Proprietățile fizice ale alchene

Alchene - numite hidrocarburi, structura care are o legătură dublă.

Atomii de carbon la dubla legătură sunt pe sp 2 orbitali, rezultând hibridizarea o s-orbite cu simetrie sferică și două orbitali p, care se rotesc corpul „opt“, în jurul unei axe împărțind „opt“ în părți simetrice:

Structura electronică și spațială (EPS) cel mai simplu alchenică - etenă (etilenă) este prezentată în pagina 2.

Datorită faptului că atunci când se încearcă să transforme atomii de hidrogen sunt pe W și Y axele în raport cu atomii care sunt pe axele T și S, Z1 axa se va roti cu ele. Acest lucru va duce la o slăbire a suprapunerii p-orbitali, care sunt pe axele gap Z1 și Z2 π conexiune necesită energie, care, în condiții normale, la aproximativ 250 de temperatură nu este atinsă. Prin urmare, dacă în loc de atomi de hidrogen de pe axa W va fi un radical, iar celălalt radical pe axa T, acesta va fi o construcție rigidă și axa de rotație Z1. în raport cu axa Z2 este imposibilă (axa T și S nu pot fi schimbate). Astfel, compușii I și II cu un aranjament diferit de radicali în raport cu o linie de trecere atomii la dubla legătură, va izomeri.

Un astfel de subtip numit izomerie spațială de izomeri cis-trans. De exemplu, există doi izomeri: I - cis -but-2 și II - trans-2-butenă:

După cum puteți vedea, aceste substanțe diferă unul de altul în proprietăți fizice. ele diferă proprietăți chimice precum și; au semnificativ diferite rate de hidrogenare constante, oxidare cu permanganat de potasiu în medii acide și neutre itp

Dacă este necesar apel alchena structură complexă în formula sa structurală este ales cel mai lung lant, inclusiv dubla legătură este necesară. Numerotarea începe de cealaltă parte a circuitului la care aproape este o legătură dublă. Dacă începutul lanțului principal și continuarea acesteia sunt pe părțile opuse ale liniei de trecere a atomilor de carbon la legătura dublă, acest izomer trans, dacă pe una, apoi cis:

În cazul în care dubla legătură este în mijlocul lanțului principal, numerotarea începe cu partea care este mai aproape de cel mai simplu radicală:

În cazul în care alchena este posibil pentru a vedea două sau mai multe lanțuri de lungime egală, inclusiv o legătură dublă, apoi alege unul care, atunci când este selectat numărul de radicali vor fi mai mult, iar acestea sunt mai ușor:

Terminalul legătura dublă alchene care este întotdeauna la începutul lanțului, izomerii cis-trans este absent. Nu este același lucru în astfel de alchene, în cazul în care pe o parte a dublei legături sunt doi radicali identici:

Noi alcani C6 H14 doar cinci izomeri. Și ei toți izomerii schelet de carbon. Am adăugat alchene izomeri de poziție ai dublei legături și spațială - izomerii cis-trans. Acest lucru crește dramatic numărul de izomeri. Sub formula izomerii 12-alchene generală formuloyS6 H12.

Printre acești izomeri I, II și IV, de exemplu, izomerii de poziție ai dublei legături, și II și III, IV și V sau izomeri geometrici spațiale. Alchenele I, VII și XII - izomerii skeleton carbon.

Spre deosebire de alcani care fac izomeri nu interclass, toate cu excepția celor mai simple alchenele - izomeri etenă este - cicloalcani, de exemplu, alchene C6 H12:

Metodele de preparare a alchenelor

1) Anumite alchenele pot fi preparați prin reacția dintre alcani degidrirovaniya.Inogda în care alchena este obținut numai ca un amestec de reacție sunt uneori 3. alchine ca în reacția 1 și 2:

Când alcanii degirdirovanii cu numărul atomilor de carbon 4 și 5, ca produsele principale din dehidrogenarea pe Pd la t ≈ 80 0 alchene nu au fost obținute și alcadienelor conjugate. Cu toate acestea, în cazul în care vom efectua dehidrogenarea unui amestec de Al2 O3 și Cr2 O3 la t ≈ 500 0 C, este posibil de a primi și alchene terminale, dar alchene pură, alcadienă fără impurități nu pot fi obținute:

2) alchenele pot fi preparați prin hidrogenarea alchinelor la un catalizator Lindlar:

Reacția de hidrogenare pe metale din grupa platinei stereospecifice - obținut izomerul cis, de exemplu:

3) De la alcadienelor prin hidrogenare parțială:

4) diena conjugată da, de asemenea, diferite alchene:

Viteza reacției de hidrogenare a compușilor cu dubla legătură este foarte dependentă de mediul atomilor la radicalul dubla legătură. De exemplu, presupunând că viteza de reacție de hidrogenare a 2,3-dimethylbutene-2 ​​per unitate, viteza de reacție de hidrogenare mai puțin „ecranată“ compuși vor fi în condiții identice, după cum urmează:

Aceasta este, etilena este hidrogenat la zece milioane de ori mai rapid. În acest sens, nu este surprinzător faptul că alcadienelor I este hidrogenat cu hidrogen la o alchenă practic II. și alchena III este greu obținută:

In 1960 D.N.Kursanov Z.N.Parnes a deschis și reacția de hidrogenare ionică. Această reacție are loc numai la legătura dublă dintre acei atomi de carbon, dintre care cel puțin unul este conectat la doi radicali. De aceea alcadienelor I reacționează cu acid trifluoracetic și trietoxisilan, dând II exclusiv alchenei:

Mecanism de reacții de hidrogenare ionice:

Rezultată ca produs auxiliar sare - trietoxilena trifluoroacetat este hidrolizat prin adăugare de apă la acid și trietoksisilanola trifluoracetic IV:

Reacție Kursanova-Parnes este de o importanță capitală, deoarece permite hidrogenată „legături duble ecranate“, fără a afecta „deschis“ legături duble și triple, care este utilizat pe scară largă, de exemplu, în sinteza hormonilor.

5) Obținerea alchenelor galogeniroizvodnyh din alcani.

5.1. Pregătirea acțiunii alcani monogalogenproizvodnyh de alcalii în alcool absolut:

Reacția Maloselektivna: cis- și trans-2 -butenov este mai mare decât butena-1, în conformitate cu articolul Zaitsev.

regula Zaitsev: atomul de hidrogen este scăzut, de preferință, mai puțin hidrogenată a doi atomi de carbon adiacenți în raport cu atomul de carbon legat de halogen (sau o grupare hidroxil în alcooli).

Dacă diferența de mai hidrogenare, și crește selectivitatea reacției.

5.2) Prepararea alchenelor din alcani digalogenproizvodnyh ale căror atomi de halogen sunt în pozițiile 1,2 (sau # 945; # 946;).

In astfel de digalogenproizvodnye funcționează cu pulbere de zinc sub încălzire:

reacție stereoselectivă - se obține numai formă cis.

5.3) Prepararea alchenelor digalogenproizvodnyh, atomi de halogen, care sunt aranjate la un atom de carbon.

Acțiunea de pulbere de zinc astfel obținut digalogenproizvodnye alchenelor simetrice cu de două ori numărul de atomi de carbon în comparație cu numărul lor în digalogenproizvodnom originală:

reacția absolut neselectiv. Cis- și trans -2,3-3-dimetilhexene obținut în mod egal.

5.4) Prepararea alchenelor din cicloalcani halogenați prin a cărui atomi de halogen sunt aranjate în # 945;, # 947-poziție.

În primul rând, pe 1,3 opera pulbere de zinc digalogenalkan si a dat ciclopropan intens sau omoloagă:

Atunci când un ciclu puternic de încălzire se produce decalaj pentru a da Izomerul - alchenă:

6) Prepararea alcoolilor de alchenă.

Dacă printr-un acid sulfuric C pereche curge alcool încălzit peste 140 °, deshidratarea intramoleculară are loc și alchene formate:

Cis - și trans -butenov-2 este mai mare decât butena-1, în conformitate cu articolul Zaitseva (sm.str.8).

