Свойства алкадиенов: Химические свойства алкадиенов | CHEMEGE.RU

Содержание

Химические свойства алкадиенов | CHEMEGE.RU

Алкадиены – это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствуют две двойные связи между атомами углерода С=С.

Общая формула алкадиенов CnH2n-2 (как у алкинов, а также циклоалкенов), где n ≥ 3.

Наличие двух двойных связей между атомами углерода очень сильно влияет на свойства углеводородов. В этой статье мы подробно остановимся на свойствах, способах получения и особенностях строения алкадиенов.

Строение, изомерия и гомологический ряд алкадиенов

Химические свойства алкадиенов

Получение алкадиенов

Сопряженные алкадиены – непредельные нециклические углеводороды, в молекулах которых две двойные связи образуют сопряженную систему. 

Химические свойства алкадиенов похожи на свойства алкенов. Алкадиены также легко вступают в реакции присоединения и окисления.

Химические свойства сопряженных алкадиенов отличаются от алкенов некоторыми особенностями,  которые обусловлены делокализацией электронной плотности π-связей. 

 

1. Реакции присоединения

Для алкадиенов характерны реакции присоединения по одной из двойных связей С=С, либо по обоим связям. Реакции с водой, галогенами и галогеноводородами протекают по механизму электрофильного присоединения. При присоединении одной молекулы реагента к алкадиену рвется только одна двойная связь. При присоединении двух молекул реагента к алкадиену разрываются обе двойные связи.

Помимо присоединения по одной из двух двойных связей (1,2-присоединение), для сопряженных диенов характерно так называемое 1,4-присоединение, когда в реакции участвует вся делокализованная система из двух двойных связей, реагент присоединяется к 1 и 4 атому углерода сопряженной системы, а двойная связь образуется между 2 и 3 атомами углерода.

1.1. Гидрирование

Гидрирование алкадиенов протекает в присутствии металлических катализаторов, при нагревании и под давлением.

При присоединении одной молекулы водорода к дивинилу образуется смесь продуктов (бутен-1 и бутен-2):

Соотношение продуктов 1,2- и 1,4- присоединения зависит от условий реакции.

При комнатной и повышенной температуре основным продуктом реакции является 1,4-продукт (бутен-2).

При полном гидрировании дивинила образуется бутан:

1.2. Галогенирование алкадиенов

Присоединение галогенов к алкадиенам происходит даже при комнатной температуре в растворе (растворители — вода, CCl4).

При взаимодействии с алкадиенами  красно-бурый раствор брома в воде (бромная вода) обесцвечивается. Это качественная реакция на двойную связь.

 

Например, при взаимодействии бутадиена-1,3 с бромной водой преимущественно протекает 1,4 присоединение и образуется 1,4-дибромбутен-2:

Побочным продуктом бромирования дивинила является 3,4-дибромбутен-1:

При полном бромировании дивинила образуется 1,2,3,4-тетрабромбутан:

1.3. Гидрогалогенирование алкадиенов

Алкадиены взаимодействуют с галогеноводородами. При присоединении хлороводорода к бутадиену-1,3 преимущественно образуется 1-хлорбутен-2:

3-Хлорбутен-1 образуется в небольшом количестве.

При присоединении полярных молекул к алкадиенам образуется смесь изомеров. При этом выполняется правило Марковникова.

Правило Марковникова: при присоединении полярных молекул типа НХ к алкадиенам водород преимущественно присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.

1.5. Полимеризация

Полимеризация — это процесс многократного соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг с другом с образованием высокомолекулярного вещества (полимера).

nM → Mn   (M – это молекула мономера)

Полимеризация алкадиенов протекает преимущественно по 1,4-механизму, при этом образуется полимер с кратными связями, называемый  каучуком.

Продукт полимеризации дивинила (бутадиена) называется искусственным каучуком:

При полимеризации изопрена образуется природный (натуральный) каучук:

2. Окисление алкадиенов

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на мягкое и жесткое.

2.1. Мягкое окисление алкадиенов

Мягкое окисление алкадиенов протекает при низкой температуре в присутствии перманганата калия. При этом раствор перманганата обесцвечивается.

В молекуле алкадиена разрываются только π-связи и окисляются атомы углерода при двойных связях. При этом образуются четырехатомные спирты.

Обесцвечивание алкадиенами водного раствора перманганата калия, как и в случае алкенов – качественная реакция на двойную связь.

 

2.2. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) происходит полный разрыв двойных связей С=С и связей С-Н у атомов углерода при двойных связях. При этом у окисляемых атомов углерода образуются связи с атомами кислорода.

Так, если у атома углерода окисляется одна связь, то образуется группа С-О-Н (спирт). При окислении двух связей образуется двойная связь с атомом углерода: С=О, при окислении трех связей — карбоксильная группа СООН, четырех — углекислый газ СО

2.

Можно составить таблицу соответствия окисляемого фрагмента молекулы и продукта:

Окисляемый фрагмент KMnO4, кислая среда KMnO4, H2O, t
>C= >C=O >C=O
-CH= -COOH -COOK
CH2= CO2 K2CO3

При окислении бутадиена-1,3 перманганатом калия в среде серной кислоты возможно образование щавелевой кислоты и углекислого газа:

2.3. Горение алкадиенов 

Алкадиены, как и прочие углеводороды, горят в присутствии кислорода с образованием углекислого газа и воды.

В общем виде уравнение сгорания алкадиенов выглядит так:

CnH2n-2 + (3n-1)/2O2 → nCO2 + (n-1)H2O + Q

Например, уравнение сгорания бутадиена:

2C4H6 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O

Химические свойства алкадиенов | Химия онлайн

Наибольшее значение имеют диены с сопряженными связями, так как они являются сырьем для получения каучуков. В химическом поведении этих диенов есть особенности, обусловленные наличием в их молекулах сопряжения. Для них характерны реакции присоединения по концам системы
сопряжённых связей и образование двойной связи между срединными атомами углерода (1,4-присоединение) или к одной из двойных связей (1,2-присоединение).

Реакции присоединения

1. Гидрирование

При гидрировании бутадиена-1,3 получается бутен-2, т.е. происходит 1,4-присоединение. При этом двойные связи разрываются, к крайним атомам углерода С

1 и С4 присоединяются атомы водорода, а свободные валентности образуют двойную связь между атомами С2 и С3:

В присутствии катализатора Ni получается продукт полного гидрирования:

2. Галогенирование

При избытке брома присоединяется еще одна его молекула по месту оставшейся двойной связи с образованием 1,2,3,4-тетрабромбутана.

Обесцвечивание бромной воды является качественной реакцией на кратную связь.

3. Гидрогалогенирование

Присоединение галогенов, галогеноводородов, воды и других полярных реагентов происходит по электрофильному механизму (как в алкенах).

4. Реакции полимеризации

Важнейшее свойство диенов — их способность к полимеризации, которая используется для получения синтетических каучуков.

Полимеризация 1,3-диенов может протекать либо по типу 1,4-присоединения, либо по смешанному типу 1,2- и 1,4-присоединения. Направление присоединения зависит от условий проведения реакции.

При полимеризации бутадиена-1,3, которая протекает как 1,4-присоединение, получают бутадиеновый каучук (полибутадиен).

Избирательное 1,4-присоединение происходит при использовании металлорганических катализаторов (например, бутиллития C4H9Li, который не только инициирует полимеризацию, но и определенным образом координирует в пространстве присоединяющиеся молекулы диена):

В упрощенном виде реакцию полимеризации бутадиена-1,3 по схеме 1,4 присоединения можно представить следующим образом:

Элементная ячейка полибутадиена представляется следующим образом:

Как видно, образующийся полимер характеризуется транс-конфигурацией элементной ячейки полимера. Однако наиболее ценные в практическом отношении продукты получаются при стереорегулярной (иными словами, пространственно упорядоченной) полимеризации диеновых углеводородов по схеме 1,4-присоединения с образованием цис-конфигурации полимерной цепи.

Например, цис-полибутадиен:

5. Горение (полное окисление)

Как и все углеводороды алкадиены сгорают до углекислого газа и воды.

6. Диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера)

В органическом синтезе широко применяется реакция присоединения к сопряженным диенам соединений, содержащих кратные связи (так называемых диенофилов). Реакция идет как 1,4-присоединение и приводит к образованию циклических продуктов:

Алкадиены

Получение и свойства алкадиенов

Химические и физические свойства алкадиенов, а также способы их получения аналогичны со свойствами алкенов. Однако для алкадиенов существует ряд отличительных свойств и способов получения.

Физические свойства алкадиенов

Низшие члены гомологического ряда представляют собой газообразные вещества с низкими температурами кипения и плавления. С увеличением молекулярной массы наблюдается тенденция к увеличению этих показателей и переход к жидкому состоянию. Алкадиены нерастворимы в воде, хорошо растворимы  в большинстве органических растворителях (эфире, бензоле, спирте).

Химические свойства алкадиенов

Алкадиены вступают в химические реакции, характерные для алкенов (реакции присоединения, изормеризации, полимеризации, окисления).

Реакции присоединения

К алленам и алкадиенам с изолированными двойными связями присоединение молекул происходят по обеим двойным связям:

В алкадиенах с сопряженной двойной связью присоединение молекул происходит как по месту одной двойной связи (1,2-присоединение), так и к крайним атомам сопряженной системы (1,4-присоединение). При этом происходит перемещении двойной связи. В результате образуется смесь продуктов 1,2- и 1,4-присоединения:

Рассмотрим реакции алкадиенов с сопряженными двойными связями на примере 1,3-бутадиена:

  • Гидрирование 1,3-бутадиена в присутствии катализаторов (Ni, Pt): 

 

 

  • Галогенирование. При температуре – 80°С продукты 1,2- и 1,4-присоединения находятся в соотношении 80:20, а при 40°C – 20:80: 

 

 

  • Гипогалогенирование происходит в основном по 1,2-положениям: 

 

  • Диеновый синтез (реакция Дильса – Альдера). Сопряженные алкадиены присоединяют диенофилы (соединения с ненасыщенными С-С связями) по 1,4-положениям. В результате реакции образуются циклические соединения:

 

Следующая реакция является качественной на соединения, имеющие сопряженные двойные связи:

 

Реакции окисления

 

  • Окисление кислородом воздуха:

 

  • Окисление раствором перманганата калия (KMnO4) является качественной реакцией на непредельные углеводороды. По обесцвечиванию малинового раствора KMnO4 судят о присутствии в исследуемом соединении кратных С-С связей:
  • В нейтральной среде (водный раствор KMnO4):

 

 

  • В кислой среде:

 

 

  • Озонолиз (окисление озоном) протекает с участием обеих двойных связей:

 

 

Реакции полимеризации алкадиенов

На основе реакций полимеризации получают синтетические каучуки. Натуральный каучук –это 1,4-цис-полиизопрен. Такой полимер можно получить, используя катализатор Циглера-Натта (Al(C2H5)3∙TiCl4).

Транс-изомер изопрена – это гуттаперча:

При сополимеризации 1,3-бутадиена со стиролом получают бутадиен-стирольный каучук, который широко применяется в производстве шин: 

Бутадиен-нитрильный каучук получают путем сополимеризации 1,3-бутадиена и акрилонитрила :

 

 

Получение алкадиенов

  • Дегидрирование алканов и алкенов в присутствии катализатора (смесь окиси хрома и алюминия — алюмохромовый катализатор) и температуре 600оС : 

 

Дегидрирование алканов протекает через стадию образования алкенов, которые при последующем отщеплении водорода превращаются в адкадиены.

