Upload
walker
View
93
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
1 2 3. 4 3 2 1. NOMENKLATURA WĘGLOWODORÓW NIENASYCONYCH. Wyznacza się najdłuższy łańcuch zawierający wiązanie wielokrotne i do rdzenia nazwy alkanu o takiej samej liczbie atomów węgla dodaje się końcówkę – EN dla alkenów lub – I N/YN dla alkinów;. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
NOMENKLATURA WĘGLOWODORÓW NIENASYCONYCH
2. Atomy węgla numeruje się w ten sposób, aby atom węgla przy wiązaniu wielokrotnym miał najniższy lokant
1. Wyznacza się najdłuższy łańcuch zawierający wiązanie wielokrotne i do rdzenia nazwy alkanu o takiej samej liczbie atomów węgla dodaje się końcówkę – EN dla alkenów lub – IN/YN dla alkinów;
ALKAN ALKEN ALKIN
CH3CH3 CH2=CH2 H – CC – H
ETAN ETEN ETYN
CH3CH2CCCH2CH2CH3
1 2 3
4 3 2 1
3-HEPTYNa nie 4-heptyn
ACETYLEN
NOMENKLATURA WĘGLOWODORÓW NIENASYCONYCH
3. Jeżeli w cząsteczce jest obecnych więcej niż jedno wiązanie wielokrotne, to atomy węgla numeruje się w ten sposób, aby suma lokantów była jak najniższa, a atom węgla przy wiązaniu podwójnym miał najniższy z możliwych lokantów
H–C C–CH2CH2CH=CH2
1-HEKSEN-5-YN3,3-DIMETYLO-1-HEKSEN-5-YN
CHCCH2C
CH3
CH3
CHCH2
INNE
H–C C–CH2CH2CH2OH
5-PENTYN-1-OL
ClCH2CH2CH=CH2
4-CHLORO-1-BUTEN
CHCCH2C
OH
CHCH2
1-HEKSEN-5-YN-3-OL
NOMENKLATURA WĘGLOWODORÓW NIENASYCONYCH
R – C C – H alkin terminalny
wodór acetylenowy
PODSTAWNIKI
wyprowadzone z alkinów – końcówka –ynyl
H–C C – ETYNYL
H–CCCH2 – 2-PROPYNYL
1s
1s 2 sp 2p
HYBRYDYZACJA
HYBRYDYZACJA DYGONALNA
1802px py pz1s 2s
4Be
1s
2s
2p
STAN PODSTAWOWYSTAN WZBUDZONY
1s
2p
STAN sp -SHYBRYDYZOWANY
sp
hybrydyzacja
STRUKTURA ETYNU
wiązanie C–C
wiązanie C–C
wiązanie C–C
wiązanie C–H
H
H
C
C
H
H
C
C
H
H H
HC
C
H
H
H
H
1.06 A 1.09 A 1.10 A
1.21 A 1.34 A1.53 A
180 118109.5
PORÓWNANIE ALKINÓW Z ALKANAMI I ALKENAMI
198 kcalmol-1 163 kcalmol-188 kcalmol-1
ALKINY CnH2n-2
KWASOWOŚĆ TERMINALNYCH ALKINÓW
C CH H C C
H
HH
H
C C
H
HH
H
H H
pKa = 25
Csp
pKa = 44
Csp2
pKa = 50
Csp3
HCC CH2=CH CH3CH2
ZASADOWOŚĆ
KWASOWOŚĆ
ALKINY CnH2n-2
KWASOWOŚĆ TERMINALNYCH ALKINÓW
HO RO HCC H2N CH2=CH CH3CH2
ZASADOWOŚĆ
KWASOWOŚĆ
HO – H RO – H HC C – H H2N – H CH2=CH – H CH3CH2 – H pKa 15.7 16 – 17 25 38 44
