alkeny

Transkrypt

alkeny
Alkeny
ALKENY – WĘGLOWODORY
NIENASYCONE
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW
WĘGLA I WODORU
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA
WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
ATOM WĘGLA WIĄZANIA
PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
KĄTY MIĘDZY WIĄZANIAMI, DŁUGOŚCI WIĄZAŃ
ALKENY – WĘGLOWODORY
NIENASYCONE
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW
WĘGLA I WODORU
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA
WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
sp3
DŁUGOŚĆ
WIĄZAŃ
sp2
ATOM WĘGLA WIĄZANIA
PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
ALKENY – WĘGLOWODORY
NIENASYCONE
STRUKTURA CZĄSTECZKI
p
sp2
sp2
sp2
WIĄZANIE π
WIĄZANIE π
WIĄZANIE σ
WIĄZANIE σ
WIĄZANIE
σ
WIĄZANIE
σ
ALKENY – WĘGLOWODORY
NIENASYCONE
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW
WĘGLA I WODORU
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA
WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
ATOM WĘGLA WIĄZANIA
PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
WSZYSTKIE ATOMY WĘGLA ZNAJDUJĄ SIĘ W JEDNEJ PŁASZCZYŹNIE
WIĄZANIE π
IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW
ROZERWANE
WIĄZANIE π
IZOMER CIS
IZOMER TRANS
IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW
IDENTYCZNE
GRUPY
IDENTYCZNE
GRUPY
IDENTYCZNE
GRUPY
UTWORZENIE STEREOIZOMERÓW CIS-TRANS
JEST NIEMOŻLIWE
KONFIGURACJA E/Z ALKENÓW
WAŻNIEJSZA GRUPA
MNIEJ WAŻNA
WAŻNIEJSZA GRUPA
MNIEJ WAŻNA
KONFIGURACJA Z
(DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ
PO TEJ SAMEJ STRONIE WIĄZANIA
PODWÓJNEGO)
WAŻNIEJSZA GRUPA
MNIEJ WAŻNA
MNIEJ WAŻNA
WAŻNIEJSZA GRUPA
KONFIGURACJA E
(DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ
PO PRZECIWNYCH STRONACH WIĄZANIA
PODWÓJNEGO)
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
DEHYDRATACJA (ODWADNIANIE) ALKOHOLI
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
2-METYLO-2-BUTANOL
2-METYLOCYKLOHEKSANOL
2-METYLOBUTEN
10%
METYLOCYKLOHEKSEN
84%
2-METYLO-2-BUTEN
90%
3-METYLOCYKLOHEKSEN
16%
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
ELIMINACJA ATOMU WODORU
POŁĄCZONEGO Z ATOMEM WĘGLA
POSIADAJĄCYM MNIEJSZĄ ILOŚĆ
ATOMÓW WODORU
ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZEJ
ILOŚCI
REGUŁA ZAJCEWA (ZAITSEV) – ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZOŚCI REAKCJI
ELIMINACJI TO TEN, KTÓRY JEST BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
W REAKCJI ELIMINACJI POWSTAJE BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY ALKEN
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
DEHYDROHALOGENACJA HALOGENKÓW ALKILOWYCH
HALOGENEK ALKILOWY
ROSNĄCY STOPIEŃ DEHYDROHALOGENACJI
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDROHALOGENACJI HALOGENKÓW ALKILOWYCH
REGUŁA ZAJCEWA
23%
29%
71%
71%
IZOMER TRANS JEST BARDZIEJ TRWAŁY!
