Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

ALKENY a ALKYNY. ALKENY obecný vzorec C 2 H 2n olefiny hybridní stav sp 2 dvojná vazba mezi uhlíky izomerie – geometrická, řetězová.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "ALKENY a ALKYNY. ALKENY obecný vzorec C 2 H 2n olefiny hybridní stav sp 2 dvojná vazba mezi uhlíky izomerie – geometrická, řetězová."— Transkript prezentace:

1 ALKENY a ALKYNY

2 ALKENY obecný vzorec C 2 H 2n olefiny hybridní stav sp 2 dvojná vazba mezi uhlíky izomerie – geometrická, řetězová

3 Získávání a příprava alkenů  v přírodě se vyskytují pouze konjugované polymery  jednoduché alkeny se získávají krakováním ropy nebo pyrolýzou zemního plynu

4 Příprava alkenů 1. Z alkoholů Katalytická dehydratace alkoholů alkohol ve formě par se vede přes tuhý katalyzátor Al 2 O 3 CH 3 CH 2 OH  CH 2 = CH 2 + H 2 O nebo zahříváním s kyselinou sírovou CH 3 CH 2 OH + H 2 SO 4  CH 3 CH 2 OSO 3 H + H 2 O kyselina ethylsírová CH 3 CH 2 OSO 3 H  CH 2 =CH 2 + H 2 SO 4 Nejsnáze dehydratují terciární alkoholy

5 Příklady dehydratace alkoholů:  + H 2 O nežádoucí vedlejší reakce se omezují pomocí H 3 PO 4  H 2 O +

6 Zajcevovo pravidlo Nejsnáze se odštěpuje vodík toho uhlíku, který má nejmenší počet vodíků

7 Vznik diolefinů Dehydratací diolů Al 2 O 3  2 H 2 O + 2 H 2 O +  

8 Příprava alkenů z halogenderivátů Dehydrohalogenace halogenderivátů + KOH  KBr + H 2 O KOH  2 KBr + 2 H 2 O +

9 Příprava alkenů z alkanů Dehydrogenace alkanů pyrolytická – vysokou teplotou katalytická- oxidy hliníku, titanu a chromu 

10 Příprava alkenů z dihalogenderivátů Dehalogenace dihalogenderivátů + Zn  ZnCl 2 +

11 Vlastnosti alkenů Fyzikální bod varu je o několik stupňů nižší než alkanů Chemické hlavní reakční centrum je vazba π mezi atomy Csp 2 typická reakce je adice elektrofilní

12 Příklady adičních reakcí 1. Adice halogenu – mechanismus Ad R UV Cl-Cl  2 Cl· + 2 Cl·  Trans adice

13 2. Adice bromovodíku v přítomnosti peroxidů proti Markovnikovu pravidlu CH 3 -CH=CH 2 + HBr  CH 3 -CH 2 -CH 2 Br Mechanismus: 2 HBr+C 6 H 5 CO-O-CO-C 6 H 5  2Br·+2 C 6 H 5 COOH CH 3 -CH=CH 2 + Br·  CH 3 - CH-CH 2 Br · CH 3 - CH-CH 2 Br + HBr  CH 3 -CH 2 -CH 2 -Br+Br · ·

14 3. Cykloadiční 1,4-reakce Diels-alderovy syntézy / Dienofily – sloučeniny s ´´=´´na nichž je připojena skupina s výrazným –M nebo –I efektem

15 4. Elektrofilní adice Ed E Nejběžnější trans-adice A) Adice halogenovodíků  Markovnikovo pravidlo Při adici nesymetrických molekul na alkeny se aduje těžší částice na uhlík s menším počtem vodíkových atomů δ + δ - HCl + CH 2 =CH 2  CH 3 -CH 2 Cl δ + δ - CH 2 =CH 2 + HCl  CH 3 -CH Cl -  CH 3 -CH 2 -Cl

16 B. Adice vody na alken Neprobíhá přímo, ale adicí H 2 SO 4 a následnou hydrolýzou + CH 3 -CH=CH 2 + H 2 SO 4  CH 3 -CH-CH 3 + OSO 3 H - H 2 O   + H 2 SO 4 Kys.propylsírová Rovnováha:  nižší teplota, menší koncentrace H 2 SO 4  vyšší teplota, větší koncentrace H 2 SO 4

