1-хлорпропан, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
хлористый изопропил |
|
хлористый пропил |
||||||
25
2. |
CH |
|
CH |
|
CH |
+ |
Br2 |
t |
CH3 |
|
CH-CH3 + CH3-CH2-CH2-Br + HBr |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
3 |
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Br
97% 3%
2-бромпропан 1-бромпропан
Реакции с Br2 протекает с высокой степенью селективности (т.е. один из продуктов реакции образуется в количестве более 60%), поэтому допускается написание в уравнении реакции только преимущественно образующегося продукта.
3. CH |
|
(CH ) |
|
CH |
изб. F2 |
CF |
3 |
|
(CF ) |
|
CF |
3 |
+ |
HF |
|
|
|
|
|
||||||||||
3 |
2 3 |
3 |
CoF3 |
|
2 3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перфторпентан (приставка "пер"означает, что все атомы Н замещены на атомы F)
Механизм реакции галоидирования на примере бромирования пропана
SR |
- замещение (S) радикальное (R). |
|
CH |
CH |
CH |
3 |
+ Br2 |
t |
CH3 CH |
CH3 |
+HBr |
|
|
|
||||||||
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
I этап. Инициирование. |
|
Br |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
Br |
Br |
t |
|
2 Br |
|
гомолитический разрыв связей |
|||
|
|
|
|||||||
II этап. Рост цепи. |
|
|
|
|
|
|
|||
CH3 CH |
CH3 |
+ |
Br |
|
CH CH CH +HBr |
|
|||
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
|
|
|
H |
|
|
|
|
изопропил-радикал |
|
атакует следующую |
|
|
|
|
|
|
(свободный радикал) |
молекулу пропана |
|||
CH |
CH |
CH |
+ |
Br Br |
|
CH3 |
CH |
CH3 + |
Br |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Br |
|
|
III этап. Обрыв цепи (рекомбинация свободных радикалов или атомов ).
Br
+ 
Br
Br2
CH3 CH CH3 + Br |
CH |
3 |
CH |
CH |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Br |
|
26
CH3 |
|
|
|
CH |
CH3 |
|
CH3 |
|
CH |
CH3 |
2,3-диметилбутан |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
CH3 |
|
|
CH |
CH3 |
|
CH3 |
|
|
CH-CH3 |
(побочный продукт) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
||||||||||
- вновь образующиеся связи
Для реакций радикального замещения характерен гомолитический разрыв связей.
2. Нитрование – замещение атомов водорода алканов на нитрогруппу
(-NO2).
Нитрование по Коновалову: разбавленная HNO3, t0, p.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, p |
|
|
NO2 |
|
|
CH |
3 |
CH |
CH |
|
+ HO-NO2 |
(pазб) |
CH |
C |
CH + |
H O |
||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
2 |
|||
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-метил-2-нитропропан |
|||||
Механизм SR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. HO |
NO |
t0,p |
|
|
|
HO |
|
+ NO |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. CH |
3 |
C |
CH |
3 |
+ |
HO |
|
|
CH3 |
|
C |
CH3 |
+ H |
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
атакует следующую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NO2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
молекулу изобутана |
||
|
CH |
C |
CH |
3 |
+ |
HO |
NO |
CH |
3 |
C |
CH3 |
+ HO |
|
|||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
||
3. |
HO |
+ |
NO2 |
|
|
|
|
HO |
NO |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
CH3 |
|
C |
CH3 |
|
+ |
HO |
|
|
CH3 C |
CH3 |
|
|||||
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трет-бутанол (побочный продукт) |
|||||
27
3. Сульфохлорирование – замещение атомов водорода алканов на группу сульфохлоридную группу:
O
S Cl
O
|
|
|
|
SO2 + Cl2 |
H3C |
|
(CH2)n |
H |
|
CH3 |
+ HCl |
||
CH (CH |
)nCH CH |
|
|
|
C |
|
|||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
||||||||||||
3 |
2 |
2 |
3 |
hν |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n = 8 ÷ 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
смеси хлорангидридов |
||
|
|
|
|
|
|
S |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
O |
алкансульфокислот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Возможно замещение атомов водорода при любых вторичных атомах углерода, т.е. реакция не региоселективна.
В промышленности для сульфохлорирования используют алканы С11-С18.
Механизм SR
1. Cl |
Cl |
hν |
2 |
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. CH |
(CH )n |
CH |
CH |
|
Cl |
H3C |
(CH2)n |
CH-CH3 + HCl |
||
|
|
|||||||||
3 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
Cl Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
(CH2)n |
||
CH |
(CH )n |
CH CH |
3 |
|
CH-CH3 |
|||||
|
|
|||||||||
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
CH + |
|
O |
O |
|
|
CH |
|
(CH )n |
|
CH |
Cl |
|
|||
|
3 |
|
|
|
||||||
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
S |
Cl |
|
атакует следующую |
||
|
|
|
|
|
O |
|
|
молекулу алкана |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для подавления хлорирования используют избыток SO2.