 

  • Из смеси изобутилена и формальдегида под давлением около 2 МПа, температуре 100оС: 

 

  • Димеризация ацетилена через винилацетилен под действием катализатора (соли закиси меди) с последующим гидрированием винилацетилена: 

 

  • Конденсация ацетилена с формальдегидом в присутствии катализатора (ацетиленид меди на силикагеле) при температуре 100оС и давлении 0,5 МПа (Синтез Реппе): 

 

  • Дегидратация гликолей в присутствии фосфорной кислоты  в качестве катализатора при температуре ~260–275оС и давлении 7,0 МПа, последующая дегидратация при температуре 270–280 оС и давлении 0,1 МПа (катализатор — NaН2РО4, нанесенный на кокс или графит):

 

 

  • Дегидрогалогенирование дигалогеналканов в присутствии водоотнимающего агента – серной кислоты:

 

Применение алкадиенов

Основное применение алкадиены нашли в производстве синтетических каучуков, основная часть которых используется для получения резины, материала бензопроводов и др. Подробно о видах каучуков и областях их применения читайте в разделе Каучук — виды, получение и применение.

Физические и химические свойства алкадиенов

Чтобы поделиться, нажимайте

Свойства сопряженных алкадиенов

Наибольшее практическое значение имеют дивинил или бутадиен-1,3 (легко сжижающийся газ, т.кип = – 4,5 °С) и изопрен или 2-метилбутадиен-1,3 (жидкость с т.кип =34 °С).

По химическим свойствам диеновые углеводороды подобны алкенам. Они легко окисляются и вступают в реакции присоединения. Однако сопряженные диены отличаются некоторыми особенностями, которые обусловлены делокализацией (рассредоточением) p-электронов.

Молекула бутадиена-1,3  СН2=СНСН=СН2 содержит четыре атома углерода в sp2-гибридизованном состоянии и имеет плоское строение. p-Электроны двойных связей образуют единое p-электронное облако (сопряженную систему) и делокализованы между всеми атомами углерода. Порядок связей (число общих электронных пар) между атомами углерода имеет промежуточное значение между 1 и 2, т.е. нет чисто одинарной и чисто двойных связей.

Образование единого p-электронного облака, охватывающего 4 атома углерода, приводит к возможности присоединения реагента по концам этой системы, т. е. к атомам С1 и С4. Поэтому дивинил и изопрен наряду с присоединением 1 моля реагента по одной из двойных связей (1,2 или 3,4) вступают в реакции 1,4-присоединения. Соотношение продуктов 1,2- и 1,4- присоединения зависит от условий реакции (с повышением температуры обычно увеличивается вероятность 1,4-присоединения).

Реакции присоединения (+Г2; +НГ; +Н2; +НОН)

1. Галогенирование: (образуется смесь продуктов)

а) 1,2-присоединение     

 

 

б) 1,4-присоединение (преимущественно)

 

 

в) Галогенирование достаточным количеством галогена:

2. Полимеризация 

nCH2=CH-CH=CH2  t,Na→ (-CH2-CH=CH-CH2-)n

                                      синтетический – бутадиеновый каучук 

Элементная ячейка полибутадиена представляется следующим образом:

 

Как видно, образующийся полимер характеризуется транс- конфигурацией элементной ячейки полимера. Однако наиболее ценные в практическом отношении продукты получаются при стереорегулярной (иными словами, пространственно упорядоченной) полимеризации диеновых углеводородов по схеме 1,4- присоединения с образованием цис- конфигурации полимерной цепи. Например, цис- полибутадиен

Алкадиены, подготовка к ЕГЭ по химии

Алкадиены — непредельные (ненасыщенные) углеводороды, имеющие в молекуле две двойных связи С=С. Каждая такая связь содержит одну сигма-связь (σ-связь) и одну пи-связь (π-связь).

Алкадиены также называют диеновыми углеводородами. Первый член гомологического ряда — пропадиен — CH2=C=CH2. Общая формула их гомологического ряда — CnH2n-2.

Номенклатура и изомерия алкадиенов

Названия алкенов формируются путем добавления суффикса «диен» к названию алкана с соответствующим числом: пропадиен, бутадиен, пентадиен и т.д.

При составления названия алкадиена важно учесть, что главная цепь атомов углерода должна обязательно содержать двойные связи. Нумерация атомов углерода в ней начинается с того края, к которому ближе двойная связь. В конце названия указывают атомы углерода, у которых начинается двойная связь.

Атомы углерода, прилежащие к двойной связи находятся в sp2 гибридизации.

Для алкадиенов характерна изомерия углеродного скелета, положения двойных связей, межклассовая изомерия с алкинами и пространственная геометрическая изомерия в виде существования цис- и транс-изомеров.

Также к синтетическим каучукам относится бутадиен-1,3 (дивинил).

Классификация по положению двойных связей

В зависимости от того, как чередуются двойные связи в молекуле алкадиена, они подразделяются на следующие типы:

  • Кумулированные двойные связи
  • В случае, если две двойные связи прилежат к одному и тому же атому углерода.

    Пример — пропадиен-1,2 (аллен) — CH2=C=CH2

    В молекуле аллена крайние атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации, а центральный атом — sp-гибридизации.

  • Сопряженные двойные связи
  • В случае, если две двойные связи разделены одной одинарной связью. В результате такого взаиморасположения в молекулах возникает сопряжение: формируется единое π-электронное облако.

    Помните, что сигма-связи (σ-связи) перекрываются вдоль линии плоскости, а пи-связи (π-связи) над и под линией плоскости (линией, соединяющей центры атомов).

    Пример — бутадиен-1,3 — CH2=CH-CH=CH2

  • Изолированные двойные связи
  • В случае, если две двойные связи разделены двумя и более одинарными связями.

    Пример — пентадиен-1,4 — CH2=CH-CH2-CH=CH2

Получение алкадиенов

Алкадиены получают несколькими способами:

  • Дегидрогалогенирование дигалогеналканов
  • В результате реакции молекулы алкана, содержащей два атома галогена, со спиртовым (!) раствором щелочи получается алкадиен. В зависимости от положения галогенов возможны разные варианты.

    Отщепление идет по правилу Зайцева: атом водорода отщепляется от соседнего, наименее гидрированного атома углерода.

  • Синтез С.В. Лебедева
  • Сергей Васильевич Лебедев в 1927 году разработал первый промышленный способ получения синтетического каучука из этилового спирта.

    2CH3-CH2-OH → (450 °C, кат. ZnO) CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2

    Каучук занимает важное место в промышленности благодаря своим свойствам: водонепроницаемости, эластичности и способности к электроизоляции. Путем вулканизации из каучука получают резину, используемую повсеместно.

  • Дегидрирование алканов
  • В результате отщепления водорода от молекулы алкана образуются двойные связи. Дегидрирование происходит при повышенной температуре и в присутствии катализатора.

Химические свойства алкадиенов

Алкадиены — ненасыщенные углеводороды, легко вступающие в реакции присоединения. Реакции замещения для них не характерны. Наличие сопряженных двойных связей увеличивает реакционную способность молекулы и обуславливает необычный механизм некоторых реакций.

  • Гидрирование
  • Водород присоединяется к атомам углерода, образующим двойную связь. Пи-связь (π-связь) рвется, остается единичная сигма-связь (σ-связь).

  • Галогенирование
  • Реакция с бромной водой является качественной для непредельных соединений, содержащих двойные (и тройные) связи. В ходе такой реакции бромная вода обесцвечивается, что указывает на присоединение брома по кратным связям к органическому веществу.

    В случае, если двойные связи находятся в сопряжении, выход продуктов во многом зависит от температуры. Например, в ходе галогенирования бутадиена-1,3 при -80°C преимущественно получается продукт 1,2-присоединения, а при +60°C — продукт 1,4-присоединения.

  • Гидрогалогенирование
  • Алкадиены вступают в реакции гидрогалогенирования, протекающие по типу присоединения.

    Гидрогалогенирование протекает по правилу Марковникова, в соответствии с которым атом водорода присоединяется к наиболее гидрированному, а атом галогена — к наименее гидрированному атому углерода.

  • Окисление
  • При горении алкадиены, как и все органические соединения, сгорают с образованием углекислого газа и воды — полное окисление.

    2CH2=CH-CH=CH2 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O

  • Полимеризация
  • Полимеризация — цепная реакция синтеза полимеров, при котором молекула полимера образуется путем последовательного соединения молекул мономеров.

    Индекс «n», степень полимеризации, обозначает число мономерных звеньев, которые входят в состав полимера.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Свойства алкадиенов | Дистанционные уроки

02-Дек-2012 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Название класса говорит само за себя: «ди—» — это два, «-ен» — двойная связь. Алкадиены — вещества с двумя двойными связями.


Из-за того, что двойных связей две, минимальное количество атомов углерода в алкадиенах — 4.

И, естественно, изомеров у них немало. Начнем с «классики»:

 

 Общая формула алкадиенов:

 

(такая же как и у алкинов)

 

 

По химическим свойствам алкадиены схожи с алкенами — характерны реакции присоединения.

 

Мы их не будем разбирать здесь подробно. Более важным и чаще встречающимся в вопросах ЕГЭ моментом является очень важно свойство алкадиенов — полимеризация:

 

Полимеризация сопряженных алкадиенов

 

n СН2=СН-СН=СН2 → (-СН2-СН=СН-СН2-)n — двойная связь оказывается в центре молекулы.

 

Каучуки

 

До конца 1930-х гг. в промышленности использовали натуральный каучук, выделяемый из млечного сока (латекса) некоторых растений-каучуконосов. Наиболее ценным каучуконосом является гевея, растущая в Латинской Америке. Исследования показали, что натуральный каучук представляет собой цис-полиизопрен, т. е. полимер, элементарные звенья которого соответствуют изопрену (2-метилбутадиену-1,3) и находятся в цис-конфигурации.
Каучук, в котором все элементарные звенья находятся или в цис-, или в транс-конфигурации, называется стереорегулярным.

В середине прошлого века (Гудьир, 1839 г.) было обнаружено, что при нагревании каучука с серой (до 8%) образуется резина — эластичный материал, технические свойства которого гораздо лучше, чем у каучука. При нагревании с серой (вулканизации) происходит сшивание полимерных цепей за счет сульфидных мостиков, что приводит к увеличению прочности, устойчивости к истиранию, к действию органических растворителей и других веществ.

 

Природный каучук = полимер Изопрена (пентадиена) —  СН2=С(СН3)-СН=СН2 —  С5H8

 

Синтетический каучук = полибутадиен — получают по синтезу Лебедева.

 

Это позволило получить полибутадиен с хорошими технологическими свойствами. Однако этот полимер был нестерео-регулярным, и поэтому резина, полученная на его основе, была менее эластичной, чем резина природного каучука. Стерео-регулярные полимеры (в том числе и изопреновые) научились получать лишь в 50-е гг. XX в.