TRWAŁOŚĆ IZOMERÓW ALKENÓW
IZOMER TRANS JEST TRWALSZY Z UWAGI NA MNIEJSZĄ ZAWADĘ STERYCZNĄ
ZAWADA STERYCZNA
BRAK ZAWADY STERYCZNEJ
REAKCJE ELIMINACJI
DEHYDRATACJA I DEHYDROHALOGENACJIA TO REAKCJE ELIMINACJI
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
DWUCZĄSTECZKOWA E2
ELIMINACJA
JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
DWUCZĄSTECZKOWA E2
KINETYKA II-RZĘDU
V = k [HALOGENEK ALKILOWY] × [ZASADA]
W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZY
ZARÓWNO HALOGENEK ALKILOWY JAK I ZASADA
SZYBKOŚĆ RAKZJI ZALEŻNA OD RODZAJU ATOMU HALOGENU
(WPŁYW NA SIŁĘ WIĄZAŃ CHEMICZNYCH)
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
DWUCZĄSTECZKOWA E2
ZASADA
ATOM
HALOGENU
REAKCJE ELIMINACJI
ROZWRYWANIE
WIĄZANIA
WĘGIEL-WODÓR
WOLNA PARA
ELEKTRONOWA ZASADY
WIĄZANIE WĘGIELWODÓR
WIĄZANIE WĘGIELHALOGEN
TWORZENIE WIĄZANIA
ZASADA-WODÓR
TWORZENIE WIĄZANIA π
WĘGIEL-WĘGIEL
ROZWRYWANIE
WIĄZANIA
WĘGIEL-HALOGEN
WIĄZANIE ZASADAWODÓR
WIĄZANIE
PODWÓJEN
WOLNA PARA
ELEKTRONOWA
HALOGENU
REAKCJE ELIMINACJI
ZMIANY ENERGII W TRAKCIE
REAKCJI
STAN PRZEJŚCIOWY
SUBSTRATY
PRODUKTY
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
KINETYKA I-RZĘDU
V = k [HALOGENEK ALKILOWY]
W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZY
TYLKO HALOGENEK ALKILOWY
REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO
ROSNĄCY UDZIAŁ MECHANIZMU
ELIMINACJI E1
I-RZĘDOWY
II-RZĘDOWY
III-RZĘDOWY
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA
JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
SPONTANICZNA DYSOCJACJA – ODŁĄCZENIE ANIONU HALOGENKOWEGO
WOLNO
KARBOKATION
ZASADA ODBIERA PROTON – UTWORZENIE WIĄZANIA PODWÓJNEGO
REAKCJE ALKENÓW
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
PRZYŁĄCZENIE DO WIĄZANIA PODWÓJNEGO
KATALITYCZNE UWODORNIENIE
ADDYCJA SYN
REAKCJE ALKENÓW
KATALITYCZNE UWODORNIENIE
ATOMY WODORU PRZYŁĄCZONE DO
POWIERZCHNI
KATALIZATORA
PRZYŁĄCZENIE
PIERWSZEGO ATOMU
WODORU
POWIERZCHNIA
KATALIZATORA
UWOLNIENIE
ALKANU
PRZYŁĄCZENIE DRUGIEGO
ATOMU WODORU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU
HALOGNEK ALKILOWY
ADDYCJA JODOWODORU DO CZĄSTECZKI CYKLOHEKSENU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU
ROSNĄCY STOPIEŃ ADDYCJI HALOGENOWODORU DO
WIĄZANIA PODWÓJNEGO
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
MECHANIZM REAKCJI ADDYCJI
ATAK ELEKTRONÓW WIĄZANIA PODWÓJNEGO NA ATOM WODORU CZĄSTECZKI H-X
KARBOKATION
KARBOKATION – INDYWIDUUM
CHEMICZNE POSIADAJĄCE ATOM
WĘGLA OBDARZONY ŁADUNKIEM
DODATNIK
KARBOKATIONY SĄ PŁASKIE
2. ATAK ANIONU HALOGENKOWEGO (NUKLEOFIL) NA KARBOKATION (ELEKTROFIL)
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
WIĄZANIE PODWÓJNE
WĘGIEL-WĘGIEL JEST MIEJSCEM
BOGATYM W ELEKTRONY
ATOM WODORU LUB PROTON JEST
UBOGI W ELEKTRONY
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
NUKLEOFIL – INDYWIDUUM CHEMICZNE
POSIADAJĄCE ELEKTRONY ZDOLNE DO
ULEGANIA REAKCJI CHEMICZNEJ I
TWORZENIA NOWYCH WIĄZAŃ.
