Презентация на тему Непредельные углеводороды

углеродные связи
(>C=C

атомы углерода, связанные между собой двойными или тройными связями. Их также называют ненасыщенными углеводородами, так как их молекулы имеют меньшее число атомов водорода, чем насыщенные.

– это УВ, в молекулах которых два атома углерода

находятся в состоянии Sp²-гибридизации и связаны друг с другом двойной связью.
Длина связи С=С в алкенах равна 0,134 нм.


Назад

положения двойной связи
Цис,- транс- изомерия
Классов соединений (циклоалканы)
Назад

цепь, включающую двойную связь, даже если она не самая

длинная.
Нумерация с того конца, к которому ближе двойная связь
Положение = связи указывают в конце, номером атома углерода, после которого она находится.
В начале названия – положение боковых цепей.
Исключение: пентан - пентен или амилен
Радикалы СН2=СН- винил
СН2=СН-СН2- аллил
Назад

рTкип.(разв.)
Ткип.(цис)>Tкип.(транс)
Назад

присоединения
Гидрирование( присоединение водорода)
СН3-СН=СН2 +Н2→ CH3-CH2-CH3(кат.Ni)

пропен пропан
Галогенирование( +Hal2 )
СН3-СН=СН2 +Br2 → CH3-CHBr-CH2Br
пропен 1,2- дибромпропан
качественная реакция
Гидрогалогенирование( +HHal)
CH2=CH2 + HCl→ CH3 – CH2Cl
этен хлорэтан

В.В. Марковникова
Правило Марковникова

!!!
При присоединении полярных молекул (НHal, H2O) к несимметричным алкенам атом водорода присоединяется к атому углерода у кратной связи, связанному с большим числом атомов водорода.
CH3-CH=CH2 +HBr →CH3-CHBr-CH3
пропен 2-бромпропан
Гидратация (+Н2О) происходит по правилу Марковникова
СН2=СН2 +Н2О →СН3-СН2ОН (в кислой среде при нагревании) этанол (первичный спирт)
СН2=СН-СН2-СН3+Н2О→СН3-СНОН-СН2-СН3
бутен-1 бутанол-2 ( вторичный спирт )
II. Реакция окисления
Горение: а) полное ( избыток О2)
С2Н4 +3О2 → 2СО2 +2Н2О

+ 2H2O
C2H4 + O2→2C +2H2O
в)под действием

окислителей типа KMnO4, K2Cr2O7
CH2=CH2 + ( O ) + H2O----- CH2 – CH2
l l
OH OH !!!
качественная реакция
алкилирование (присоединение алканов) кат.AlCl3, AlBr3, HF, H2SO4
CH2=CH2+ CH3-CH2-CH3→-CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 и
СH3-CH2-CH-CH3
l пентан
CH3
2-метилбутан

соединения одинаковых молекул (мономеров), протекающий за счет разрыва кратных

связей, с образованием высокомолекулярного соединения (полимера)
Условия t, P, kat.
n CH2=CH2 → (-CH2-CH2-) n
мономер (этилен) полимер ( полиэтилен)
Назад

явились блестящим подтверждением теории химического строения его учителя, А.М.

Бутлерова. Результаты этих исследований послужили основой учения о взаимном влиянии атомов как одного из главных положений теории химического строения. В 1869 г. В.В. Марковников защитил докторскую диссертацию на тему « Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях».
!!!

!
Реакцию окисления олефинов водным раствором перманганата калия открыл в

1888 г. русский химик с немецкой фамилией – Егор Егорович Вагнер. С помощью этой качественной реакции Е.Е. Вагнер доказал непредельный характер некоторых природных соединений: терпенов, лимонена, скипидара. С тех пор этот процесс носит имя ученого – реакция Вагнера.

С8Н18 + С8Н16( t )

2) Дегидрирование

алканов ( де + гидр + ирование= удалять +водород +
+ действие) CnH2n+2 → CnH2n + H2 ( t, kat.) Отщепление водорода.

3) Гидрирование алкинов
CnH2n-2+ H2 → CnH2n ( kat. Ni, Pt )
4)Дегидратация спиртов (t, kat:H2SO4, H3PO4, Al2O3,
ZnCl2)
CH3-CH2OH →CH2=CH2 +H2O (170 , Н2SO4 конц.)
При дегидратации спиртов атом водорода отщепляется от атома углерода, связанного с наименьшим числом атомов водорода (правило А.М. Зайцева). !!!

или ее спиртового раствора. Происходит по правилу Зайцева:
СН3-СН2-С(СН3)Cl-CH3

+ KOH→CH3-CH=C(CH3)-CH3 +
2-метил-2-хлорбутан 2-метилбутен-2
KCl + H2O !!!!

6) Дегалогенирование (-2Наl) дигалогеналканов с атомами галогена у соседних атомов «С»действием Z n или Mq.