50
ALKINY CnH2n-2
KWASOWOŚĆ TERMINALNYCH ALKINÓW
ALE
R–CC–H + NaNH2 R–CC Na + NH3
R–CC –R + NaNH2
R–CC – H + Ag(NH3 )2+OH-
R–CC Ag
R–CC– R + Ag(NH3 )2+OH-
BRAK REAKCJI
TERMINALNY ALKIN
BRAK WIĄZANIA Csp – H
CaCO3 CaO + CO2
CaO + 3C CaC2 + CO2 000C
CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + H – C C – H
HYDROLIZA WĘGLIKA WAPNIA
UTLENIANIE METANU (z ropy naftowej)
6CH4 + O2 2 H – C C – H + 2CO + 10 H2 1 500C
ALKINY CnH2n-2
OTRZYMYWANIE
1. OTRZYMYWANIE ETYNU – metody przemysłowe
ALKINY CnH2n-2
OTRZYMYWANIE 2. OTRZYMYWANIE INNYCH ALKINÓW
ELIMINACJA DWÓCH CZĄSTECZEK CHLOROWCOWODORU Z vic-DICHLOROWCOALKANÓW
CH3 – CH = CH2 + Br2 CH3 – CH – CH2Br
Br
CH3 – CH – CH2Br CH3 – CH = CHBr + HBr
Br
KOH / EtOH
RCH=CHR R– CH – CH –R C=C R – C C – R
Br
Br
Br2 NaNH2/NH3KOH/EtOH H
R
R
BrPRZYKŁADY
CH3 – CH = CHBr CH3 – C C – H + NH3 + NaCl1. NaNH2/NH3 .
2. NH4Cl.
ALKINY CnH2n-2
OTRZYMYWANIE 2. OTRZYMYWANIE INNYCH ALKINÓW
ELIMINACJA DWÓCH CZĄSTECZEK CHLOROWCOWODORU Z vic-DICHLOROWCOALKANÓW
PRZYKŁADY
CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CH – CH2Br CH3CH2C C- Na+
Br
Br2
CCl4
NaNH2/NH3
110-160C NH4Cl
CH3CH2C CH + NH3 + NaCl
CH3
O
PCl5 1. NaNH2,
2. H+ C CHCH3
Cl
Cl
CYKLOHEKSYLOACETYLEN
ALKINY CnH2n-2
OTRZYMYWANIE
2. OTRZYMYWANIE INNYCH ALKINÓW
REAKCJA PODSTAWIENIA CHLOROWCOALKANÓW
ACETYLENKIEM SODU
H – C C – H H – C C NaNaNH2 / NH3 Liq
ACETYLID MONOSODOWY
H – C C Na + R – Br H – C C – R + NaBr
R: 1
dla R: 2 i 3 REAKCJA ELIMINACJI E2
HC C Na
CH3
CH3C Br
CH3
HC CH H2C C
CH3
CH3
+ NaBr+ +
ALKINY CnH2n-2
OTRZYMYWANIE
2. OTRZYMYWANIE INNYCH ALKINÓW
REAKCJA PODSTAWIENIA CHLOROWCOALKANÓW
ACETYLENKIEM SODU PRZYKŁADY
H – C C Na + CH3 – Br H – C C – CH3 + NaBrPROPYN
wyd. 84%
R – C C Na + CH3 – Br R – C C – CH3 + NaBr
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE UWODORNIENIA ALKINÓW
R – C C – R
H2 / Pt H2 / PtRCH CHR RCH2 CH2R
CH3C CCH3 CH3CH C
CH3
H
H2/Pt H2/PtCH3CH2CH2CH3
PRZYKŁADY
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE UWODORNIENIA ALKINÓW
(CH3COO)2Ni Ni2BNaBH4
EtOH
KATALIZATOR LINDLARA
CH3C CCH3 C C
CH3
H
H3C
H
H2/Ni2B (Z)-2-BUTEN, wyd. 95%
Pd/CaCO3 , CHINOLINA LUB Pd/(AcO)2Pb, CHINOLINA
P – 2
PRZYKŁADY
CH3CH2C CCH2CH3 C C