 

Получение алкадиенов:

 

  • «Именная» реакция — реакция Лебедева:

 

2СН3—СН2—ОН  →( 425 °С, Аl2O3, ZnO )→ СН2=СН-СН=СН2 + 2Н2O + Н2

 

  • Дегидрирование н-бутана:
    СН3—СН2—СН2—СН3  →  Ch3=CH—СН=СН2 + 2Н2
  • Дегидрогалогенирование:
    СН2Br—СН2—СНBr—СН3  + 2KOH → Ch3=CH—СН=СН2  + 2KBr +2h3O

 


 
  • в ЕГЭ это вопрос А13 и А14 — Строение и свой­ства углеводородов
  • в ГИА (ОГЭ) это B2 — Пер­во­на­чаль­ные сведения об ор­га­ни­че­ских веществах: пре­дель­ных и не­пре­дель­ных углеводородах

 


 
[TESTME 42]
 
 
 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Свойства алкадиенов»

(Правила комментирования)

Презентация по химии на тему «Свойства алкадиенов и их применение. Каучуки». (10 класс)

Образовательные задачи:

  1. Повторить классы известных непредельных углеводородов — алкенов, алкинов.

  2. На основе повторения и проведенного анализа строения молекул и свойств непредельных углеводородов алкенов и алкинов подвести учащихся к выводу о возможных физических и химических свойствах алкадиенов.

  3. Используя ЭОР познакомить учащихся со свойствами алкадиенов и их применением.

Продолжать развивать умения пользоваться номенклатурой органических веществ, строить структурные формулы веществ и видеть генетическую связь между классами органических веществ.

Развивающие задачи:

1. Способствовать развитию навыков самостоятельной работы.

2. Способствовать развитию познавательной активности учащихся на уроке через применение электонных- и видеофрагментов.

3. Развивать логическое мышление, умение анализировать и делать выводы.

4. Развивать умение применять полученные знания

Воспитательные задачи:

    1. Способствовать формированию у учащихся умения выслушивать мнение других, владению различными формами устных выступлений, оценке разных точек зрения.

    2. Воспитывать культуру умственного труда, диалектико-материалистическое восприятие мира. 

Тип урока: Комбинированный.

.

Оборудование:

Слайды, отражающие физические и химические свойства диенов и их применение.

План урока:

1. Организационный момент.

2. Опрос домашнего задания в виде самостоятельной работы.

3. Новая тема:

а) физические свойства диеновых углеводородов;

б) химические свойства диеновых углеводородов;

в) применение диеновых углеводородов;

г) каучуки;

д) резина;

е) эбонит.

4. Закрепление.

5. Домашнее задание.

Опрос домашнего задания

1. Какие вещества называют алкадиенами? Запишите определение.

2. Запишите особенности номенклатуры алкадиенов?

3. Составьте структурные формулы веществ:

а) бутадиен-1,3,

б) 2-метилбутадиен-1,3.

4. Изомером каких алкадиенов является бутин -1? Запишите их структурные формулы и назовите все вещества.

5. Приведите примеры алкадиенов с кумулированным, сопряжённым и изолированным расположением двойных связей. Дайте им названия.

6. Напишите уравнения реакций получения бутадиена-1,3 из бутана.

7. Составьте формулы двух ближайших гомологов изопрена.

Введение в новую тему.

  1. Какие классы непредельных углеводородов вы знаете?

  2. Какие у них общие особенности в физических свойствах вы заметили?

  3. Предположите, какие физические свойства могут быть у алкадиенов?

Физические свойства

Бутадиен -1,3 (дивинил)– легко сжижающийся газ с неприятным запахом, tпл.= -108,9ºC, tкип.= -4,5ºC; растворяется в эфире, бензоле, не растворяется в воде.
2- Метилбутадиен -1,3 (изопрен)– летучая жидкость, tпл.= -146ºC, tкип.= 34,1ºC; растворяется в большинстве углеводородных растворителях, эфире, спирте, не растворяется в воде.

Введение в новую тему.

  1. Какие у непредельных углеводородов общие особенности в химических свойствах вы заметили?

  2. Предположите, какие химические свойства могут быть у алкадиенов?

Химические свойства

Уравнения учащиеся пишут на доске самостоятельно, под контролем учителя.

Реакции присоединения

1) Гидрирование

kat

CH2=CH-CH=CH2 + H2 → CH3–СH=CH-CH3

2) Галогенирование

CH2=CH-CH=CH2 + Br2 → CH2Br–СH=CH-CH2Br

3) Гидрогалогенированиe

CH2=CH-CH=CH2 + HCl → CH3–СH=CH-CH2Cl

4) Полимеризация

Важной особенностью диеновых углеводородов с сопряженными связями является способность их полимеризоваться в каучукоподобные продукты.

В упрощенном виде реакцию полимеризации бутадиена -1,3 по схеме 1,4 присоединения можно представить следующим образом:

kat

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2CH=CH-CH2-)n

Запомните!

В диенах, в которых двойные связи разделены одной простой, присоединение преимущественно идет в положения 1 и 4.

В небольшой части диенов реакции присоединения проходят по одной двойной связи (1 и 2 или 3 и 4). Поэтому всегда образуется смесь веществ.

Натуральный каучук

В первой половине девятнадцатого века образцы каучука попали в Европу (шары, подпрыгивающие при ударе). Потом появились первые ластики, стирающие карандаш, а в 1823 г. Чарлз Макинтош изобрел непромокаемую ткань. Плащи получили название «макинтош». Наладили производство галош.

1832 г. в Петербурге построена первая обувная фабрика с каучуковым покрытием.

Натуральный каучук получают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева гевеи, растущего в тропических лесах Бразилии.

«Слезы дерева» — сао-о-Chu

При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода – 2- метилбутадиена-1,3 или изопрена.

Каучук – это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис— конфигурацией полимерной цепи.

трансПолимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи.

Натуральный каучук обладает уникальным комплексом свойств: эластичностью, износоустойчивостью, клейкостью, водо- и газонепроницаемостью, хороший изолятор, растворимостью в органических растворителях.

Недостатки:

при высокой температуре – размягчается, при низкой температурехрупкий.

Для придания каучуку необходимых физико-механических свойств: прочности, эластичности, стойкости к действию растворителей и агрессивных химических сред – каучук подвергают вулканизации нагреванием до 130-140°С с серой. 

Атомы серы присоединяются по месту разрыва некоторых двойных связей и линейные молекулы каучука «сшиваются» в более крупные трехмерные молекулы – получается резина, которая по прочности значительно превосходит невулканизированный каучук. Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.

Резина обладает большой эластичностью, прочностью, устойчива к действию растворителей.

Для получения резины – это покрышки, шины, резиновая обувь, мячи, прорезиненные ткани, резиновые коврики и т.д. — в каучук добавляют 10-15% серы.

Для получения эбонита – твердого, стойкого к растворителям материала, обладающего изоляционными свойствами (это многочисленные детали для радиотехники и электроники), в каучук добавляют 25-40% серы.

Синтетические каучуки

В 1932 году С.В.Лебедев разработал способ синтеза синтетического каучука на основе бутадиена, получаемого из спирта.

Na, t

nCH2=CH-CH=CH2→ (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C2H5OH → бутилен → бутадиен → синтетический каучук

Свойства: водо- и газонепроницаемость, уступает по эластичности и износостойкости. И лишь в пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук, близкий по свойствам к натуральному каучуку.

Изопреновый (цис-изомер) стереорегулярного строения

CH3 CH3

| |

n CH2=C – CH=CH2 → (- CH2 – C = CH – CH2-)n

Пентан → изопентан → изопрен → изопреновый каучук

Природный каучук – тот же состав.

Применение

Широко применяются сополимерные каучуки – продукты совместной полимеризации (сополимеризации) бутадиена с другими непредельными соединениями.

Каучук полученный из бутадиена-1,3 (80% по массе) и стирола CH2=CH–C6H5 (20% по массе) широко используют при производстве автомобильных шин и резиновых изделий.

Если вместо стирола используют акрилонитрил CH2=CH-CN, то полученный продукт приобретает устойчивость к растворяющему действию бензина и масла. Синтетический каучук на основе хлоропрена (2-хлорбутадиен-1,3) носит название наирита и обладает стойкостью к атмосферным воздействиям, к различным маслам.

Закрепление

1. Какие вещества называют алкадиенами? Какова их общая формула?

2. Синтетический каучук получают из бутадиена-1,3 реакцией

а) изомеризации;

б)гидрогенизации;

в)полимеризации;

г)поликонденсации

3. Составьте уравнение реакции между бутадиеном–1,3 и хлором.

Дайте название продукту реакции.

4. Реакция полимеризации возможна для:

а) этана; б) изопрена; в) декана; г) циклопентана

5. Изопреновый каучук получают из:

а)этилена;

б)бутана;

в) природного газа – 95 % СН4;

г) бутадиена-1,3.

6. Определите массу бутана необходимого для получения 136 г бутадиена-1,3, если выход продукта составляет 80%.

7. При полном сгорании 0,88 г органического соединения образовалось 896 мл CO2 (н.у.) и 0,72 г воды. Определите молекулярную формулу этого вещества, если плотность его паров по водороду равна 44.

Стандарт- , чуть выше стандарта- , повышенный уровень-

Домашнее задание

§-11,

в. 4,6,7 и задача 1 на стр.49

Источники информации

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. Учебник для вузов./ Под

ред. Петрова А.А. – М.: Высшая школа, 1981.

2. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – М.: ООО «Издательство

Новая Волна», 2002.

3. Курмашева К.К. Химия в таблицах и схемах. Серия «Школа в клеточку». – М.: «Лист», 1997.

4. Потапов В.М., Чертков И.Н. Строение и свойства органических веществ. Пособие для

учащихся 10 кл. – М.: Просвещение, 1980.

5. Оганесян Э.Т. Руководство по химии поступающим в вузы. Справочное пособие. – М.:

Высшая школа,1991.

6. Иванова Р.Г., Осокина Г.Н. Изучение химии в 9-10 классах. Книга для учителя. – М.:

Просвещение, 1983.

7. Денисов В.Г. Химия. 10 класс. Поурочные планы. – Волгоград: Учитель, 2004.

8. Аргишева А.И., Задумина Э.А. Химия: Подготовка к государственному

централизованному тестированию. – Саратов: Лицей, 2002.

9. Штремплер Г.И. Тесты, вопросы и ответы по химии: Книга для учащихя 8-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 1999.

10. Малыхин З.В. Тестовые задания для проверки знаний учащихся по органической химии. – М.: ТЦ «Сфера», 2001.

11. Городничева И.Н. Контрольные и проверочные работы по химии. 8-11 класс. – М.: Аквариум, 1997.

12. Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по органической химии: Дидактический материал: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1991.

алкадиенов и их свойства

  • dfsdfsdf fffsdf

    sdf

    sdfsf

    sfsf

    sdf

    Получение алкадиенов и его свойства

    алкадиены и его свойства ) Дегидрирование бутана

    (ii) Пиролиз циклоалкенов

    Эта реакция известна как реакция Ретро-Дильса-Альдера.

    (iii) Дегидратация диолов

    (iv) Дегидрогалогенирование алк.КОН

    (v) Из HCHO

  • Свойства алкадиенов

    (a) В 1,3-бутадиене все атомы углерода находятся в гибридизации sp2.

    (b) 1,3-Бутадиен подвергается резонансу, так что он подвергается реакции электрофильного присоединения как в 1,2-, так и в 1,4-положениях молекулы.

    (c) В бутадиене длина связи C2 C3 составляет 1,48, что меньше длины связи C C этана, в то время как длина связи C1C2 или C3 C4

    составляет 1,37, что немного больше, чем C = C этана.

    (d) 1,3 — Бутадиен подвергается реакции следующего типа

    (i) Реакция электрофильного присоединения (ii) Реакция присоединения свободных радикалов

    (iii) Полимеризация (iv) Циклическая реакция

  • Реакция электрофильного присоединения

    [i] Реакция электрофильного присоединения

    1,3-Бутадиен подвергается реакции электрофильного присоединения как в 1,2-, так и в 1,4-положениях из-за резонанса.