17 V prostředí, které vyvolává polarizaci halogenu (v chlorové nebo bromové vodě, nebo v roztoku Br 2 v CCl 4 Trans-adice Hal-Hal  Hal + + Hal - CH 2 =CH 2 + Hal-Hal  Hal-CH 2 -CH 2 -Hal C) Adice halogenu

18 Konjugované dieny nedostatek Br 2, vedlejší produkty: 1,2,3,4- tetrabrombutan a nezreagovaný 1,3-butadien

19 Polymerační reakce Polymerace – vytváření násobných molekul  Vysokotlaká polymerace  Za nízkého tlaku – v přítomnosti trialkylhliníků Nejhůře polymeruje ethylen a propylen

20 Mechanismus Ad E př: katal. BF 3 a HF  BF 3 + HF  H + + BF 4 - Regenerace katalyzátoru: H + + BF 4 -  BF 3 + HF

21 Příklady polymerací n CH 2 =CH 2  -[-CH 2 -CH 2 -]- n PE n CH 3 -CH=CH 2  n PP 1,3-butadien – umělý kaučuk n CH 2 =CH-CH=CH 2  -[CH 2 -CH=CH-CH 2 -]- n Isopren – kaučuk n  [ ] n

22 Příklady polymerací [ ] n n  PS Chloroprénový kaučuk n  [ ] n

23 Radikálový mechanismus polymerace. CH 3 -CH=CH 2 + H·  CH 3 -CH-CH 3 · + CH 2 =CH-CH 3  ·

24 Příklady a použití alkenů Ethen=ethylen CH 2 =CH 2 bezbarvý plyn, se vzduchem tvoří výbušnou směs, získává se z ropy, zemního plynu a uhlí Použití:výroba ethanolu a acetaldehydu chlorethanu, vinylchloridu, polyethylenu Propen=propylen CH 3 -CH=CH 2 získává se z ropy Použití:výroba propanolu, glycerolu, polypropylenu, akrylonitrilu

25 Příklady a použití alkenů 1,3-butadien izoluje se z ropy Použití:výroba kaučuku 2-methyl-1,3-butadien=isopren přírodní kaučuk součást isoprenoidních lipidů terpeny

26 Alkyny = acetyleny obecný vzorec C 2 H 2n-2 uhlík je v hybridním stavu sp výsadní postavení má ethin = acetylen C 2 H 2

27 Příprava ethinů Příprava acetylenu 1. Poprvé Berthelotova syntéza 2 C + H 2  CH ≡ CH 2. Hydrolýza karbidu vápenatého CaC 2 + H 2 O  Ca(OH) 2 + CH ≡ CH CaCO 3  CaO + CO 2 CaO + 3 C  CaC 2 + CO

28 Příprava acetylenu 3.Pyrolytická dehydrogenace ethanu nebo ethylenu CH 2 =CH 2  CH ≡ CH + H 2 CH 3 -CH 3  CH ≡ CH + H 2 4.Neúplná oxidace ethanu nebo ethylenu CH 2 =CH 2 + ½ O 2  CH ≡ CH + H 2 O CH 3 -CH 3 + O 2  CH ≡ CH + 2 H 2 O

29 Příprava acetylenu 5.Pyrolýza methanu v elektrickém oblouku 2 CH 4  CH ≡ CH + 3 H 2 Acetylene se prodává v ocelových lahvích rozpuštěný v acetonu nasáklém ve vhodném pórovitém materiálu. Pod tlakem exploduje.