7.Сульфоокисление – замещение атомов водорода алканов на сульфогруппу
(-SO3H).
|
|
|
SO |
|
+ 1/ O |
|
|
|
H |
|
|
|
||
CH (CH )nCH |
CH |
|
|
2 |
2 |
2 CH3 |
|
(CH2)n |
C |
|
CH3 |
|
||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
3 2 |
2 |
|
3 |
|
|
hν |
|
|
|
|
|
|
|
смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
алкансульфокислот |
|
n = 8 ÷ 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
O |
S |
|
OH |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
28
Механизм SR
1. O |
O |
|
hν |
|
O |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
CH3 |
(CH2)n |
CH |
CH3 |
+ |
OOH |
||
2. CH |
3 |
(CH |
)n |
|
CH |
CH |
|
||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
S |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O CH3 (CH2)n |
|
|
|
O |
O |
||||
CH |
(CH )n |
|
CH |
CH |
|
CH |
CH3 |
||||||||||
|
3 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3(CH2)nCH2CH3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
CH |
3 |
(CH |
2) |
n |
CH |
CH3 |
|
|
CH |
(CH )n |
CH |
|
CH |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
O |
S |
O |
|
|
|
|
O |
S |
|
O |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
(CH2)n |
CH |
CH3 |
|||
CH |
(CH )n CH-CH |
SO2 |
|
CH |
(CH )n |
CH-CH |
+ SO3 |
||||||||||
|
|
||||||||||||||||
3 |
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
O |
|
S |
|
O |
|
|
|
|
S |
OH |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
||||
|
|
|
|
O |
|
OH |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С помощью реакций сульфохлорирования и сульфоокисления синтезируют хлорангидриды алкансульфокислот и сами сульфокислоты, которые далее используют для получения детергентов (синтетических моющих средств).
Методы синтеза алканов
1.Из каменного угля низкого качества
nC + (n+1)H2 |
500°C, p |
CnH2n+2 |
смеси газообразных |
||
|
|
|
и жидких алканов |
||
|
Fe |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
2.Синтез Фишера-Тропша
nCO + (2n+1)H2 170 - 300°C, p CnH2n+2 + n H2O
Fe/Co |
смеси алканов нормального строения, |
|
синтин-синтетический заменитель бензина |
29
3.Реакция Дюма
R |
O |
+ NaOH |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
RH + Na CO |
; R = алкил |
|||
сплавление |
||||||||
|
ONa |
|
2 |
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
натриевые соли карбоновых кислот
4. Реакция Вюрца – см. в теме “Галогенопроизводные”.
При использовании в качестве исходного соединения галогенопроизводного одного типа образуются симметричные алканы.
Синтезы 1 и 2 относятся к промышленным, реакции Дюма и Вюрца – к препаративным (или лабораторным) способам получения алканов.
Основным промышленным источником алканов являются нефть и природный газ.
|
АЛКЕНЫ |
|
Номенклатура, суффикс ен |
|
|
CH2=CH2 |
этен, этилен |
|
CH2=CH-CH3 |
пропен, пропилен |
|
CH2=CH-CH2-CH3 |
бутен-1, бутилен-1 |
|
CH3-CH=CH-CH3 |
бутен-2, бутилен-2 |
|
CH2=C-CH3 |
2-метилпропен, изобутен |
|
CH3 |
||
|
||
|
Строение алкенов |
1. |
Атом углерода находится в sp2-гибридизации (см. стр. 4). |
||
2. |
Пространственное строение молекулы этилена СН2=СН2 |
||
|
H |
H |
длина связи С=С 0,134 нм |
|
C C |
|
энергия связи С=С ЕС=С = 611 кДж/моль |
|
H |
H |
энергия π-связи Еπ = 260 кДж/моль |
|
|
|
валентный угол для Сsp2 - 1200 |
π-Связь образуется при боковом (латеральном) перекрывании р-облаков, которое менее эффективно, чем при образовании σ-связи из sp3-гибридных облаков. Вследствие этого энергия π-связи меньше энергии σ-связи. π-Связь
30
имеет большой объем, легко поляризуется, следовательно, более доступна действию реагентов. Эти факторы обеспечивают бо́льшую реакционную способность π-связи по сравнению с σ-связью. Большинство реакций алкенов протекает при температурах близких к 200С. Для алкенов наиболее характерны реакции присоединения по двойной связи.
3. Виды изомерии, характерные для алкенов:
а) изомерия цепи (например: бутен-1 и изобутен); б) изомерия положения двойной связи (например: бутен1и бутен-2);
в) Z,E (cis, trans) – изомерия, вид пространственной изомерии.
Конфигурация – взаимное расположение атомов или групп атомов органической молекулы в пространстве.
В случае Z,E – изомерии определяется расположение заместителей относительно двойной связи. Причина появления изомеров состоит в том, что
вращение фрагментов молекулы относительно π-связи (как это было в алканах
относительно σ-связи) невозможно, т.е. конфигурация алкена закреплена (конформации алканов не закреплены).
Для того, чтобы отнести алкен к Z или E-конфигурации используют номенклатуру Кана-Ингольда-Прелога, в которой старшинство атомов определяется по номеру атома в периодической таблице Д.И. Менделеева. Чем больше величина атомного номера атома, связанного с углеродом двойной связи, тем старше данный заместитель.
2 |
1 |
|
|
H |
|
Cl |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
Br |
|
CH |
3 |
1 |
2 |
||
Атом хлора(ат.№ 17) старше атома водорода(ат.№ 1)
(Е) 1-хлор-2-бром пропен
Атом брома(ат.№ 35) старше атома углерода(ат.№ 6)
Старшие атомы хлора и брома находятся в данной конфигурации напротив друг друга, следовательно, мы имеем конфигурацию Е (entgegehen (нем.) - напротив).
1 |
2 |
|
|
|
Cl |
|
H |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
(Z) 1-хлор-2-бромпропен |
|
|
|
||
|
|
|
||
|
C |
|
|
|
Br |
|
CH |
3 |
|
1 |
2 |
|
||
Старшие атома хлора и брома находятся в данной конфигурации по одну сторону от двойной связи, т.е. вместе, следовательно имеем конфигурацию Z (zusammen (нем.) - вместе).
31