    При низкой температуре в основном образует продукт 1,2-позиции, а при высокой температуре 1,4-продукт является основным.

    Другой продукт 1,3-бутадиен при разной температуре на основе концепции кинетики в сравнении с термодинамическим контролем.

    Галогениды водорода добавляют к 1,3-бутадиену с образованием смеси двух изомерных аллильных галогенидов. Для случая ионного добавления водорода

    бромида,

    Когда основной продукт образуется путем добавления протона в C-1 и бромида в C-2 в 1,3-бутадиен, этот тип добавления называется

    1, 2 сложение, или прямое сложение. Минорный продукт имеет протон и бромид в С-1 и С-4, соответственно, исходной диеновой системы

    .Это добавление называется 1,4-добавлением или сопряженным добавлением. Двойная связь, которая была между C-3 и C-4 в исходном материале

    , остается в продукте из 1,2-присоединения, но мигрирует в положение между C-2 и C-3 в продукте из 1,4

    сложение.

    Как 1,2-присоединение, так и 1,4-присоединение происходят от того же аллильного карбокатиона, что и промежуточное соединение.

    Вторичный атом углерода содержит больше положительного заряда, чем первичный углерод, и атака нуклеофильным бромид-ионом происходит на

    быстрее.Следовательно, основным продуктом является вторичный галогенид.

    Когда основным продуктом реакции является тот, который образуется с максимальной скоростью, мы говорим, что реакция контролируется кинетическим контролем

    . Хотя бромистый водород реагирует с 1,3-бутадиеном при низкой температуре, это кинетически контролируемая реакция.

    Ионное присоединение бромистого водорода к 1,3-бутадиену проводят при комнатной температуре, наблюдаемое соотношение изомерных аллильных бромидов

    отличается от тех, которые образуются при низкой температуре.При комнатной температуре продукт присоединения 1,4 дает основную часть продукта реакции

    в виде термодинамического продукта.

    Температура, при которой происходит реакция, оказывает большое влияние на состав продукта. Продукты присоединения 1,2 и 1,4

    быстро обмениваются аллильной перегруппировкой при повышенной температуре в присутствии бромистого водорода. Нагревание смеси продукта

    до 40 ° C в присутствии бромистого водорода дает смесь, в которой отношение 3-бром-1-бутена к 1-бром-2-бутену составляет

    20:80.

  • Продукт 1,4-присоединения, 1-бром-2-бутен, содержит внутреннюю двойную связь и поэтому более стабилен, чем продукт 1,2-присоединения

    , 3-бром-1-бутен, который имеет концевую двойную связь. Чтобы объяснить концепцию кинетики по сравнению с термодинамическими продуктами,

    здесь мы берем добавку HCN к бутенону. Можно сформировать два продукта.

  • Алкадиены и циклоалканы

    Алкадиены и циклоалканы

    Глава

    Прямое добавление слева означает, что цианид-ион должен атаковать карбонильную группу напрямую, в то время как сопряженное добавление к

    справа означает, что он должен атаковать менее электрофильные алкен.Второй — более медленная реакция, но дает более стабильный продукт, вспомните

    .

    (i) Термодинамический продукт имеет более низкую энергию, чем кинетический продукт.

    (ii) Первоначально реакция пойдет влево, если кинетический продукт имеет достаточно энергии, чтобы вернуться к исходным материалам,

    будет достаточно энергии для образования некоторого термодинамического продукта.

    (iii) Кинетический продукт образуется обратимо; термодинамический продукт необратимо.

    (iv) Энергия, необходимая для термодинамического продукта, чтобы вернуться к исходным материалам, очень велика.

    (v) При низких температурах предпочтительно прямое добавление, но сопряженное добавление предпочтительнее при высокой температуре, например 1,3-

    бутадиен образует 1-бутен при низкой температуре путем гидрирования, тогда как при высокой температуре образует более стабильный 2-бутен.

    Мы возьмем другой пример, чтобы понять эту концепцию, например

    (a)

    Два алкена обозначены буквами E и Z.Примерно через 2 часа основным продуктом является Z-алкен. Однако на ранних стадиях реакции

    дело обстоит иначе. График ниже показывает, как протекает реакция.

    (i) Когда концентрация алкина падает почти до нуля (10 минут), единственный образовавшийся алкен — это Е-алкен.

  • (ii) По мере увеличения времени количество Е-алкена уменьшается по мере увеличения количества Z-алкена.

    (iii) Со временем пропорции E и Z-алкенов не меняются.

    Если мы исследуем, эти вышеупомянутые реакции легко объясняют концепции кинетики и термодинамического продукта. Примерно через 2 часа основным продуктом

    является бензальдегидеоксим, поскольку он более термически стабилен, чем циклогексаноноксим. На ранних стадиях из-за большей кинетики циклогексанона

    он образует основной продукт, но с течением времени и повышением температуры мы предпочитаем термодинамический продукт.

    Когда 1,3-бутадиен гидрируется при комнатной температуре одним моль H

    2

    , он образует 2-бутен в качестве основного продукта.Считается, что реакции этого типа регулируются термодинамическим контролем

    .

    При низкой температуре сложение происходит необратимо. Изомеризация происходит медленно, потому что для

    доступна недостаточная тепловая энергия, позволяющая продуктам преодолевать энергетический барьер для ионизации, но при более высоких температурах возможна изомеризация, поэтому преобладает более

    стабильных продуктов.

  • Реакция присоединения свободных радикалов

    [ii] Реакция присоединения свободных радикалов

    Механизм

    [iii] Циклическая реакция

    (a) Электроциклическая реакция Под влиянием температуры, когда сопряженный полиен образует циклический изомеризованный продукт, известный как

    электроциклическая реакция.

    Это обратимые химические реакции.

    (b) Реакция циклического присоединения Когда сопряженная диеновая система реагирует с некоторой 2p электронной системой, это означает, что алкен, алкин или его производное

    образует шестичленное циклическое соединение. Эта реакция известна как реакция Дильса — Альдера.

    [iv] Реакция Дильса-Альдера

    Реакция Дильса-Альдера представляет собой сопряженное присоединение алкена к диену. Используя 1,3-бутадиен в качестве типичного диена, реакция Дильса-

    Альдера может быть представлена ​​следующим образом: общее уравнение, следующее за общей реакцией, где имеет место полярность, с последующим добавлением

  • .

    Алкен, который присоединяется к диену, называется диенофилом. Поскольку реакция Дильса-Альдера приводит к образованию кольца, ее

    называют реакцией циклоприсоединения. Продукт содержит циклогексеновое кольцо как структурную единицу.

    Циклоприсоединение Дильса-Альдера является одним из примеров класса, называемого перициклическими реакциями. Перициклическая реакция — это одностадийная реакция

    , которая протекает через циклическое переходное состояние. Образование связи происходит на обоих концах диеновой системы и системы Дильса.Переходное состояние «Ольха

    » включает в себя циклическое образование шести атомов углерода и шести p-электронов. Диен должен принимать цис-конформацию в переходном состоянии

    .

    Самая обычная и простая из всех реакций Дильса-Альдера, циклоприсоединение этена к 1,3-бутадиену, протекает нелегко. Он

    имеет высокую энергию активации и низкую скорость реакции. Однако заместители, такие как C = O или C N, при непосредственном присоединении к двойной связи

    диенофила увеличивают его реакционную способность, и соединения этого типа дают высокие выходы продуктов Дильса-Альдера при очень нормальной температуре

    .

    Продукт циклоприсоединения Дильса-Альдера всегда содержит на одно кольцо больше, чем уже присутствует в реагентах. Диенофил

    малеиновый ангидрид содержит одно кольцо, поэтому продукт его присоединения к диену содержит два

  • алькадиенов и циклоалканов

    Ацетилен, как и этилен, является плохим диенофилом, но алкины, содержащие C == O или CN. поскольку боковая цепь легко реагирует с диенами. Продуктом является производное циклогексадиена

    .

    Реакция Дильса-Альдера является стереоспецифической по своей природе, это означает, что заместители, которые являются цис в диенофиле, остаются цис в продукте, в то время как

    заместителей, которые являются транс в диенофиле, остаются транс в продукте.

  • Условия реакции Дильса-Альдера

    (a) Реакция происходит между сопряженным диеном (энофил) и некоторой p-электронной системой (диенофил).

    (b) Реакция всегда происходит в 1,4-положении сопряженного диена, где происходит образование шестичленного циклического соединения.

    (c) Реакция не происходит, когда сопряженная система содержит объемную алкильную группу из-за стерических затруднений.

  • (d) Реакция происходит только в цисоидной системе, а не в трансоидной из-за большего расстояния.

  • Реакция Дильса — Альдера бензина

    Реакция Дильса — Альдера бензина

    Альтернативный метод

  • [решено] Изолированные диены аналогичны по свойствам

    Могу ли я срочно получить ответы на следующие вопросы, пожалуйста,
    1.Определите неверное утверждение относительно алкадиена.
    a) Это ациклические кислоты
    b) Это ненасыщенные углеводороды
    c) Эти соединения имеют только одну связь C = C
    d) Эти соединения имеют общую формулу Cnh3n-2
    2. На сколько типов классифицируются алкадиены?
    a) 1
    b) 2
    c) 3
    d) 4
    3. Определите неверное утверждение относительно сопряженных двойных связей в алкадиене.
    a) 1,3-алкадиены имеют сопряженную двойную связь
    b) Соединения с двойной связью демонстрируют этот тип связи
    c) 1,3-пентадиен является примером этой связи
    d) Сопряженные диены имеют свойства, аналогичные свойствам алкенов
    4.Определите тот, который является идеальным примером изолированной двойной связи?
    a) 1,4-пентадиен
    b) 1,2-пентадиен
    c) 1,3-пентадиен
    d) 1,5-бутадиен
    5. Найдите неверное утверждение относительно алкадиенов.
    a) Диены демонстрируют цис-транс-изомерию
    b) Конъюгированные диены имеют лучшую стабильность по сравнению с другими диенами
    c) Диенофильные носители алкадиенов
    d) Алкадиены также подвергаются гидробромированию
    6. Конъюгированный диен реагирует с какими из следующих соединений с образованием циклогексена?
    a) Фенол
    b) Диенофил
    c) Гексан
    d) Трибромфенол
    7.Какие из следующих диенов присоединяются по радикально-цепному механизму?
    a) Кумулятивные диены
    b) Изолированные диены
    c) Простые диены
    d) Конъюгированные диены
    8. Определите утверждение, которое связано с реакцией Дильса-Альдера?
    a) Это очень стереоспецифично
    b) Происходит молекулярное искажение
    c) Циклические диены реагируют очень медленно, чем диены с линейной цепью
    d) Добавление малеинового ангидрида к циклопентадиену приводит к тому, что диен и диенофил образуют разные продукты
    9.Молекула, в которой две двойные связи разделяет более одной одинарной связи, называется ____________
    a) Координатная связь
    b) Изолированная двойная связь
    c) Кумулятивная двойная связь
    d) Конъюгированная двойная связь
    10. Изолированные диены по своим свойствам аналогичны ______________
    а) Моноолефины
    б) Диолефины
    в) Триолефины
    г) Тетраолефины

    Алкадиены — вопросы и ответы по органической химии

    Этот набор вопросов и ответов по органической химии с множественным выбором (MCQ) посвящен «алкадиенам».