La temperaturi mai mici reacția se produce și a format eter deshidratare intermoleculară:

Alcooli, de asemenea, poate fi deshidratat și Al2 O3 la 300 ° C sub presiune redusă

7) Prepararea alchene din aldehide și cetone.

După reacție, Mac-Marie de aldehide și pot fi preparate cetone simetrice și nesimetrice: alchene prin reducerea lor într-un mediu acid cu acțiunea TiCl3:

reacție jumătate și o ecuație redox în formă ionică, după cum urmează:

În cazul în care radicalii sunt mici și primar, reacția este absolut non-selective, dar dacă unul din radicalii sau secundar, în special terțiară, crește proporția izomerului trans.

8) Prepararea alchene prin descompunerea termică a esterilor.

Atunci când este încălzit la temperaturi de esteri de ordinul de 170 - 200 ° C, se descompun la acidul carboxilic corespunzător și alchena sau unul sau doi sau trei alchena diferite:

9) Prepararea alchene prin descompunerea termică a bazelor de amoniu cuaternar.

Când hidroxizi tetralchilamoniu încălzite (cu excepția tetrametilnogo) are loc descompunerea lor într-o amină terțiară (s) și alchena (s). Toți radicalii alchil care au doi sau mai mulți atomi de carbon prin încălzire într-un alchene alocat:

maloselektivnaya reacție. În acest exemplu particular, vaporii de apă rezultată poate skodensirovat la o temperatură sub 100 ° C. Mai mult O parte amină terțiară gazos dizolvat în apă, iar restul poate fi convertit la o temperatură mai mică decât fluid ambiental. Alchenele astfel rămâne în faza gazoasă.

Proprietățile fizice ale alchene.

1) Raportul luminii.

Toate alchene sunt substanțe incolore absorb lumina în regiunea de departe ultraviolet a spectrului (# 955; a scăzut <200 nm). De exemplu, # 955; max (CH2 = CH2), = 162 nm, în timp ce # 955; max (etan) = 135 nm

2) Starea fizică.

sunt gaze în condiții normale.

alchene ramificați se fierbe întotdeauna la o temperatură mai mică decât izomerii lor liniare:

Alchene atomi C5 - C15 - substanțe lichide și de la C17 - solide la temperatura camerei. alcani C16 poate fi în aceste condiții ca un lichid: punct de topire (CH3 - (CH2) 14 - CH3) 4 = 0 C și solid.

alchene gazosi sunt slab solubile în apă, dar mai bine decât pentru scheletul de carbon corespunzător și alcanii numărului de carbon.

alchene gazosi mai bine decât în ​​apă, solubili în alcooli inferiori și cetone inferioare, și, de asemenea, foarte solubile în alcani lichizi și amestecuri ale acestora: benzină, petrol lampant, spirt mineral. Ele sunt, de asemenea, solubili în uglervodorodyah aromatic lichid: benzen, toluen, xileni (o -, m - și p -).

alchene lichide sunt, de asemenea, puțin solubile în apă, mai solubile în alcooli inferiori și cetone. Ele sunt amestecate în toate privințele și sunt foarte solubile în alcani lichizi și amestecuri ale acestora, în hidrocarburi aromatice lichide.

alchene solide practic insolubile în apă, slab în alcooli inferiori și cetone; bun, dar limitat la alcanii lichizi și amestecuri ale acestora și în hidrocarburi aromatice lichide.

se alchene ca solvenți nu sunt utilizate, practic, din cauza reactivității lor ridicate (reacție de adiție la dubla legătură a moleculelor polare și nepolare, reacții de polimerizare și oxidare).

Cu toate acestea, unii derivați de alchene sunt de o mare importanță ca solvenți.

De exemplu, tricloretilena (tricloretenă):

Acesta este utilizat pe scară largă pentru îndepărtarea petelor uleioase în industria de curățare uscată, pentru a extrage uleiuri din semințe resturi stoarse (de exemplu, floarea soarelui).

Etilena în formă pură nu miros, dar biologic active; este utilizat pentru coacerea mai rapidă a tomatelor.

alchenele miros, începând cu propenă la C8 - C9 miros este îmbunătățită, și mai departe slăbit din nou și alchene superioare nu miros.