30 Příprava dalších alkynů 1. Dehydrohalogenace dihalogenderivátů + 2 KOH  CH ≡ CH + 2 KBr + 2H 2 O KOH R-CH=CH-CH=CH-R  -KBr R-CH 2 -C≡C-CH 2 -R

31 Příprava dalších alkynů 2. Z monotopického dihalogenderivátu + 2 KOH  R-C≡CH + 2KBr +2H 2 O R-CH 2 -CH=O + PBr 5  R-CH 2 CHBr 2 + POBr 3 RCH 2 COCH 2 R´ + PCl 5  RCH 2 CCl 2 CH 2 R + POCl 3 R-C≡C-CH 2 -R´ 2 RCH 2 CCl 2 CH 2 R´ + 4KOH  +4KCl+4H 2 O R-CH 2 -C≡C-R´

32 Příprava dalších alkynů 3.Z acetylidů CH ≡ C-Na + CH 3 I  CH ≡ C-CH 3 + NaI CH 3 -C≡C-Na+CH 3 -CH 2 -Br  CH 3 -C≡C-CH 2 -CH 3 + NaBr 4.Z Grignardových činidel CH≡CMgBr + CH 3 CH 2 Br  CH≡C-CH 2 -CH 3 +MgBr 2 Ethinylmagnesiumbromid

33 Příprava dalších alkynů 5.Cyklické acetyleny oxidací dihydrazonů +2HgO  +2N 2 + 2Hg + 2H 2 O

34 Fyzikální vlastnosti alkynů Téměř se neliší od ostatních alifatických uhlovodíků

35 Chemické vlastnosti alkynů slabé kyseliny vznik acetylidů CH≡CH + Na  CH≡CNa + H CH≡CH + 2 Na  NaC≡CNa + H 2 CH≡CH + RMgBr  CH≡CMgBr + RH CH≡CH +2RMgBr  BrMgC≡CMgBr + 2 RH CH 3 -C≡CH + RMgBr  CH 3 -C≡CMgBr + RH

36 Chemické vlastnosti alkynů rozklad acetylidů CH≡CNa + H 2 O  CH≡CH + NaOH CH 3 -C≡CMgBr + H 2 O  CH 3 ≡CH + Mg(OH)Br

37 Reaktivita alkynů Typická reakce: adice nukleofilníAd N Další typy reakcí: adice elektrofilníAd E adice radikálováAd R

38 Adice nukleofilní 1.Kučerovova reakce = adice vody na alkyn ethenol=vinylalkohol přesmyk CH≡CH + H 2 O  CH 2 =CHOH  CH 3 -CH=O CH 3 -C≡CH + H 2 O   CH 3 -C≡C-CH 2 -CH 3  +

39 Adice nukleofilní 2.Adice alkoholu NaOH CH≡CH + CH 3 OH  CH 3 O-CH=CH 2 methylvinylether 3. Adice organických kyselin CH≡CH + CH 3 COOH  CH 3 COO-CH=CH 2 octan vinylalkoholu 4.Adice kyanovodíku CH≡CH + HCN  CH 2 =CH-CN (akrylonitril)

40 Adice nukleofilní Vzájemné adice acetylenu CH≡CH se může chovat jako kyselina i jako zásada dimeraceCH≡CH + CH≡CH  HC≡C-CH=CH 2 vinylacetylen Trimerace 3 CH≡CH  Tetramerace 4 CH≡CH 

41 Adice na karbonyl R-CH=O + HC≡CH  H 2 + HC≡CH    isopren -H 2 O

42 Adice radikálová Katalytická hydrogenace cis adice Pd R-C≡C-R 1 + H 2  cyklo adice (CH 2 ) n + H 2  (CH 2 ) n adice suchého chloru = cis adice

43 Adice elektrofilní Adice chloru – trans adice CH≡CH + Cl 2  +Cl 2  Cl 2 CH-CHCl 2 Adice halogenovodíku CH≡CH + HCl  CH 2 =CHCl

44 Substituční reakce  -  + R – C ≡ C – H + |B - HB + R-C ≡C| - báze R-C≡C-H + [Ag(NH 3 ) 2 ]OH  R-C≡C-Ag + NH 4 OH + NH 3 hydroxid diaminstříbrný R – C ≡ CH + NaNH 2  R – C ≡ CNa + NH 3 pouze s trojnou vazbou na konci řetězce

45 Příklady alkynů Acetylen = ethin CH ≡ CH použití:sváření výroba syntetického kaučuku


Stáhnout ppt "ALKENY a ALKYNY. ALKENY obecný vzorec C 2 H 2n olefiny hybridní stav sp 2 dvojná vazba mezi uhlíky izomerie – geometrická, řetězová."

Podobné prezentace


Reklamy Google