    1. Определите неверное утверждение относительно алкадиена.
    a) Это ациклические кислоты
    b) Это ненасыщенные углеводороды
    c) Эти соединения имеют только одну связь C = C
    d) Эти соединения имеют общую формулу C n H 2n-2
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Пояснение: Соединения алкадиена имеют минимум два атома углерода с двойной связью, но их может быть больше двух.

    2. На сколько типов подразделяются алкадиены?
    a) 1
    b) 2
    c) 3
    d) 4
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Пояснение: В зависимости от положения и расположения двойных связей они подразделяются на три типа.

    3. Определите неверное утверждение относительно сопряженных двойных связей в алкадиене.
    a) 1,3-алкадиены имеют сопряженную двойную связь
    b) Соединения с двойной связью демонстрируют этот тип связи
    c) 1,3-пентадиен является примером этой связи
    d) Сопряженные диены имеют свойства, аналогичные свойствам алкенов
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Объяснение: Соединения с альтернативными двойными и одинарными связями демонстрируют этот вид связи.

    4.Определите тот, который является идеальным примером изолированной двойной связи?
    a) 1,4-пентадиен
    b) 1,2-пентадиен
    c) 1,3-пентадиен
    d) 1,5-бутадиен
    Посмотреть ответ

    Ответ: a
    Объяснение: Только 1,4-алкадиеновые соединения имеют изолированные двойные связи .

    5. Определите неверное утверждение относительно алкадиенов.
    a) Диены демонстрируют цис-транс-изомерию
    b) Конъюгированные диены имеют лучшую стабильность по сравнению с другими диенами
    c) Диенофил поддерживает алкадиены
    d) Алкадиены также подвергаются гидробромированию. алкадиены вместо того, чтобы поддерживать их.

    6. Конъюгированный диен реагирует с каким из перечисленных ниже соединений с образованием циклогексена?
    a) Фенол
    b) Диенофил
    c) Гексан
    d) Трибромфенол
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Объяснение: Диенофил при реакции с сопряженными диенами образует циклогексен, и эта реакция известна как реакция Дильса-Альдера.

    7. Какие из следующих диенов присоединяются по радикально-цепному механизму?
    a) Кумулятивные диены
    b) Изолированные диены
    c) Простые диены
    d) Конъюгированные диены
    Посмотреть ответ

    Ответ: d
    Объяснение: Конъюгированные диены подвергаются реакциям присоединения, и обычно образуются 1,4 диены.

    8. Определите утверждение, которое связано с реакцией Дильса-Альдера?
    a) Это очень стереоспецифично
    b) Происходит молекулярное искажение
    c) Циклические диены реагируют очень медленно, чем диены с линейной цепью
    d) Добавление малеинового ангидрида к циклопентадиену приводит к тому, что диен и диенофил образуют различные продукты
    Посмотреть ответ

    Ответ : c
    Пояснение: Циклические диены обладают большей реакционной способностью, чем диены с линейной цепью.

    9. Молекула, в которой две двойные связи разделяет более одной одинарной связи, называется ____________
    a) Координатная связь
    b) Изолированная двойная связь
    c) Кумулятивная двойная связь
    d) Сопряженная двойная связь
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Пояснение: Согласно определению изоляции, двойная связь разделяется более чем одинарной связью.

    10. Изолированные диены сходны по свойствам с ______________
    a) Моноолефины
    b) Диолефины
    c) Триолефины
    d) Тетраолефины
    Посмотреть ответ

    Ответ: a
    Объяснение: Изолированные диены ведут себя больше как моноолефины и обладают схожими с ними свойствами .

    Sanfoundry Global Education & Learning Series — Органическая химия.

    Чтобы практиковать все области органической химии, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

    Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

    (PDF) Взвешенные индексы Винера молекулярных графов в применении к алкенам и алкадиенам

    Математика 2021,9, 153 16 из 16

    полученных корреляций. Более того, аналогичный подход может быть применен и для ненасыщенных углеводородов

    с кратными связями и для других физико-химических свойств.Кроме того,

    открытая проблема состоит в том, чтобы модернизировать описанную модель таким образом, чтобы можно было различать различные стереоизомеры

    .

    Вклад авторов:

    Все авторы внесли равный вклад в эту работу. Концептуализация, P.Ž.P .;

    методология, S.B., N.T. и P.Ž.P .; программное обеспечение, Н.Т .; формальный анализ, С.Б., Н.Т. и P.Ž.P .; следствие,

    S.B., N.T. и P.Ž.P .; ресурсы, S.B., N.T. и P.Ž.P .; курирование данных, S.Б., Н. и P.Ž.P .; письменная —

    оригинальная черновая подготовка, S.B., N.T. и P.Ž.P .; написание — просмотр и редактирование, S.B., N.T. и P.Ž.P .;

    визуализация, С.Б .; надзор, Н. и P.Ž.P. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи

    .

    Финансирование:

    Это исследование финансировалось Словенским исследовательским агентством, номер гранта P1-0297

    (NT и P.Ž.P.), J1-9109 (NT, P.Ž.P. и SB) и J1-2452 (SB).

    Заявление институционального наблюдательного совета: Не применимо.

    Заявление об информированном согласии: Не применимо.

    Заявление о доступности данных: Не применимо.

    Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Ссылки

    1. Винер, Х. Структурное определение точек кипения парафинов. Варенье. Chem. Soc. 1947, 69, 17–20.

    2.

    Хосоя Х. Топологический указатель. Вновь предложенная величина, характеризующая топологическую природу структурных изомеров

    предельных углеводородов.Бык. Chem. Soc. Jpn. 1971,4, 2332–2339.

    3. Nikoli´c, S .; Trinajsti´c, N .; Михалиц, З. Индекс Винера: Разработка и приложения. Хорват. Chem. Acta 1995,68, 105–129.

    4.

    Janežic, D .; Miliˇcevi´c, A .; Nikoli´c, S .; Тринайстиц, Н. Матрицы теории графов в химии; Крагуевацкий университет и факультет

    Естествознание Крагуевац: Крагуевац, Сербия, 2007; С. 22–24.

    5. Basak, S.C .; Niemi, G.J .; Вейт, Г.Д. Прогнозирование свойств молекул с помощью инвариантов графов.J. Math. Chem. 1991,7, 243–272.

    6.

    Сабиров Д.С .; Ори, О .; Ласло, И. Изомеры фуллерена C84: теоретическое рассмотрение в рамках энергетических, структурных и топологических подходов. Фуллер. Нанотуб. Автомобиль. Н. 2018,26, 100–110.

    7.

    Добрынин, А.А .; Веснин, А. О винеровской сложности и винеровском индексе фуллереновых графов. Математика

    2019

    , 7,

    1071–1088.

    8. Андова, В .; Орлич, Д.; Шкрековски, Р. Фуллерены чехарды и индекс Винера Прил. Математика. Comput. 2017, 309, 281–288.

    9. Yamuna, M .; Дивья Т. Температура кипения алканов и алкенов по эксцентриситету графика. Res. J. Pharm. Technol. 2018,11, 1962–1970.

    10. Луковиц, И. Индексы Винера и коэффициенты распределения непредельных углеводородов. Quant. Struct. Действовать. Relat. 1990,9, 227–231.

    11.

    Бангов И.П .; Московкина, М .; Патлеева, А. Молекулярный индекс, связанный с зарядом (CMI) — новый дескриптор для количественных моделей структурных соотношений

    (QSPR).I. Общие соображения. Bulg. Chem. Commun. 2010, 42, 338–342.

    12. Randi´c, M .; Помпе, М. О характеристике двойной связи CC в алкенах. SAR QSAR Environ. Res. 1999,10, 451–471.

    13.

    Pompe, M .; Вебер, М .; Рандиц, М. Балабан, А.Т. Использование переменных и фиксированных топологических индексов для предсказания констант скорости реакции

    летучих непредельных углеводородов с радикалами ОН. Молекулы 2004,9, 1160–1176.

    14.

    Гроссман, С.; Jerman-Blaži´c, B .; Рэндиц, М. Теоретико-графический подход к количественной взаимосвязи между структурой и активностью. Int. J.

    Количество. Chem. Quant. Биол. Symp. 1986, 12, 123–139.

    15. Li, X .; Лин, Дж. Валентный общий индекс Винера для непредельных углеводородов. J. Chem. Инф. Comput. Sci. 2002, 42, 1358–1362.

    16. Ли, X.H. Индекс валентности гипер-Винера для непредельных углеводородов химических деревьев. Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 255–258.

    17.

    Li, X.; Hu, M .; Сяо, Х. Новое определение общего гипер-индекса Винера для ненасыщенных углеводородов. J. Chem. Инф. Comput.

    Sci. 2004,44, 508–514.

    18. West, D.B. Введение в теорию графов; Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, USA, 1996.

    19. Klavžar, S .; Наджафи-Арани, индекс М.Дж. Винера по сравнению с индексом Сегеда в сетях. Дискретное приложение Математика. 2013, 161, 1150–1153.

    20. Yang, P .; Гао, X.H. Химическая связь и взаимосвязь структура-свойство; Пресса о высшем образовании: Пекин, Китай, 1987.

    21. Флойд Р.В. Алгоритм 97: кратчайший путь. Commun. ACM 1962,5, 345.

    22.

    Dykyj, J .; Свобода, Дж .; Wilhoit, R.C .; Френкель, М .; Холл, К. Давление пара и константы Антуана для углеводородов и серы,

    Селен, теллур и галогенсодержащие органические соединения; Springer: Берлин, Германия, 1999 г .; С. 14–71.

    23.

    Бончев, информация Д. Колмогорова, энтропия Шеннона и топологическая сложность молекул. Bulg. Chem.Commun.

    1995

    ,

    28, 567–582.

    Алкадиены и их свойства [34wmye2kqwl7]

    dfsdfsdf

    fffsdf

    sdf sdfsf sfsf

    Получение алкадиенов и их свойства Глава

    Общие

    формула

    из

    алкадиенов

    из

    ) Дегидрирование бутана

    (ii) Пиролиз циклоалкенов

    Эта реакция

    известно

    (iii) Дегидратация диолов

    (iv) Дегидрогалогенирование спиртом.KOH

    (v) Из HCHO

    sdf

    as

    Retro

    Diels

    Ольха

    реакция.

    Свойства алкадиенов

    (a)

    In

    1,3-

    Бутадиен

    все

    углерода

    представляют собой

    в

    sp2

    гибридизации.

    (b) 1,3-Бутадиен подвергается резонансу, так что он подвергается реакции электрофильного присоединения как в 1,2-, так и в 1,4-положениях молекулы.(c) В бутадиене длина связи C 2 — C3 составляет 1,48 Å, что меньше длины связи C — C этана, в то время как длина связи C 1 – C2 или C3 — C4 составляет

    1,37

    Å

    , из которых

    равно

    .

    немного

    больше

    , чем

    C

    =

    C

    (d) 1,3 — Бутадиен подвергается реакции следующего типа

    (i) Реакция электрофильного присоединения (iii) Полимеризация

    (ii) Свободно реакция радикального присоединения (iv) Циклическая реакция

    из

    этена.

    Реакция электрофильного присоединения [i]

    1,3-

    Электрофильный

    Бутадиен

    подвергается

    электрофильному

    присоединению

    присоединению

    реакция

    и

    обе реакция

    1,4-позиция

    из-за

    до

    резонанса.