CH2CH3
H
CH3H2C
H
H2/Pd, CaCO3
(kat. Lindlara)(Z)-3-HEKSEN
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE UWODORNIENIA ALKINÓW
R – C C – R
H
H
CC
R
R
1. Na lub K/ NH3 liq
2. NH4Cl
PRZYKŁADY
CH3C CCH3 C C
H
CH3
H3C
H
1.Li, C2H5NH2, -78
2.NH4Cl
(E)-2-BUTEN, wyd. 52%
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE UWODORNIENIA ALKINÓW
R – C C – R
2H2 / Pt, Ni lub Pd
H2 / katalizator
LINDLARA Lub Ni2B
Na lub K/ NH3
H H
CC
R R
H
H
CC
R
R
RCH2 CH2R
Z
E główny produkt
REAKCJE ADDYCJI HALOGENÓW DO ALKINÓW
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
– C C –
X – X X – XC C
X
X
C C
X X
X X
HOOC C C COOH Br2
1 MOL
HOOC Br
COOHBrkwas acetylenodikarboksylowy70%
CH3(CH2)3CCCH3
CH3(CH2)3CBr=CBrCH3
CH3(CH2)3CBr2–CBr2CH3
Br2 CCl4
Br2 CCl4
2,2,3,3-TETRABROMOHEPTAN
HCCH + HCl H2C=CHCl
Hg+2
CHLOREK WINYLU
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE ADDYCJI HALOGENOWODORÓW DO ALKINÓW
R–C C–H
H–X
H – X
R–C = CH2 + X C C
X
HR
H
C C
X
HR
H
C C
H
RH
X
H X
C CH3
X
R
C CH3
X
R
+ X
gem-
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE ADDYCJI HALOGENOWODORÓW DO ALKINÓW
2-BROMO-2-PENTEN
2,2-DIBROMOPENTAN
CH3CH2–C C –CH3
H–BrH–BrC C
H
BrCH3CH2
CH3
C C
H
CH3CH3CH2
Br
H Br
CCl4
PRZYKŁADY
CH3C CCH3 CH3CH C
CH3
Br
HBr HICH3CH2 C CH3
Br
I
2-BROMO-2-JODOBUTAN
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE ADDYCJI WODY DO ALKINÓW
REAKCJA KUCZEROWA – przemysłowa metoda otrzymywania aldehydu octowego
HCCH + H2O
H2SO4,
H2O
HgSO4 CH2C
O
H
H
CH3C
O
H
TAUTOMERIA – dotyczy związków, które ulegają spontanicznej przemianie jeden w drugi; jest to rodzaj dynamicznej izomerii
TAUTOMERY – dwa związki pozostające w stanie równowagi znacznie różniące się
układem atomów
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE ADDYCJI WODY DO ALKINÓW NIESYMETRYCZNYCH
CH3–CC–H + H+ [CH3 – C = CH2]
H HO
CH3 C CH2
HO
H
CH3 C CH2
HO
CH3 C C
H
H
HO
TAUTOMERIA
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE PRZYŁĄCZANIA DO ALKINÓW
REAKCJE ADDYCJI WODY DO ALKINÓW
PRZYKŁADY
CH3CH2CH2C CCH2CH2CH3 H2O
H+, Hg+2 CH3CH2CH2CH2
C
O
CH2CH2CH3
4-OKTYN4-OKTANON, wyd. 89%
HC C(CH2)5CH3 H2O
H+, Hg+2 H3CC
O
(CH2)5CH3
1-OKTYN 2-OKTANON, wyd. 91%
ALKINY CnH2n-2
REAKCJE UTLENIANIA ALKINÓW
