Dvojná vazba C=C (více dvojných vazeb dieny, polyeny)

Prezentace na téma: "Dvojná vazba C=C (více dvojných vazeb dieny, polyeny)"— Transkript prezentace:

1 Dvojná vazba C=C (více dvojných vazeb dieny, polyeny)
Alkeny Dvojná vazba C=C (více dvojných vazeb dieny, polyeny)

2 Vlastnosti dvojné vazby:
= 1 vazba π (pí) – mimo spojnici jader, snadno se štěpí (není tak pevná) a 1 vazba ϭ (sigma) – na spojnici jader atomů - při adicích (zjednodušení vazeb) zaniká jen vazba π π ϭ Dvojná vazba je kratší než jednoduchá, celkově je pevnější (vyšší energie): 350 kJ/mol a 610 kJ/mol Okolo dvojné vazby nelze otáčet geometrické izomery (poloha atomů na dvojné vazbě) trans- 1,2-dichlorethen ,2-dichlorethen cis-

3 trans- cis- 2 but-2-en but-2-en
4 2 3 1 trans- cis- but-2-en but-2-en Geometrické izomery se liší fyzikálními vlastnostmi (bod varu, tání) – cis mají vyšší

4 Doplnění ke geometrickým izomerům:
Existují i u cyklických uhlovodíků (cykloalkanů). cis-1,2-dibromcyklopentan trans-1,2-dibromcyklopentan

5 Zástupci alkenů (a dienů):
ethen (ethylen) C2H4 Struktura ethenu: Úhly mezi vazbami 120° Všechny atomy v 1 rovině.

6 Vlastnosti ethenu: bezbarvý plyn, nasládlý zápach, výbušný
Použití ethenu: - fytohormon (zrání ovoce, opad listů) polyethylen (PE) vinylchlorid (polymerací – PVC =polyvinylchlorid) syntetický etanol (adice vody na ethen)

7 Propen (propylen): bezbarvý plyn, bez zápachu
výroba polypropylenu (lana, provazy; tepelně odolný – varné natáčky); při hoření nevznikají toxické látky jako u PVC výroba elektrických izolátorů….

8 2-metyl-buta-1,3-dien (isopren)
4 - Součást přírodního kaučuku (polymer isoprenu), karotenu, vitaminu A, mentolu…..

9 Názvosloví alkenů 4,5-dimetyl hex-2-en
3 1 4 6 2 Najít co nejdelší řetězec atomů uhlíku (musí tam zároveň být všechny dvojné vazby) Číslovat tak, aby dvojná vazba vycházela z uhlíku s co nejnižším pořadovým číslem (nezáleží na poloze zbytků)

10 8 7 6 4 2 5 1 3 5-etyl-6-metyl okt-3-en

11 2 1 butan but-1,2-dien lépe: buta-1,2-dien

12 4-metylpenta-1,3-dien Základ: pentan pent-1,3-dien lépe penta-1,3-dien
2 5 Základ: pentan pent-1,3-dien lépe penta-1,3-dien 4-metylpenta-1,3-dien

13 Zleva: 4-butylhexa-1,5-dien Zprava: 3-butylhexa-1,5-dien

14 Chemické vlastnosti alkenů
1) Adice (dvojná jednoduchá vazba) elektrofilní PŘ: Adice chlorovodíku na propen -fáze: a) atak elektrofilu (např. H+ z HCl) na dvojnou vazbu π-komplex - rychlý průběh HCl H+ + Cl-

15 - na druhém uhlíku – kladný náboj
b) rozpad π-komplexu (pomalu) – elektrofil přejde na jeden z atomů uhlíku (Markovnikovo pravidlo), rozpadne se pí-vazba a vznikne jednoduchá vazba - na druhém uhlíku – kladný náboj sigma komplex

16 c) na kladný náboj – vazba nukleofilu (částice s nábojem -)
- nukleofil = např. Cl- (rozpadem HCl) 2-chlorpropan

17 Markovnikovo pravidlo
- při elektrofilní adici se elektrofil váže na ten uhlíkový atom, kde je více vodíkových atomů - důvod: kladný náboj na uhlíkovém atomů, kde jsou uhlovodíkové zbytky (-CH3….) je stabilnější

