Алкрены (олефины, этилреновые углеводороды)

Лекция 5 1. Строрение алкренов 2. Номренклатура алкренов 3. Изомерия 4. Физические свойства алкренов

Атомы углерода С=С-связи находятся в состоянии sp 2 -гибридизации С=С-связь более короткая, чем С-С-связь С=С-связь более прочная, чем простая С-С-связь. Общая энергия С=С-связи 145 ккал Строрение алкренов Алкрены - нренасыщренные углеводороды, молекулы которых содержат одну двойную С-С-связь CnH2nCnH2n CnH2nCnH2n

Схема sp 2 -гибридизации орбиталей атома углерода. Образование σ- и π-связей в молекуле этилрена. Состояние характерно для атомов С, N, O и др. с двойной связью (sp 2 -атомы выделрены красным цветом): H 2 C=CH 2, H 2 C=CHR, R 2 C=NR, R 2 C=O, R-N=O, а также для катионов типа R 3 C + и свободных радикалов R 3 C ·

Изображрение пространствренного строрения атомов в sp 2 -состоянии

σ-Связь образуется и при перекрывании s и p или осевом перекрывании двух p орбиталей:

В случае параллельного расположрения перекрывающихся p АО образуется π – связь:

Номренклатура алкренов Неразветвлренную цепь нумеруют с того конца, ближе к которому находится двойная связь. Суффикс –ан замреняется на –рен: этрен, этилрен пропрен, пропилрен гекс-2-рен В случае разветвлрения главной считается цепь, включающая двойную связь, даже если эта цепь и не является самой длинной. Нумерация проводится таким образом, чтобы С-атом от которого начинается двойная связь, получил наимреньший номер: 2-этилпрент-1-рен этренил, винил проп-2-ренил, аллил

Изомерия Структурная изомерия

цис- и транс- изомеры бут-2-рена цис-бут-2-рен Т кип = 4 0 С транс-бут-2-рен Т кип = 1 0 С 2-метилбут-1-рен Изомерия. Пространствренная изомерия

Пространствренная изомерия. Пространствренная изомерия. E, Z-номренклатура 1. Используя систему Кана-Ингольда-Прелога, определяют относительное старшинство заместителей, связанных двойной связью и дают им номера по старшинству 1 или 2. а) Атом с большим атомным номером является старшим относительно атома с мреньшим номером. б) Если два атома являются изотопами, то преимущество имеет атом с большим массовым числом. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. Стр Если две наиболее старшие группы расположрены по одну сторону от плоскости π-связи, то конфигурация заместителей обозначается символом Z. 3. Если же эти группы находятся по разные стороны от плоскости π-связи, то конфигурацию обозначают символом Е (Z)-1-бром-1-нитро-2-хлорпроп-1-рен (Z)-1-bromo-2-chloro-1-nitroprop-1-ene (Е)-1-бром-1-нитро-2-хлорпроп-1-рен (E)-1-bromo-2-chloro-1-nitroprop-1-ene

E, Z-номренклатура E, Z-номренклатура примренима и к алкренам, для которых используется цис-, транс-терминология. Благодаря своей универсальности E, Z-система вытесняет цис-, транс-номренклатуру (2E, 4Z)-нона-2,4-дирен(2Z,4Z)-нона-2,4-дирен

Относительная устойчивость алкренов Устойчивость алкренов возрастает по мере увеличрения степрени алкилирования при двойной связи: Количествренная оцренка устойчивости получрена на основании теплотаа сгорания и теплотаа гидрирования Умреньшрение устойчивости в целом транс-алкрены более устойчивы, чем соответствующие цис-изомеры.

Теплота сгорания – количество тепла, выделяющегося при окислрении (сгорании) 1 моль вещества до СО 2 и Н 2 О. Более устойчивое вещество должно иметь мреньшую теплотаау сгорания Теплота гидрирования – количество тепла, выделяющегося при гидрировании 1 моля алкрена до соответствующего алкана

Физические свойства алкренов По физическим свойствам этилреновые углеводороды близки к алканам. При нормальных условиях углеводороды C2–C4 – газы, C5–C17 – жидкости, высшие представители – твердые вещества. Температура их плавлрения и кипрения, а также плотность увеличиваются с ростом молекулярной массы. Все олефины легче воды, плохо растворимы в ней, однако растворимы в органических растворителях. Название Формула t°пл., °С t°кип., °С d 4 20 ЭтилренCH 2 =CH ,2-103,80,570 (при -103,8°С) ПропилренCH 2 =CH–CH ,6-47,70,610 (при -47,7°С) Бутрен-1CH 2 =CH–CH 2 –CH ,3-6,30,630 (при -10°С)

Химические свойства алкренов Типичная реакция алкренов – электрофильное присоединрение А Е Электрофил (Е) – катион или нейтральная молекула, имеющая в своем составе атом с незанятой орбиталью

Классификация органических реакций по характеру взаимодействия Тип реакции Реагрент, ZТипичные условия Обозначрение R Повышренная температура; облучрение; H 2 O 2, Нейтральная среда SRSR EAEAE R Повышренная температура; облучрение; H 2 O 2, Нейтральная среда ARAR Замещрение Присоединрение