    При низкой температуре в основном образует продукт 1,2-позиции, а при высокой температуре 1,4-продукт является основным.Разный продукт 1,3-бутадиен при разной температуре на основе концепции кинетики по сравнению с термодинамическим контролем. Галогениды водорода добавляют к 1,3-бутадиену с получением смеси двух изомерных аллильных галогенидов. Для случая ионного присоединения бромистого водорода,

    Когда основной продукт образуется путем добавления протона в C-1 и бромида в C-2 в 1,3-бутадиен, этот тип добавления называется 1,2-присоединением, или прямое добавление. Минорный продукт имеет протон и бромид в C -1 и C-4, соответственно, исходной диеновой системы.Это добавление называется 1,4-добавлением или сопряженным добавлением. Двойная связь, которая была между С-3 и С-4 в исходном материале, остается в продукте от 1,2-присоединения, но мигрирует в положение между С-2 и С-3 в продукте от 1,4-присоединения. Как 1,2-присоединение, так и 1,4-присоединение происходят от того же аллильного карбокатиона, что и промежуточное соединение.

    Вторичный атом углерода содержит больше положительного заряда, чем первичный углерод, и атака нуклеофильным бромид-ионом происходит быстрее

    там.

    Следовательно,

    основной

    продукт

    вторичный

    галогенид.

    Когда основным продуктом реакции является тот, который образуется с максимальной скоростью, мы говорим, что реакция контролируется кинетическим контролем. Хотя бромистый водород реагирует с 1,3-бутадиеном при низкой температуре, это кинетически контролируемая реакция. Ионное присоединение бромистого водорода к 1,3-бутадиену проводят при комнатной температуре, наблюдаемое соотношение изомерных аллильных бромидов отличается от тех, которые образуются при низкой температуре.При комнатной температуре продукт 1,4-присоединения дает основную часть продукта реакции в виде термодинамического продукта.

    Температура, при которой происходит реакция, оказывает большое влияние на состав продукта. Продукты 1,2- и 1,4-присоединения быстро обмениваются аллильной перегруппировкой при повышенной температуре в присутствии бромистого водорода. Нагревание смеси продуктов до 40 ° C в присутствии бромистого водорода дает смесь, в которой отношение 3-бром-1-бутена к 1-бром-2-бутену составляет 20:80.

    Продукт 1,4-присоединения, 1-бром-2-бутен, содержит внутреннюю двойную связь и поэтому более стабилен, чем продукт 1,2-присоединения, 3-бром-1-бутен, который имеет концевую двойную связь. связь. Чтобы объяснить концепцию кинетики по сравнению с термодинамическими продуктами, здесь мы примем добавку HCN к бутенону. Можно сформировать два продукта.

    Алкадиены и циклоалканы Алкадиены и циклоалканы Глава

    «Прямое» добавление слева означает, что ион цианида должен атаковать карбонильную группу напрямую, а добавление «конъюгата» справа означает, что он должен атаковать менее электрофильный алкен.Второй — более медленная реакция, но дает более стабильный продукт, о чем следует помнить. (i) Термодинамический продукт имеет более низкую энергию, чем кинетический продукт. (ii) Первоначально реакция будет идти влево, если будет достаточно энергии для кинетического продукта, чтобы вернуться к исходным материалам, там (iii) (iv)

    будет кинетическая

    энергия

    достаточно

    энергия

    продукт

    необходимо

    примерно

    сформировано

    обратимо

    термодинамическое

    термодинамическое

    термодинамическое

    до

    получить

    обратно

    продукт

    термодинамический до

    начальный

    до

    быть

    материалы продукта

    сформированы.безвозвратно.

    — это

    очень

    отлично.

    (v) При низких температурах предпочтительным является прямое добавление, но сопряженное добавление предпочтительнее при высокой температуре, например 1,3-бутадиен образует 1-бутен при низкой температуре путем гидрирования, тогда как при высокой температуре образует более стабильный 2-бутен. Мы

    берем

    некоторые

    другие

    пример

    также

    до

    понимаем

    эту концепцию

    ,

    для

    пример

    (a)

    обозначены два E .Примерно через 2 часа основным продуктом является Z-алкен. Однако на ранних стадиях реакции это не так. График ниже показывает, как протекает реакция.

    (i) Когда концентрация алкина падает почти до нуля (10 минут), единственный образовавшийся алкен — это Е-алкен.

    (ii)

    По мере увеличения

    ,

    сумма

    E-alkene

    уменьшается

    как

    Z-алкен

    увеличивается.

    (iii) Со временем пропорции E и Z-алкенов не меняются.

    Если мы исследуем, эти вышеупомянутые реакции легко объясняют концепции кинетики и термодинамического продукта. Примерно через 2 часа основным продуктом является бензальдегидеоксим, поскольку он более термически стабилен, чем циклогексаноноксим. На ранних стадиях из-за большей кинетики циклогексанона он образует основной продукт, но с течением времени и повышением температуры мы предпочитаем термодинамический продукт. Когда

    1,3-бутадиен

    подвергается

    гидрированию

    при

    комнате

    температуре

    указано

    до

    моль

    2

    это

    образует

    2-бутен

    как

    термодинамический

    основной

    продукт.

    Реакции

    из

    это

    тип

    это

    быть

    контроль.

    При низкой температуре сложение происходит необратимо. Изомеризация протекает медленно, поскольку доступно недостаточно тепловой энергии, чтобы позволить продуктам преодолевать энергетический барьер для ионизации, но при более высоких температурах изомеризация возможна, поэтому преобладает более стабильный продукт.

    Реакция присоединения свободных радикалов [ii]

    Свободных

    радикалов

    присоединений

    реакция

    Механизм

    [iii]

    Циклическая

    реакция

    (a) Электроциклическая реакция — Сопряженное влияние температуры полиен образует циклический изомеризованный продукт, известный как электроциклическая реакция

    .

    Эти

    являются

    обратимыми

    химическими

    реакциями.

    (b) Реакция циклического присоединения — Когда сопряженная диеновая система реагирует с некоторой 2p электронной системой, это означает алкен, алкин или его производное

    [iv]

    от

    до

    образуют

    шесть

    -членных

    циклических

    соединение.

    Это

    реакция

    известная

    Дильса-Альдера

    как

    Дильса

    ольха

    реакция.

    реакция

    Реакция Дильса-Альдера представляет собой сопряженное добавление алкена к диену. Используя 1,3-бутадиен в качестве типичного диена, реакция Дильса-Альдера может быть представлена ​​общим уравнением, следующим за общей реакцией, в которой имеет место полярность. на

    сложение.

    Алкен, который присоединяется к диену, называется диенофилом. Поскольку реакция Дильса-Альдера приводит к образованию кольца, ее называют реакцией циклоприсоединения

    .

    Продукт

    содержит

    a

    циклогексен

    кольцо

    as

    a

    структурное звено

    .

    Циклоприсоединение Дильса-Альдера является одним из примеров класса, называемого перициклическими реакциями. Перициклическая реакция — это одностадийная реакция, которая протекает через циклическое переходное состояние. Образование связи происходит на обоих концах диеновой системы и системы Дильса. Переходное состояние Ольхи включает в себя циклическое образование шести атомов углерода и шести p-электронов.Диен должен принимать цис-конформацию в переходном состоянии

    .

    Самая обычная и простая из всех реакций Дильса-Альдера, циклоприсоединение этена к 1,3-бутадиену, протекает нелегко. Обладает высокой энергией активации и низкой скоростью реакции. Однако заместители, такие как C = O или C º N, когда они непосредственно присоединены к двойной связи диенофила, увеличивают его реакционную способность, и соединения этого типа дают высокие выходы продуктов Дильса-Альдера при очень нормальной температуре.

    Продукт циклоприсоединения Дильса-Альдера всегда содержит на одно кольцо больше, чем уже присутствует в реагентах. Диенофильный малеиновый ангидрид содержит одно кольцо, поэтому продукт его присоединения к диену содержит два

    алкадиенов и циклоалканов

    Ацетилен, как и этилен, является плохим диенофилом, но алкины, которые содержат C == O или C º N в качестве стороны цепи легко реагируют с диенами. Производное циклогексадиена является продуктом.

    Реакция Дильса-Альдера является стереоспецифической по своей природе, это означает, что заместители, которые являются цис в диенофиле, остаются цис в продукте, в то время как заместители, которые являются транс в диенофиле, остаются транс в продукте.

    Условие (a)

    Реакция

    для происходит

    между

    Конъюгированная по Дильсу

    диен

    (энофил)

    ольха и

    некоторые

    p реакция

    электронная

    система .

    (b) Реакция всегда происходит в 1,4-положении сопряженного диена, где происходит образование шестичленного циклического соединения. (c) Реакция не происходит, когда сопряженная система содержит объемную алкильную группу из-за стерических затруднений.

    (d)

    Реакция

    происходит

    только

    в

    цисоид

    система

    не

    в

    трансоид

    из-за

    до

    больше расстояние

    Реакция Дильса-Альдера бензина Diels

    Ольха

    реакция

    бензин

    Альтернативные методы получения бензина позволили использовать его в качестве промежуточного продукта в ряде синтетических приложений.Один из таких методов включает обработку о-йодофторбензола магнием, обычно в тетрагидрофуране в качестве растворителя.

    Реакция протекает путем образования реактива Гриньяра из о-йодофторбензола. Поскольку порядок реакционной способности магния с арилгалогенидами следующий: ArI> ArBr> ArCl> ArF, реактив Гриньяра имеет структуру, показанную ниже, и образует бензин за счет потери соли FMgI:

    Его напряженная тройная связь делает бензин относительно хорошим диенофилом, и когда бензин образуется в присутствии сопряженного диена, происходит циклоприсоединение Дильса-Альдера.

    Если два моля бензина вступают в реакцию друг с другом, они образуют бифенилен.

    [v]

    Озонолиз

    алкадиен

    Препарат

    из

    (i)

    (ii)

    (iii)

    циклоалканов 4

    пиролизов 3

    двухвалентный

    By

    Perkin’s

    металлические

    соли

    дикарбоновые

    Freund

    Method

    кислоты

    (реакция Wislicenus

    000

    000

    000

    000

    000

    000

    используют

    из

    карбенов

    Карбены являются нестабильными промежуточными продуктами, в которых углерод имеет пару неподеленных электронов.Это нейтральные частицы и не имеют формального заряда: Ch3 (метилен) — простейший член этого ряда. Из-за большей стабильности также используются дигалогенкарбены (: CX2). Карбены легко получить в растворе, как показано ниже, и в той же форме, в которой они используются для реакции. Этот метод очень полезен для получения соединений с малым кольцом.

    Метилен

    Циклопропан

    и

    — его

    производные

    подготовлено

    может

    легко

    быть

    как

    из

    карбенов.

    Восстановление циклического кетона (v)

    Восстановление

    a

    циклический

    кетон

    Восстановление карбонила Вольфа-Кишнера является хорошим методом преобразования карбонильной группы непосредственно в метиленовую группу. Он включает нагревание

    ,

    гидразона

    карбонила

    соединения

    в

    при наличии

    из

    и

    щелочного катализатора

    и

    Восстановление карбонила Клемменсена и Вольфа-Кишнера дополняет друг друга, так как первое осуществляется в кислотном растворе, а второе — в щелочном растворе. Таким образом, восстановление карбонила Клемменсена может использоваться для чувствительных к щелочам соединений, где, как Вольф-Кишнер Свойства

    карбонил

    , восстановление

    равно

    метод

    из

    выбор

    с

    кислоты

    чувствительные

    соединения.циклоалканы

    Циклоалканы по своим физическим свойствам напоминают алканы. Они нерастворимы в воде, но растворимы во многих органических растворителях и легче воды. Температуры плавления и кипения циклоалканов на десять-двадцать градусов выше, чем у соответствующих алканов (молекул с открытой цепью). Но для циклопропана и циклобутана циклоалканы относительно инертны по отношению к действию обычных реагентов при комнатной температуре. Эти два соединения являются исключениями и проявляют тенденцию реагировать с раскрытием кольца.