OZONOLIZA ALKINÓW
1. O3
2. H2OR C C R' RCO2H + R'CO2H
UTLENIANIE ALKINÓW
1. KMnO4, OH-
2. H2O, H+R C C R' RCO2H + R'CO2H
ALKINY CnH2n-2
R C C R
H2 /kat. Lindlara
A syn H
CCH
R R
H
CCH
R
R
H3/Pt
A anti
HX, GDZIE X: Cl, BrX
CCH
R
R
HXR CH2 CX2 R
Li/NH3
A anti
R CH2 CH2 R
1. O3 2. H2OR C
O
OHC R
HO
O
+
A anti
X2, GDZIE X: Cl, Br X
CCX
R
R
X2
R CX2 CX2 R
ROZRÓŻNIANIE ALKINÓW, ALKENÓW I ALKANÓW
Ag(NH3)2 +
Br2 (CCl4)
zimny KMnO4 – odczynnik Bayer’a
stęż. H2SO4
UKŁADY SPRZĘŻONE
orbital p znajduje się w sąsiedztwie wiązania podwójnego
CC
C
CC
C
CC
C
CC
CC
C
KARBOKATION ALLILOWY (wolny orbital p)
RODNIK ALLILOWY (pojedynczy elektron
na orbitalu p)
KARBOANION ALLILOWY (para elektronów na orbitalu p)
DIEN SPRZĘŻONY
UKŁADY SPRZĘŻONE
ALLIL (GRUPA ALLILOWA) ALKOHOL ALLILOWY (2-PROPEN-1-OL)
WINYL (GRUPA WINYLOWA) CHLOREK WINYLU (CHLOROPROPEN)
WODORY ALLILOWEH
C C
CH2
HH
WODORY WINYLOWE
CH2=CH–
CH2=CHCH2– CH2=CHCH2–OH
CHLOREK ALLILU (3-CHLOROPROPEN)
CH2=CHCH2–Cl
CH2=CH–Cl
CH2 CH C
CH3
CH3
ClH3C
C CHCH2OH
H3C
3-METYLO-2-BUTEN-1-OL3-CHLORO-3-METYLO-1-BUTEN
CH2=CHCH2 CH3CH=CHCHCH3
KATION ALLILOWY KATION 1-METYLO-2-BUTENYLOWY
KATION 2-CYKLO-PENTENYLOWY
UKŁADY SPRZĘŻONE
CH2 CH C
CH3
CH3
Cl
krel = 123
CH3 C
CH3
CH3
Cl
krel = 1
REAKCJA Z CH3OH
CH2 CH CCH3
CH3
CH3 CCH3
CH3BARDZIEJ STABILNY KARBOKATION
H2C CH CH2H2C CH CH2
H2C CH CCH3
CH3
H2C CH CCH3
CH3
H2C CH CH2
UKŁADY SPRZĘŻONEH2C CH CH2
H2C CH2
CH
H2C CH2
CH
H2C CH2
CH
(niewiążą
cy)
KATION RODNIK ANION
H3C C
CH3
Ci
CH CH2 H2ONa2CO3
C CH CH2ClH3C
H3C
H2ONa2CO3
3-CHLORO-3-METYLO-1-BUTEN
1-CHLORO-3-METYLO-2-BUTEN
C CH CH2OHH3C
H3CH3C C
CH3
OH
CH CH2 +
2-METYLO-3-BUTEN-2-OL 3-METYLO-2-BUTEN-1-OL
85% 15%
85% 15%
C CH CH2
H3C
H3C
C CH CH2
H3C
H3C
(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3> >>>>
STABILNOŚĆ KARBOKATIONU
UKŁADY SPRZĘŻONE
PODSTAWOWE REGUŁY PISANIA STRUKTUR REZONANSOWYCH
2. Wszystkie struktury rezonansowe różnią się między sobą
położeniem elektronów oraz elektronów niewiążących
1. Struktury graniczne nie istnieją realnie – łączymy je za pomocą
CH3–CH–CH=CH2 CH3–CH=CH–CH2
+ + CH2–CH2–CH=CH2
+
3. Wszystkie struktury rezonansowe muszą być typu Lewisa