CH3-CH2-CHBr-CHBr-CH3 + Zn →CH3-CH2-CH=CH-CH3 +ZnBr2
2,3-дибромпентан пентен-2
Вместо цинка может быть использован натрий или магний.


Назад

русским химиком, учеником и тезкой А.М. Бутлерова Александром Михайловичем

Зайцевым и носит название правило Зайцева.
Реакция дегидратации – полная аналогия реакции дегидрогалогенирования.
Де+ гидро +галоген + ирование =
удалять + водород+ галоген + (действие).
Отщепление галогеноводорода.
Дегидратация отщепление воды.

в молекулах которых между атомами углерода имеются две двойные

связи.
Общая формула:
CnH2n-2 , где n>3

Назад

Две двойные связи находятся у одного атома

углерода
СН2=С=СН2 пропадиен (аллен)
Диены с сопряженными связями
Двойные связи разделены одной одинарной связью
СН2=СН-СН=СН2 бутадиен-1,3
Диены с изолированными связями
Двойные связи разделены двумя или более одинарными связями
СН2=СН-СН2-СН=СН2 пентадиен-1,4

Назад

СН3-СН=СН-СН=СН-СН3
гексадиен-2,4 СН3-СН=С(СН3)-СН=СН2
3 -метилпентадиен-1,3
2)Структурная изомерия взаимного положения двойных связей СН2=СН-СН2-СН=СН-СН3
гексадиен-1,4
СН2=СН-СН2-СН2-СН=СН2
гексадиен-1,5
3) Пространственная изомерия







4) Межклассовая изомерия СН=С-СН2-СН2-СН2-СН3
гексин-1 и его изомеры
Изомерия и номенклатура диенов на примере диенового углеводорода с эмпирической формулой С6Н10
Назад

цис-3-метилпентадиен- 1,3

транс-3-метилпентадиен- 1,3

галогенирование
СН2=СН-СН=СН2+Br2(H2O)→CH2Br-CH=CH-CH2Br+
бутадиен-1,3

1,4-дибромбутен-2
+ Br2(H20)→CH2Br-CHBr-CHBr-CH2Br
1,2,3,4-тетрабромбутан
Бромная вода обесцвечивается.
Присоединение идет в положение 1 и 4, а между атомами 2 и 3 образуется новая двойная связь.
б) гидрогалогенирование
СН2=СН-СН=СН2 +НCl →CH3-CH=CH-CH2Cl
бутадиен-1,3 1-хлорбутен -2
в)гидрирование ( +Н2)
СН2=СН-СН=СН2 +Н2 →СН3-СН=СН-СН3
бутадиен -1,3 бутен-2
2) Полимеризация
СН2=СН-СН=СН2 → (-СН2-СН=СН-СН2-)n
полибутадиен (бутадиеновый каучук)
Назад

–СН3 →СН2=СН-СН=СН2 +2Н2
(условия: Cr2O3/Al2O3,700)

б)алкенов
СН2=СН-СН2-СН3-→ СН2=СН-СН=СН2

+ Н2

2) По способу Лебедева.
2С2Н5ОН →СН2=СН-СН=СН2+2Н2О+Н2
!!!

Назад

подорожанием натурального каучука возникла острая необходимость в разработке доступного

и экономичного способа получения диенов. В 1926 г. в Советском Союзе был объявлен конкурс на лучший способ получения синтетического каучука. Сроки и условия конкурса были достаточно жесткими.

академии г. Ленинграда Сергея Васильевича Лебедева. В качестве сырья

использовался этиловый спирт. Этот способ получения бутадиена-1,3 получил название метода Лебедева и долгое время использовался в промышленности.

В природе существует множество углеводородов, структурными фрагментами которых является

изопрен. Общее «родовое» название терпены. Общая формула-(С5Н8)n. Терпены очень широко распространены в природе. Многие являются составной частью эфирных масел, придающих растениям специфический аромат. Оцимен содержится в базилике, а лимонен - в кожуре цитрусовых.

которые в отличие от жирных масел полностью испаряются и

не оставляют следов на бумаге. Их используют в производстве душистых веществ, для ароматизации косметических средств. Первые рецептуры таких композиций относятся ко временам царя Хаммурапи (2100г. до н.э.) Сквален выделяют из печени акулы.

которых два атома углерода находятся в состоянии SP-гибридизации и

связаны друг с другом тройной связью. Общая формула:CnH2n-2, n>2
Длина связи в алкинах равна
0,120 нм.

Назад

СНΞС-СН –СН3
бутин-1 СН3
3-метилбутин-1
Положения тройной (кратной) связи
СНΞС-СН2-СН3 СН3-СΞС-СН3
бутин-1 бутин-2
Классов соединений (алкадиены)
СНΞС-СН2-СН3 СН2=СН-СН=СН2
бутин-1 бутадиен-1,3
Пространственной изомерии нет
Назад

цепи и начало нумерации определяется тройной связью
Правила составления названий

алкинов по международной номенклатуре аналогичны правилам для алкенов.

