Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Транс-1,4-диметилциклогексан цис-1,4-диметилциклогексан





 

Химические свойства. Химические реакции циклоалканов подобны алканам с открытой цепью, но в зависимости от устойчивости циклов идут в различных направлениях.

 

Например, галогенирование:

 
 


+ Cl2 Cl-CН2–СН2–СН2–Сl

1,3–дихлорпропан

 

 
 


+ Cl2, hn

- HCl

 

1-хлорциклогексан

Алкены

Алкенами называются углеводороды, содержащие двойную С=С связь, общая формула СnH2n.

Название Структурная формула Брутто-формула
Этен (этилен) Пропен (пропилен) Бутен-1 (бутилен) Бутен-2 (псевдобутилен) СН2 = СН2 СН2=СН-СН3 СН2=СН-СН2-СН3 СН3-СН=СН-СН3 С2Н4 С3Н6 С4Н8 С4Н8

Представители этого класса оказывают наркотическое действие; например, 2- метилбутен-2 по свойствам напоминает хлороформ.

Для алкенов характерна структурная (бутен-1 и бутен-2) и пространственная (геометрическая цис/транс) изомерия.

       
   
 


 

 

 

 

цис-бутен-2 транс-бутен-2

 

Реакционная способность алкенов определяется наличием двойной связи. Атомы углерода при двойной связи находятся в sp2 ¾ гибридизации.

Три sp2 – гибридизованные орбитали лежат в одной плоскости под углом 120° и образуют три прочные s- связи. Негибридизованная r-орбиталь, перпендикулярная плоскости s- связей, участвует в образовании менее прочной и легкополяризуемой p-связи.

Строение этилена:

 
 

 


 

p- связь s- связи

 

Химические свойства. Для алкенов наиболее типичны реакции присоединения по месту разрыва p-связи. p - Cвязь в алкенах богата электронами, поэтому к ней будут притягиваться положительно заряженные йоны или частицы с дефицитом электронов –электрофилы (Е+).

Таким образом, для алкенов характерны реакции электрофильного присоединения АЕ.



 

Гидрирование

Н Н

кат. ½ ½

СН3 – СН = СН2 + Н2 ® СН3 – СН – СН2

Пропен пропан

Галогенирование

Br Br

½ ½

СН3 – СН = СН2 + Br2 ® СН3 – СН – СН2

1,2–дибромпропан

Реакция галогенирования служит для качественного и количественного определения непредельных соединений. Реакция обесцвечивания брома является классической качественной и количественной реакцией на двойную связь.

Например, по количеству поглощенного брома или йода можно установить содержание непредельных высших жирных кислот в составе липидов.

3. Гидрогалогенирование:

 

СН3 –СН=СН2 + НСl ® СН3 – СН – СН3

½

Cl

2–хлорпропан

 

Присоединение галогенводородов к несимметричным алкенам происходит в соответствии с правилом Марковникова: водород направляется преимущественно к наиболее гидрогенизированному атому углерода. Обосновать правило Марковникова можно, учитывая два фактора:

1. Статический фактор – распределение электронной плотности в молекуле алкена в исходном состоянии:

d+ d -

СН3 ®СН=СН2

 

Положительный индуктивный эффект СН3 – группы приводит к поляризации p- связи и атаке электрофила Н+ первого атома углерода.

2. Динамический фактор – оценка относительной устойчивости возникающих промежуточных частиц:

+

атака С1 СН3 ® СН СН3

(I)

3 2 1

СН3 – СН = СН2 + Н+

атака С2 +

СН3®СН2®СН2

(II)

Карбкатион (I) более стабилен, так как положительный заряд стабилизируется +I –эффектами двух алкильных (метильных) групп. Карбкатион (II) менее стабилен за счет +I–эффекта только одной алкильной (этильной) группы.

Реакция протекает с предпочтительным образованием наиболее устойчивого карбкатиона (I):

Сl

+ +Cl- ½

СН3-СН =СН2 + Н+ ® СН3-СН-СН3 ® СН3 – СН-СН3

4. Гидратация:

ОН

d+ d- Н+ ½

CH3 ® С = СН2 + Н2О СН3 – С- СН3

­ ½

СН3 СН3

2 – метилпропен 2–метилпропанол–2

Реакция протекает также в соответствии с правилом Марковникова.

5. Окисление(по Вагнеру). При окислении алкенов разбавленными растворами перманганата калия в нейтральной или слабощелочной среде получаются двухатомные спирты (гликоли):

 

3 СН2 = СН2 + 2 КMnO4 + 4H2O 3 CH2 –CH2 + 2KOH + 2MnO2

этилен

OH OH

этиленгликоль

 

Реакция используется как качественная для обнаружения двойной связи (по обесцвечиванию раствора KMnO4).

6. Полимеризация:

½ ½

( ¾ С ¾ С ¾ ) n

½ ½

 

           
   
   
 
 


 

пропилен полипропилен

 

Алкадиены

Это углеводороды, содержащие две двойные связи. Общая формула Сn H2n-2.

Наибольший интерес представляют сопряженные алкадиены – соединения с чередующимися двойными и одинарными связями.

Название Структурная формула Брутто– формула
Бутадиен (дивинил) 2–Метилбутадиен–1,3 (изопрен) СН2 = СН – СН = СН2 СН2 = С– СН=СН2 ½ СН3 С4Н6 С5Н8

 

Химические свойства

Для алкадиенов наиболее характерны реакции АЕ, так же как и для алкенов, но проявляются особенности, связанные с сопряжением Присоединение 1 молекулы реагента возможно в разные положения: 1,2; 3,4 и 1,4.

1. Гидрирование:

1,2 – присоединение

СН3–СН2–СН=СН2

кат.

СН2 = СН – СН = СН2 + Н2

1,4 – присоединение

СН3–СН=СН-СН3

 

2. Гидрогалогенирование:

Сl

½

1,2 – присоединение СН3-С-СН=СН2

½

1 2 3 4 СН3

СН2=С-СН = СН2 + HСl Сl

½ 3,4 – присоединение ½

СН3 СН2=С-СН-СН3

½

СН3

 

1,4- присоединение

Н3С-С=СН-СН2-Сl

½

CH3

3. Полимеризация идет аналогично присоединению:

 

CH3

1,2- ½

[¾ СН2 – С ¾ ]n

½

CH=CH2

1 2 3 4 3,4-

nСН2=С-СН=СН2

½ [ ¾ CH-CH2¾ ]n

СН3 ½

CH3-C =CH2

1,4-

[ ] n

 

Кроме природного каучука, который, как известно, является 1,4-полимером изопрена, существует большая группа веществ (углеводородов и их производных), которые можно разделить на n скелетных фрагментов изопрена. Они называются терпенами.

Ароматические углеводороды

(арены)

Простейшим представителем аренов является бензол:

       
   
 

 

 


Для бензола и его гомологов выполняются следующие 3 главных критерия ароматичности:

1. Все атомы углерода находятся в sp2 – гибридизации. Следовательно, s- остов молекулы плоский, циклический.

2. Число р-электронов соответствует правилу Хюккеля (4n+2). Правило Хюккеля выполняется при любом натуральном числе n = 0, 1, 2 и т.д. В данном случае в бензоле 6r электронов (n =1)

3. Единая, замкнутая, сопряженная p- система охватывает все атомы цикла.

 
 


 

 
 


 

Химические свойства

 

Ароматические соединения обладают рядом специфических свойств.

1. Высокая термодинамическая устойчивость.

2. Устойчивость к действию окислителей.

3. Реакции электрофильного замещения (SE).









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.