    Циклопропан

    образует

    присоединение

    продуктов

    с

    кольцо

    деление,

    как показано

    :

    Таким образом, циклопропан и, в меньшей степени, вступают в реакцию с циклопропаном; все другие циклоалканы проявляют реакционную способность, ожидаемую для алканов, т.е. они реагируют путем замещения. В рассеянном свете циклопропан реагирует с хлором с образованием продукта замещения.

    Стабильность

    циклоалканов

    Циклопропан и циклобутан в определенной степени напоминают алкены, поскольку эти соединения вступают в реакцию присоединения.Высшие циклоалканы не вступают в реакции присоединения, но дают реакции замещения. Циклопропан и его производные являются наиболее реакционноспособными и наименее стабильными, тогда как циклобутан менее реакционноспособен, а циклопентан еще менее реакционноспособен и более стабилен. Адольф Ван Байер, немецкий химик, в 1885 году предложил теорию, объясняющую относительную стабильность циклоалканов. Теория основана на фундаментальной концепции регулярной тетраэдрической структуры, данной Вант Хоффом и Ле Белем. Согласно им, «четыре валентности атома углерода направлены к четырем углам правильного тетраэдра с атомом углерода в центре, составляющим угол

    из

    109o28 ‘

    между

    любая

    пара

    из

    таких

    валентности.

    Согласно теории деформации Байера, валентные углы могут быть изменены по сравнению с нормальным значением 109o28 ’, и когда это изменение выполнено, в молекуле возникает внутренняя деформация. Чем больше отклонение от нормального угла, тем больше деформация и, следовательно, меньше стабильность молекулы. Основное предположение теории состоит в том, что все атомы углерода, образующие кольцо, должны лежать в одной плоскости. Таким образом, степень устойчивости кольца обратно пропорциональна величине отклонения от нормального угла

    Байера

    109o28 ’.

    предлагает

    это

    отклонение

    может

    быть

    вычислено

    показано

    :

    = ½ (109 ° 28’– валентный угол), где все атомы углерода в кольца находятся в одной плоскости. Предположим, что имеется n атомов углерода

    в

    кольце

    ,

    , затем

    связи

    угол

    из

    кольца

    будет

    будет иметь тенденцию к

    соединениям

    . преобразовать в стабильное кольцо, как мы знаем, что циклопропан является кольцом максимальной деформации, поэтому он хочет преобразоваться в циклопентан и производные циклогексана, например, в различных химических реакциях.

    Во всех приведенных выше примерах из-за образования промежуточного карбокатиона может иметь место расширение кольца.

    Из приведенных выше данных видно, что наименьшее значение отклонения наблюдается в пяти- и шестичленных кольцах, поэтому циклопентан и циклогексан являются наиболее стабильными системами.

    Отрицательное значение d указывает на то, что связи загнуты наружу. Теория деформации Байера может легко объяснить большую реакционную способность циклопропана и циклобутана и стабильность циклопентановых и циклогексановых колец.Теория деформации разумно согласуется со свойствами алициклических соединений, содержащих шесть или меньше атомов углерода, теперь ясно, почему только 1,4 и 1,5 дикарбоновые кислоты образуют циклические ангидриды, тогда как 1,6 и 1,7 образуют циклические кетоны и т. Д.

    Степень ненасыщенности (DU)

    Число пар атомов H, которых не хватает в молекулярной формуле, чтобы быть алканом, называется степенью или элементом ненасыщенности (DU). Количество элементов ненасыщенности.

    Где n1 — номер атома углерода, а n2 — номер атома водорода.

    # 1 степень ненасыщенности C == связь C или одно кольцо

    # 2 степень ненасыщенности означает C == C, или одно C == C, или два кольца, или одно кольцо и одна связь C == C.

    # Галоген подобен H, O не учитывается в кислородсодержащих соединениях, и на один H учитывается меньше в N-содержащих соединениях.

    б) Элементы ненасыщенности C8h22 DU = 3

    Можно также сделать много других расположений

    # C3h4Cl3 (Это похоже на C3H6) = 1 ° ненасыщенности

    # C3h5O (Это похоже на C3h5) = 2 ° ненасыщенности

    # C4H5N (он похож на C4h5) = 3 ° ненасыщенности

    Например, эта молекула имеет четыре степени ненасыщенности, потому что там есть циклопропильное кольцо, которое подвергается реакции присоединения.

    В приведенном выше примере циклогексан является стабильным кольцом, поэтому он не может реагировать в темноте, но в присутствии солнечного света происходит реакция свободнорадикального замещения.

    Показана метабокарта для транс-2-транс-4-нонадиена (HMDB0032537)

      Mrv0541 05061306332D
    
     12 11 0 0 0 0 999 В2000
       -3,7125 -2,1434 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        0.8250 2.8579 0.0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
       -2,8875 -2,1434 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        1.2375 2,1434 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
       -2,4750 -1,4289 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        0.8250 1.4289 0.0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
       -1.6500 -1.4289 0.0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        1,2375 0,7145 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
       -1,2375 -0,7145 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        0.8250 0.0000 0.0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
       -0,4125 -0,7145 0.0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
        0,0000 0,0000 0,0000 С 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
      3 1 1 0 0 0 0
      4 2 1 0 0 0 0
      5 3 1 0 0 0 0
      6 4 1 0 0 0 0
      7 5 1 0 0 0 0
      8 6 1 0 0 0 0
      9 7 1 0 0 0 0
     10 8 1 0 0 0 0
     11 9 2 0 0 0 0
     12 10 2 0 0 0 0
     12 11 1 0 0 0 0
    M КОНЕЦ
    > 
    HMDB0032537
    
    > <ИМЯ БАЗЫ ДАННЫХ>
    hmdb
    
    > 
    СССС \ С = С \ С = С \ СССС
    
    > 
    InChI = 1S / C12h32 / c1-3-5-7-9-11-12-10-8-6-4-2 / ​​h9-12H, 3-8h3,1-2h4 / b11-9 +, 12-10 +
    
    > 
    ZARLDNIZTZBEDV-WGDLNXRISA-N
    
    > <ФОРМУЛА>
    C12h32
    
    > <МОЛЕКУЛЯРНЫЙ_ВЕС>
    166.3031
    
    > 
    166.172150704
    
    > 
    0
    
    > 
    23,67448116688425
    
    > 
    1
    
    > 
    0
    
    > 
    0
    
    > 
    1
    
    > 
    (5E, 7E) -додека-5,7-диен
    
    > 
    6.02
    
    > 
    5.074706569333333
    
    > 
    -5,27
    
    > 
    0
    
    > 
    0
    
    > 
    0
    
    > 
    0
    
    > 
    59.247400000000006
    
    > 
    7
    
    > 
    0
    
    > <РАЗРЕШЕНИЕ_ALOGPS>
    8,84e-04 г / л
    
    > 
    (5E, 7E) -додека-5,7-диен
    
    > 
    1
    
    $$$$
     

    Углеводороды — свойства алкенов | askIITians

    • Физические свойства алкенов

    Все бесцветные, без характерного запаха.Этен имеет приятный запах.

    Нижние элементы (C 2 до C 4 ) — газы, средние (C 3 до C 17 ) — жидкости, верхние — твердые.

    Точки кипения, точки плавления и удельный вес показывают регулярный рост с увеличением молекулярной массы, однако менее летучие, чем соответствующие алканы.

    Цис-изомер имеет более высокие температуры кипения и плавления, чем транс-изомер, из-за более полярной природы.

    Как и алканы, они растворимы в неполярных растворителях.

    Алкены слабо полярны. Полярность цис-изомера больше, чем у транс, которые либо неполярны, либо менее полярны. (например, транс-бутен-2 неполярен; транс-пентен-2 слабо полярен).

    • Химические свойства алкенов

    Алкены обладают высокой реакционной способностью из-за ненасыщенности. Двойная связь состоит из сильной σ и более слабой связи. -Электроны слабо удерживаются и легко поляризуются при необходимости атакующего реагента в результате электромерного эффекта.Это приводит к образованию

    C + & C центры в точке ненасыщенности обеспечивают участки для электрофильных добавок

    Порядок реактивности для алкенов был дан как:

    CH 2 == CH 2 > R-CH == CH 2 > RCH == CHR> Cis R 2 C == CHR> trans-R 2 C == CR 2

    Порядок реакционной способности алкенов рассматривался с точки зрения теплоты гидрирования алкена.Чем больше теплота гидрирования (ΔH = -ve), тем больше реакционная способность алкена. Однако реакционная способность алкена также связана с

    1. Стерический эффект

    2. Гиперконъюгация

    3. Теплота сгорания

    ?

    Относительные скорости гидрирования

    H 2 C = CH 2 > RCH = CH 2 > R 2 C = CH 2 , RCH = CHR> R 2 C = CHR> R 2 C = CR 2

    Укажите, что ставка снижена из-за стерических препятствий.

    • Электрофильные реакции присоединения

    В таблице приведены результаты электрофильного добавления полярных реагентов к этилену.

    Реагент

    Товар

    Имя

    Структура

    Имя

    Структура

    Галогены (только Cl 2 , Br 2 )

    Х: Х

    Этилендигалогенид

    Канал 2 XCH 2 X

    Галогенводородные кислоты

    В: X

    Этилгалогенид

    Канал 3 Канал 2 X

    Гипогалогеновые кислоты

    X: ОН

    Этиленгалогидрин

    CH 2 XCH 2 OH

    Серная кислота (холодная)

    H: OSO 2 OH

    Этилбисульфат

    Канал 3 Канал 2 OSO 3 H

    Вода (разбав.H 3 O + )

    H: OH

    Этиловый спирт

    Канал 3 Канал 2 ОН

    Боран

    H 2 B: H

    Этилборана

    (канал 3 канал 2 канал BH 2 ) ® (канал 3 канал 2 ) 3 B

    Пероксиформиновая кислота

    H: O — OCH = O

    (HCO 3 H)

    Этиленгликоль

    CH 2 OHCH 2 OH

    1. Добавление галогенидов водорода к алкенам ?

    Галогениды водорода (HCl, HBr и HI) присоединяются к двойной связи алкенов:> C = C <+ HX →> CH-CX <

    Механизмы добавления галогенида водорода к алкену включают следующие два этапа:

    Добавление HBr к некоторым алкенам дает смесь ожидаемого алкилбромида и изомера, образованного перегруппировкой.

    При таком понимании механизма ионного присоединения галогенидов водорода к алкенам можно сделать следующее утверждение:

    При ионном присоединении несимметричного реагента к двойной связи положительная часть реагента присоединяется к атому углерода двойной связи, чтобы получить более стабильный карбокатион в качестве промежуточного продукта. Поскольку это шаг, который происходит первым, именно он определяет общую ориентацию реакции.

    Когда HI добавляют к 1-бутену, реакция приводит к образованию 2-иодбутана, который содержит стереоцентр.