18 Uplatnění Markovnikova pravidla - příklady
elektrofilní adice HBr H+ + Br- 2-brom-2-metylpropan

19 1-brom-1-metylcyklohexan
elektrofilní adice + HBr 1 1-metylcyklohexen 1-brom-1-metylcyklohexan

20 Další významné adiční reakce
Adice halogenů (katalyzátor AlCl3 – štěpení Cl2 na Cl+ a Cl-), elektrofil = Cl+ kat. AlCl3

21 Hydrogenace = adice molekuly vodíku (radikálový mechanismus)
- katalyzátor: Pt, Ni, Pd…., tlak - výroba alkanů z alkenů, při ztužování tuků redukce kat., t Benzen cyklohexan

22 Polymerace – spojování velkého počtu jednotek (monomerů) polymery
polyethylen (PE)

23 Adice vody na ethen (katalyzátor H2SO4) nízká teplota
výroba syntetického etanolu H+ + HSO4- kys. sírová se po reakci obnovuje

24 2) Substituce (náhrada) výroba vinylchloridu PVC
vysoká teplota (500°C) vinyl (ethenyl) = zbytek od ethenu

25 3) Oxidace (příjem kyslíku nebo ztráta atomů vodíku) hoření
reakce s manganistanem… KMnO4 vznikají např. dioly (látky mající 2 – OH skupiny)

26 Výroba (příprava) alkenů
dehydratace etanolu (typ reakce - eliminace) - pomocí konc. H2SO4, vyšší teplota - vzniká ethen - opačný proces než adice vody na ethen katalytická dehydrogenace alkanů (eliminace) (dehydrogenace = opak hydrogenace, odštěpí se vodík)

27 Doplnění k názvosloví (cyklické struktury)
1. možnost: za kmen (hlavní řetězec) se bere cyklus atomů uhlíku, číslují se pouze atomy v cyklu Cyklopropan (lékařství – anestetikum; nestabilní) 1-brom-2-etylcyklohexan 2 1,2-dimetylcyklohexan 1 1-etyl-3-metylcyklohexan 3 2 1 1-etyl-3-propylcyklopentan 1,2-dichlorcyklobutan 1,1,2-trimetylcyklobutan

28 Dvojná vazba – na co nejnižším uhlíku
3 1 3 4 2 3-metylcyklohex-1-en 5 nebo 3-metylcyklohexen 1 2-etylcyklohexa-1,3-dien 6 5 6 4 5-metylcyklohexa-1,3-dien 1 3 4 2 3 4 1 2 3 2 1 3-etyl-4-metylcyklohexen 2,3-dimetylcyklopenta-1,3-dien 4 cyklohexa-1,3-dien 1 3 1,3-dimetylcyklopenten 2

29 2. možnost: Na cyklu vázán rozvětvený řetězec atomů uhlíku za kmen se bere tento řetězec
- cyklus = zbytek 1 2 4 6 3 5 cyklohexyl 2-cyklohexyl-4-metylhexan 3-cyklohexylhexan

30 5-cyklopentyl-3-metyloktan
8 7 1 5 3 6 4 2 5-cyklopentyl-3-metyloktan 4 5 2-cyklohexylpent-2-en 2 3 1

31 2-cyklopentylhexa-1,3-dien
4 5 Dvojná vazba – nejdůležitější (na co nejnižším uhlíku) 6 5-cyklobutyl-4-metylhexen

32 Dieny Typy: 1) kumulované (obě dvojné vazby z 1 uhlíku) 2) izolované
3) konjugované (střídají se pravidelně jednoduchá a dvojná vazba)

33 Vlastnosti dienů: - kumulované – přesmyk na alkyny (trojná vazba) konjugované – mají konjugovaný systém dvojných vazeb (volný pohyb elektronů v molekule, dvojná vazba přechází v jednoduchou a jednoduchá v dvojnou) - délka vazeb mezi atomy uhlíku je kratší než u jednoduché a delší než u dvojné (mezi jednoduchou a dvojnou)

34 často výskyt v přírodě (barviva – karoten….)
- zástupce konjug. dienů – isopren (součást přírodního kaučuku, karotenu…)