REAGUJE Z CZĄSTECZKAMI, ATOMAMI,
JONAMI, KTÓRE POSIADAJĄ
ZMNIEJSZONĄ GĘSTOŚĆ ELEKTRONOWĄ
ELEKTROFIL – INDYWIDUUM
CHEMICZNE UBOGIE
W ELEKTRONY, KTÓRE STAJE SIĘ
CELEM ATAKU INNYCH,
BOGATYCH W ELEKTRONY
ZWIĄZKÓW
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
– REGUŁA MARKOWNIKOWA
GŁÓWNY
PRODUKT
RACZEJ NIE
POWSTAJE
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
– REGUŁA MARKOWNIKOWA
80%
90%
100%
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
– REGUŁA MARKOWNIKOWA
REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO
NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO
KARBOKATIONU
REGUŁA MARKOWNIKOWA – PODCZAS ADDYCJI CZĄSTECZKI HX
(HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU ATOM
WODORU PRZYŁĄCZA SIĘ DO TEGO ATOMU WĘGLA, KTÓRY JEST POŁĄCZONY
Z WIĘKSZĄ ILOŚCIĄ ATOMÓW WODORU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
– REGUŁA MARKOWNIKOWA
REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO
NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO
KARBOKATIONU
WYŻEJRZĘDOWY KARBOKATION JEST BARDZIEJ STABILNY NIŻ KARBOKATION
O NIŻSZEJ RZĘDOWOŚCI
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
– REGUŁA MARKOWNIKOWA
KARBOKATION
DRUGORZĘDOWY
KARBOKATION
PIERWSZORZĘDOWY
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW
PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW – TO PROCES POLEGAJĄCY NA
TWORZENIU BARDZIEJ STABILNYCH KARBOKATIONÓW
(WYŻEJ RZĘDOWYCH), KTÓRY NASTĘPUJE W WYNIKI PRZENIESIENIA
ATOMU WODORU LUB GRUPY METYLOWEJ
PRZENIESIENIE 1,2-WODORKOWE
PRZENIESIENIE
1,2-WODORKOWE
III-RZĘDOWY
II-RZĘDOWY
ADDYCJA
ADDYCJA
PRZENIESIENIE 1,2-METYLOWE
PRZENIESIENIE
1,2-METYLOWE
3
III-RZĘDOWY
II-RZĘDOWY
ADDYCJA
ADDYCJA
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REAKCJE ADDYCJI W OBECNOŚCI WOLNYCH RODNIKÓW
ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
BRAK NADTLENÓW
(WOLNYCH RODNIKÓW)
NADTLENKI
(WOLNR RODNIKI)
W OBECNOŚCI NADTLENKÓW REAKCJA PRZEBIEGA
NIEZGODNIE Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA!
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA KWASU SIARKOWEGO
KATALIZOWANA KWASEM ADDYCJA WODY
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – MECHANIZM REAKCJI
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA HALOGENU
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA HALOGENU
CYKLICZNY
KATION BROMONIOWY
ATAK Br- NA CYKLICZNY
KATION BROMONIOWY
INNE REAKCJE ADDYCJI
OTRZYMYWANIE HALOGENOHYDRYN
GRUPA OH PRZYŁĄCZA SIĘ DO WYŻEJ RZĘDOWEGO ATOMU WĘGLA
BARDZIEJ
STABILNY STAN
PRZEJŚCIOWY
MNIEJ
STABILNY STAN
PRZEJŚCIOWY
REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW
REAKCJA ALKENÓW Z KMnO4 W ŚRODOWISKU OBOJĘTNYM
H2O
CIS-DIOL
BRĄZOWY
OSAD
REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
H
H
H3O+
HO
O
KWAS
KWARBOKSYLOWY
Mn2+
ODBARWIENIE
ROZTWORU
REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW
REAKCJA ALKENÓW TERMINALNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
H
H
H
H3O+
HO
O + CO2
KWAS
KWARBOKSYLOWY
H
Mn2+
ODBARWIENIE
ROZTWORU
REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH NIEPOSIADAJĄCYCH ATOMÓW WODORU
PRZY WIĄZANIU PODWÓJNYM W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
H
H3O+
O
KETON
MnO2
BRUNATNY
OSAD
EPOKSYDACJA ALKENÓW
EPOKSYDY – EPITLENKI - OKSIRANY
REAKCJA ALKENU Z NADKWASEM
NADKWAS
EPOKSYD
EPOKSYDACJA ALKENÓW
REAKCJE ALKENÓW Z NADKWASEM
OZONOLIZA
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
OZONEK
OZONEK
ALDEHYD LUB KETON
NADTLENEK WODORU (H2O2) MOŻE UTLENIĆ ALDEHYD DO KWASU KARBOKSYLOWEGO.