Назад

небольшая, но больше чем у алкенов и алканов, р

см,
Ткип( Н) > Т кип (разв), с увеличением Мr Tкип увеличивается.

Назад

реакционной способностью,чем алкены. Для алкинов,как и для алкенов, характерны

реакции присоединения. Так как тройная связь содержит две π-связи, алкины могут вступать в реакции двойного присоединения (присоединять 2 молекулы реагента по тройной связи). Присоединение несимметричных реагентов к несимметричным алкинам происходит по правилу Марковникова.

на II cтупени- алканы: С 2 H 2

+ Н2 → СН2=СН2 (кат. Pt, Pd, Ni, t=150) CН2=СН2 +Н2→СН3-СН3 Суммарное уравнение: С 2Н 2+2Н2 →СН3-СН3 2.Присоединение галогенов (галогенирование) На I ступени образуются дигалогеналкены, на II- тетрагалогеналканы: С 4Н 6 + Br2→CН Br =С Br -СН2-СН3 бутин -1 ( Н2О) 1,2-дибромбутен-1 СНBr=СBr-СН2-СН3 +Br2---CHBr2-CBr2-CH2-CH3 ( H2O) 1,1,2,2-тетрабромбутан Реакция алкинов с бромной водой – качественная реакция на алкины. Бромная вода обесцвечивается.

–дигалогеналканы: С 2Н 2 + НCl →CH2=CHCl+HCl→CH3-CHCl2

хлорэтен 1,1-дихлорэтан (Cu, Hg ) 4.Присоединение воды (гидратация) Происходит по правилу Марковникова. Ацетилен образует альдегид, его гомологи –кетоны (реакция М.Г. Кучерова): С 2Н2 + НОН→ СН3-СОН кат.Hg этаналь С 3Н4 + НОН→ СН3-С-СН3 О пропанон (ацетон)

Раствор KMnO4 обесцвечивается.

углеводородов. Атом водорода в ацетилене и его гомологах, содержащих тройную

связь на конце молекулы, довольно подвижен. Он может замещаться на металл, связанный с органическим остатком ионной связью. Продукты замещения можно отнести к классу солей, они называются ацетиленидами. С 2Н2 + 2 Na--- C 2Na2 + H2 ( в присутствии NH3) Реакция получения ацетиленидов серебра и меди (I) позволяет отличить алкины с концевой тройной связью от алканов, алкенов и алкинов с тройной связью в середине углеродной цепи. С 2Н 2+ Ag2O --- C 2Ag 2 + H2O (хлопья серого осадка) Во влажном состоянии ацетиленид серебра безопасен, а при высыхании сильно взрывается от удара или поджигания.

с трудом, а вот несколько молекул (от двух до

пяти ) соединяются друг с другом относительно легко. Впервые подобную реакцию в 1866г. Осуществил М. Бертло. При нагревании ацетилена до 600 градусов С ему удалось получить небольшое количество бензола. Спустя 60 лет русский химик Николай Дмитриевич Зелинский обнаружил, что катализатором данной реакции является углерод (активированный уголь). С тех пор эта реакция носит имя Н.Д.Зелинского. 3С2Н2-----С6Н6 бензол Назад

представлявший собой смесь цис-, трансизомеров: цис-полиацетилен, красного цвета, менее

устойчив, транс- полиацетилен, синего цвета, более устойчив. Полиацетилен открыл новую эру токопроводящих полимеров. В 1976г. в лаборатории японского ученого Хидэки Сиракавы было сделано удивительное открытие. Если пленку из этого материала обработать иодом, получается золотистое покрытие с металлическим блеском, которое проводит электрический ток в миллиард раз лучше, чем сам полиацетилен! Эти материалы используются в сотнях электронных и звуковоспроизводящих устройств.

г. М. Бертло, пропуская через метан электрический разряд, обнаружил

в смеси образующихся газов ацетилен.
2СН4 →С2Н2 + 3Н2
Дегидрогалогенирование дигалогеналканов
В 60-х гг.XIXв. Молодым русским ученым М. Мясникову и В. Савичу удалось получить ацетилен взаимодействием 1,2-дибромэтана с кипящим спиртовым раствором гидроксида калия
СН2Br-CH2Br +KOH (спирт. р-р) →CH2=CHBr +KBr +H2O
CH2=CHBr + KOH (спирт.р-р) →С2Н2 +KBr + H2O
Карбидный способ
В 1836г. английский химик Э.Дэви получил бесцветный газ, горящий красноватым коптящим пламенем при действии воды на карбид кальция
CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 +C2H2 (ацетилен)
Назад