4. Wszystkie atomy należące do układu zdelokalizowanego powinny leżeć w jednej płaszczyźnie
H2CCH2
C(CH3)3
C(CH3)3
układ zachowuje się jak niesprzężony – skręcenie
PODSTAWOWE REGUŁY PISANIA STRUKTUR REZONANSOWYCH
5. Wszystkie struktury rezonansowe muszą mieć taką samą liczbę sparowanych elektronów
CH2=CH–CH=CH2 CH2 –CH=CH–CH2
8. Struktury rezonansowe nierównocenne energetycznie mają różny udział
6. Energia cząsteczki jest niższa niż poszczególnych struktur rezonansowych – stabilizacja poprzez rezonans
7. Struktury rezonansowe równocenne energetycznie mają takie same udziały – silna stabilizacja
C CH CH2
H3C
H3CC CH CH2
H3C
H3CWIĘKSZY UDZIAŁ
PODSTAWOWE REGUŁY PISANIA STRUKTUR REZONANSOWYCH
9. Struktury rezonansowe z rozdzielonym ładunkiem wnoszą mniejszy udział
11. Struktur rezonansowych przedstawiających układy o bardzo
dużej energii nie bierze się pod uwagę, np. -CH3 CH3+
10. Struktury rezonansowe, w których wszystkie atomy mają zapełnione powłoki walencyjne są najbardziej stabilne
H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2
H2C CH Cl H2C CH Cl
H2C O CH3 H2C O CH3
6 elektronów8 elektronów
BARDZIEJ STABILNY
BARDZIEJ STABILNY
UKŁADY SPRZĘŻONE – RODNIKI ALLILOWE
CH3CH2CH2 – H CH3CH2CH2 + H H +410 kJmol-1
RODNIK 3º tert-BUTYLOWY
RODNIK 1º PROPYLOWY
(CH3)2CH – H (CH3)2CH + H H +395 kJmol-1
RODNIK 2º IZOPROPYLOWY
(CH3)3C – H (CH3)3C + H H +380 kJmol-1
CH2=CHCH2 – H CH2=CHCH2 + H H +368 kJmol-1
CH2=CH – H CH2=CH + H H +450 kJmol-1
RODNIK WINYLOWY
RODNIK ALLILOWY
CH2=CHCH2+ + CH2CH=CH2
ST
AB
ILN
OŚ
Ć K
AR
BO
RO
DN
IKÓ
W
UKŁADY SPRZĘŻONE – HALOGENOWANIE W POŁOŻENIE ALLILOWE
R – H + X2 R – X + HXh
(lub )
CH2=CHCH3 + X2 CH2 – CHCH3
X X
niska temp.
CCl4
CH2=CHCH3 + Cl2 CH2=CHCH2Cl + HCl 500ºC
CHLOREK ALLILU 80-85%MECHANIZM
Cl – Cl 2Cl h(lub )
CH2=CHCH2 – H + Cl CH2=CHCH2 + HCl
CH2CH=CH2
CH2=CHCH2 + Cl2 CH2=CHCH2–Cl + Cl
WYSOKA TEMPERATURA
MAŁE STĘŻENIE CHLOROWCA
HALOGENOWANIE W POZYCJĘ ALLILOWĄ:
AR
SR
UKŁADY SPRZĘŻONE – BROMOWANIE W POŁOŻENIE ALLILOWE
NBS
N
O
O
Br +CCl4
h N
O
O
Br
MECHANIZM
(82 – 87%)
+ BrH2C CHCH2 H H2C CHCH2 CH2CH CH2 + HBr
N
O
O
Br+ h
CCl4+ NH
O
O
H2C CHCH3 H2C CHCH2 Br
N
O
O
Br+ hlub ROOR CCl4
+ NH
O
O
Br
N
O
O
HN
O
O
Br + HBr + Br2
H2C CHCH2 Br + Br+ Br2H2C CHCH2 CH2CH CH2