ABY NIE DOPUŚCIĆ DO TEJ REAKCJI DO MIESZANINY REAKCYJNEJ DODAJE SIĘ CYNKU,
KTÓRY REDUKUJE NADTLENEK WODORU.
OZONOLIZA
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
ALDEHYD
KETON
ALDEHYD
ALDEHYD
OZONOLIZA
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
REAKCJE POLIMERYZACJI
REAKCJE ALKENÓW Z ALKENAMI
2-METYLOPROPEN
2,4,4TRIMETYLOPENTEN
2,4,4-TRIMETYLO-2-PENTEN
POLIMERYZACJA
RODNIKOWA
KATIONOWA
ANIONOWA
REAKCJE POLIMERYZACJI
RODNIKOWA POLIMERYZACJA ETYLENU (ETANU)
ETYLEN
POLIETYLEN
WITAMINA A I PROCES WIDZENIA
β-KAROTEN
VITAMINA A
(11Z)
UTLENIANIE
IZOMERYZACJA
VITAMINA A
(11Z) RETINAL
OPSYNA
(11E)
OPSYNA
ŚWIATŁO
WIDZIALNE
(11Z)
IZOMERYZACJA
AKTYWOWANA RODOPSYNA
OPSYNA
RODOPSYNA
(11E)
OPSYNA
(11E) RETINAL
REAKCJA WITTIGA
YLID
ALDEHYD
LUB KETON TRIFENYLOFOSFONIOWY
ALKEN
TLENEK
TRIFENYLOFOSFINY
REAKCJA WITTIGA
YLID
ALDEHYD
LUB KETON TRIFENYLOFOSFONIOWY
ALKEN
TLENEK
TRIFENYLOFOSFINY
YLID – ZWIĄZEK W KTÓRYM NA DWÓCH
POŁĄCZONYCH ZE SOBĄ ATOMACH
WYSTĘPUJĄ DWA ŁADUNKU RÓŻNOIMIENNE
REAKCJA WITTIGA
RETROSYNTEZA
JAK OTRZYMAĆ STYREN W REAKCJI WITTIGA?
STYREN
STYREN
IZOPREN
IZOPREN = 2-METYLO-1,3-BUTADIEN
OGON
GŁOWA
OGON
GŁOWA
IZOPREN I TERPENY
GŁOWA
OGON
GŁOWA
OGON
GŁOWA
OGON
IZOPREN I TERPENY
JEDNOSTKI IZOPRENOWE
CIS-POLI(2-METYLO-1,3-BUTADIEN)
NATURALNA GUMA
KATALIZATOR
ZIEGLERA-NATTY
JEDNOSTKI 1,3-BUTADIENU
CIS-POLI(1,3-BUTADIEN)
SYNTETYCZNA GUMA
CHLOROPREN
2-METYLO-1,3-BUTADIEN
KATALIZATOR
ZIEGLERA-NATTY
REAKCJA METATEZY
KATALIZATOR
REAKCJA METATEZY – REAKCJA CHEMICZNA KATALIZOWANA PRZEZ
KOMPLEKSY METALI, W KTÓREJ DWA ALKENY WYMIENIAJĄ MIĘDZY SOBĄ
ATOMY WĘGLA ZWIĄZANE WIĄZANIM PODWÓJNYM
NAGRODA NOBLA 2005
Yves Chauvin, Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock

Podobne dokumenty

Wykład 8

Wykład 8 2. Rodzaj grupy odchodzącej – im łatwiej pęka wiązanie C-X tym szybciej zachodzi reakcja substytucji. Reaktywność halogenków zmienia się w szeregu: R-I > R-Br > R-Cl.

Bardziej szczegółowo