    Следовательно, продукт может существовать в виде пары энантиомеров. Карбокатион, который образуется на этом первом этапе добавления, является тригонально плоским и ахиральным. Когда иодид-ион реагирует с этим плоским карбокатионом, реакция одинаково вероятна на любой стороне. Реакция, приводящая к двум энантиомерам, протекает с одинаковой скоростью, и поэтому энантиомеры производятся в равных количествах в рацемической форме.

    Правило Марковникова: Согласно этому правилу отрицательная часть дополнения (добавление молекулы) присоединяется к тому атому углерода, который имеет меньшее количество атомов водорода.

    Итак, согласно правилу Марконикова, во время добавления галогенида водорода к алкену водород обращается с тем атомом углерода с двойной связью, который содержит большее количество атомов H, уже присоединенных к нему, в то время как ион галогенида переходит к тому, который содержит меньшее количество атомов H. Алреди к нему привязался.

    , то есть CH 3 -CH = CH 2 + HX → CH 3 -CH (Br) -CH 3

    Механизм добавления Марконикова:

    См. Следующее видео для добавления Марконикова

    Действие перекиси (добавление Марконикова):

    В присутствии пероксидов добавление HX к алкенам происходит вопреки правилу Марконикова. Это происходит только с HBr, а не с HCl и HI

    Механизм дополнения Анити-Маркоников: следует свободнорадикальным механизмам.

    Действие перекиси происходит по цепному механизму свободных радикалов.

    1. Добавление брома и хлора к алкенам

    Алкены быстро реагируют с бромом при комнатной температуре и в отсутствие света. Если к алкену добавить бром, красно-коричневый цвет брома исчезает почти мгновенно, пока алкен присутствует в избытке. Реакция — это реакция присоединения.

    1.Горение: Горение алкенов также является экзотермическим с высокой теплотворной способностью и поэтому используется для сварки при оксиэтиленовой сварке.

    CH 2 = CH 2 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O; ΔH = -ve

    C n H 2n + (3n / 2) O 2 → nCO 2 + nH 2 O; ΔH = -ve

    2. Окисление реактивом Байерса или гидроксилирование: тест на ненасыщенность

    Алкены при прохождении через разбавленную щелочь, 1% холодный KMnO 4 (т.е.е. Реагент Байерса) обесцвечивает розовый цвет KMnO 4 и образует дигидроксисоединения (например, гликоли)

    3. Окисление щелочным KMnO 4 : Окисление алкенов горячим щелочным KMnO 4 дает две кислые соли, демонстрирующие расщепление связи C = C

    RCH = CHR ‘RCOOK + R’COOK

    алк. КМно 4

    4. Окисление кислотным KMnO 4 или K 2 Cr 2 O 7 :

    Окисление алкенов кислым KMnO 4 или K 2 Cr 2 O 7 дает карбоновые кислоты.Если HCOOH является кислотой, он дополнительно окисляется до CO 2 и H 2 O.

    CH 3 -CH = CH 2 CH 3 COOH + HCOOH

    RCH = CHR ‘RCOOH + R’COOH

    Такие же продукты получаются при окислении над йодистой кислотой или тетраацетатом свинца.

    Природа образующейся кислоты определяет положение ненасыщенности в молекуле.

    Примечание: Алкены при окислении тетраоксидом осмия дают промежуточный продукт, который при кипячении с NaHSO 3 (алк.) дает гликоли.

    Озонолиз алкенов: тест на ненасыщенность в молекуле.

    Более широко используемый метод определения двойной связи алкена включает использование озона (O 3 ). Озон бурно реагирует с алкенами с образованием нестабильных соединений, называемых исходными озонидами, которые самопроизвольно перестраиваются с образованием соединений, известных как озониды. Озониды сами по себе нестабильны и восстанавливаются непосредственно Zn и водой. При восстановлении образуются карбонильные соединения, которые можно выделить и идентифицировать.

    (a) При пропускании озона через раствор алкенов в инертном растворителе, например, CHCl 3 или CCI 4 или в эфире, добавление озона происходит по двойной связи алкена с образованием озонидов.

    (b) Моноозониды обладают высокой взрывоопасностью по своей природе и обычно разлагаются во время гидролиза или восстановления водородом в присутствии катализатора с образованием двух молекул карбонильных соединений.

    (c) Полный процесс образования озонида (стадия a), а затем их разложения с образованием карбонильных соединений (стадия b), известен как озонолиз.

    (d) Озонолиз, таким образом, включает замену олефиновой связи C = C двумя карбонильными группами C = O. Общее количество атомов углерода в двух карбонильных соединениях равно общему количеству атомов углерода в алкене.

    (e) Озонолиз используется для определения положения и природы ненасыщенности в молекуле. Для этого сначала образуются озониды. Раствор выпаривают, чтобы получить озониды в виде вязкого масла, которые затем либо гидролизуют непосредственно водой с использованием цинковой пыли в качестве восстановителя, либо восстанавливают H 2 в присутствии Pd или Pt.Пыль цинка, используемая во время гидролиза, контролирует образование H 2 O 2 , который в противном случае может окислять продукты (карбонильные соединения) до соответствующих кислот. Идентификация альдегидов и кетонов, образующихся во время озонолиза, позволяет предположить природу и положение ненасыщенности в молекуле.

    (f) Симметричный алкен дает две молекулы одного и того же карбонильного соединения.

    Примеры:

    Алкен типа RCH = CHR ’дает два альдегида RCHO и R’CHO

    Алкен типа R 2 C = CHR ’дает R 2 C = O + R’CHO

    Алкен типа R 2 C = CR 2 ’дает только кетоны R 2 C = O & R 2 ’ C = O

    Восстановление озонида можно также осуществить с помощью цинка / кислоты, h3-никеля Ренея или трифенилфосфина до карбонильных соединений.

    Восстановление озонида с помощью LiAIH 4 или боргидрида натрия дает соответствующие спирты.

    • Изомеризация алкенов

    Алкены при нагревании до 500-700 o C или при нагревании в присутствии катализатора {AICI 3 или AI 2 (SO 4 ) 3 } подвергаются изомеризации. Изомеризация включает миграцию олефиновой связи или алкильной группы.

    CH 3 —CH 2 —CH = CH 2 CH 3 —CH = CH — CH 3 или (CH 3 ) 2 C = CH 2

    бутен-1 Δ бутен-2 изобутен

    • Аллильное замещение алкенов

    Алкильная группа алкена (кроме C 2 H 4 ) подвергается замещению при высокой температуре в присутствии CI 2 или Br 2 .

    Свободнорадикальное замещение

    Замещение происходит у атома углерода двойной связи.

    CH 3 —CH = CH 2 + CI 2 CH 3 CICH = CH 2 + HCI

    CH 3 CH 2 CH = CH 2 + CI 2 CH 3 CHCICH = CH 2 + HCI

    Примечание: При нормальной температуре галогены проявляют реакции присоединения с алкенами.

    • Бромирование по Воль-Циглеру. (Аллильное бромирование NBS)

    • Оксимеркурация-демеркурация

    ? Алкены реагируют с ацетатом ртути в присутствии воды с образованием гидроксимеркуриальных соединений, которые при восстановлении дают спирты.

    Первая стадия, оксимеркурация, включает присоединение -ОН и HgOAc к двойной связи C-C.Затем при демеркурации HgOAc заменяется на H. Последовательность реакций сводится к гидратации алкена, но гораздо более широко применима, чем прямая гидратация. Оксимеркурация-демеркурация дает спирты, соответствующие марковниковскому присоединению воды к двойной углерод-углеродной связи. Например:

    • Теплоты гидрирования алкенов

    Гидрирование позволяет измерить относительную стабильность определенных алкенов.Реакция алкена с водородом — экзотермическая реакция; соответствующее изменение энтальпии называется теплотой гидрирования. Большинство алкенов имеют теплоту гидрирования около — 30 ккал / моль -1 .

    Например,

    В каждой реакции продукт один и тот же. В каждом из них выделяется разное количество тепла, и это различие связано с разной относительной стабильностью отдельных бутенов. 1-бутен выделяет наибольшее количество тепла при гидрировании, а транс-2-бутен выделяется меньше всего.Следовательно, 1-бутен должен иметь наибольшую потенциальную энергию и быть наименее стабильными изомерами. Транс — 2 бутен должен иметь самый низкий ПЭ и быть наиболее стабильным изомером.

    С реагентом дибораном (BH 3 ) 2 алкены подвергаются гидроборированию с образованием алкилборанов R 3 B, которые при окислении дают спирты. Например:

    Процесс гидроборирования дает продукты, соответствующие антимарковскому присоединению воды к двойной связи C-C.Эта реакция свободна от перегруппировки.

    Примеры:

    • Диены или диолефины или алкадиены

    Углеводороды с двумя двойными связями, известные как алкадиены. Алкадиены делятся на три категории в зависимости от расположения двух двойных связей.

    Кумулятивные диены: Две двойные связи находятся на соседних атомах углерода, например

    CH 2 = C = CH 2 аллен или 1,2-пропадиен

    Конъюгированные диены: Молекулы с чередующимися одинарными и двойными связями e.грамм.

    CH 2 = CH-CH = CH 2 бута-1, 3-диен

    Изолированный диен: Молекулы, содержащие две двойные связи, разделенные более чем одной одинарной связью.

    CH 2 = CH-CH 2 -CH = CH 2 1, 4-пентадиен

    CH = CH-CH 2 -CH 2 -CH = CH 2 1,5-гексадиен

    Среди трех типов диенов сопряженные алкадиены имеют определенную характерную природу и особым образом претерпевают реакции присоединения.Простейшим сопряженным алкадиеном является бута-1,3-диен. Он имеет следующие достойные внимания особенности.

    Все атомы углерода в CH 2 = CH-CH = CH 2 (бута-1,3-диен) являются sp. 2 гибридизированы

    Делокализация-электронов приводит к резонансу в молекуле, демонстрируя более стабильную природу, чем соответствующие несопряженные алкадиены (энергия резонанса бута-1,3-диена составляет 3 ккал / моль -1 )

    CH 2 = CH-CH = CH 2 ↔ CH 2 + -CH = CH-CH 2 ↔ CH 2 -CH = CH-CH 2

    Добавление H 2 , Br 2 или HBr…….. и т. д. на сопряженных алкадиенах происходит двумя способами: 1, 2 или 1, 4-присоединением.

    Неионизирующий растворитель способствует 1,2-добавлению, тогда как ионизирующий растворитель способствует 1,4-добавлению. Однако в каждом случае образуется смесь продуктов присоединения обоих типов, причем в зависимости от обстоятельств один преобладает над другим.

    Полимеризуется в присутствии пероксидов с образованием полибутадиена (Buna Rubber).

    nCH 2 = CH-CH = CH 2 (CH 2 -CH = CH-CH 2 ) n

    Буна-каучук

    1. В пластическом формовании i.например, полиэтилен, полипропилен и т. д. и синтетический каучук.

    2. Для кислородно-этиленовой сварки.

    3. В качестве пищевых консервантов (C 2 H 4 ) и для созревания плодов.

    4. В качестве общего анестетика (C 2 H 4 с 10% O 2 )

    5. При приготовлении горчичного газа — маслянистая жидкость, имеющая высокую склонность к испарению.Его пары обладают высокой проникающей способностью и проникают даже в толстую обувь и вызывают болезненные волдыри на коже, а также внутри тела, что в конечном итоге приводит к смерти. Его использовали в Первой мировой войне.

    Возможно, вас заинтересует программа обучения органической химии IIT JEE, книги и исправления по органической химии.

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.