Alkény. Alkíny
Alkény
- uhľovodíky, s jednou dvojitou kovalentnou väzbou ( 1σ, 1 π)- pevnejšia a kratšia
- olefíny- fr.(gas olefiant- olejotvorný)
- Nenasýtené uhľovodíky
- sp2 hybridizácia, uhol 120°
Názvoslovie
- Názov: grécka číselná prepona podľa počtu atómov uhlíka + číslo atómu uhlíka na ktorom je dvojitá väzba + prípona –én
CH2=CH-CH2
prop-1- én( propén)
- Vzorec
všeobecný molekulový CnH2n napr. etén n=2 C2H2.2 C2H4
Príprava alkénov
- Dehydrohalogenácia
- →CH3-CH=CH-CH3 + HX ( alkohol/KOH)- zajcevovo pravidlo- vodík sa odštepuje s C, s menším počtom atómov vodíka
- Z dihalogénuhľovodíkov
- → CH3-CH=CH-CH3 + X2 ( kat.Zn)
- Dehydratáciou alkoholov
- → CH3-CH=CH-CH3 + H2O ( kat. H2SO4) - zajcev
- Dehydrogenáciou alkánov
- → CH3-CH=CH-CH3 +H2 ( kat. Pt)
Vlastnosti
- Fyzikálne
- Podobné ako alkány
- TT a TV nižšie ako zodpovedajúce alkány, väčšie hustoty
- Dvojitá väzba neumožňuje rotáciu ( prekrytie je nad a pod spojnicou jadier), je kratšia, no pevnejšia
- Tvoria geometrické izoméry ( cis (Z) a trans (E))
- Rozdielne vlastnosti
- Trans- vyššie TT, nižšie TV, hustoty, termodynamicky sú stabilnejšie
- konštitučná izoméria na uhlíkovom reťazci od C4
- Chemické
- Ovplyvnené dvojitou väzbou, je reakčným centrom
- Sú reaktívnejšie ako alkány
Typy reakcií alkénov
- Elektrofilné a radikálové adície
- Zánik násobnej πväzby
Rýchlosť reakcie:
- určuje elektrónová hustota na π väzbe( vplyv skupín na C=C)
- stúpa: CH2=CH2< CH2=CH-R < R-CH=CH-R < CH2=C-(R)2 < R-CH=C- (R )2
- ovplyvňuje tiež kyslosť činidla- čím kyslejšie, tým ľahší priebeh( HI najviac)
všeobecný zápis:
- Pri elektrofilných adíciách nesymetrických alkénov sa uplatňuje markovnikovo pravidlo- elektrofil sa naviaže na atóm uhlíka z dvojitej väzby, ktorý má väčší počet atómov vodíka
- Elektrofilnou časticou je napr. H+
CH2=CH2 + HCl → CH3-CH2Cl
CH2=CH2 + H2O→ CH3-CH2-OH (katalýza H2SO4 - ako elektrofil poskytuje H+)
CH2=CH-CH3 + HCl →CH3-CHCl-CH3
CH3-CH=CH2 + H-O-SO3H →CH3-CHOSO3H- CH3
- Hydrogenácia alkénov
- reakcia vodíka s alkénmi
- pri vysokej teplote a za prítomnosti katalyzátora
- radikálová adícia
- vznik alkánov
CH2=CH2 + H2 → CH3- CH3 ( t, katalyzátor Ni)
Využitie- stužovanie tukov, premena olejov na tuky, nenasýtených mastných kyselín na nasýtené
Cis adície
- Prebiehajú súčasne na oboch atómoch uhlíka
- Obe skupiny sa naväzujú z jednej strany
1.Hydrogenácia
CH3-CH2=CH3 + H2 → CH3-CH2-CH3 ( kat. Ni)
- Oxidácia KMnO4 ( dôkaz násobnej väzby)
- V zásaditom prostredí/ zriedený KMnO4
CH3-CH=CH2 → CH3-CHOH-CH2OH + MnO2 + KOH ( nad šípkou KMnO4/OH-)
- V kyslom prostredí/ konc. KMnO4
R1-CH=CH-R2 +3O2 → R1-COOH + R2-COOH
Adícia alkadiénov
CH2=CH-CH=CH2 + Br2→
- Pri nižšej teplote
CH2Br-CHBr-CH=CH2
2. Pri vyššej teplote
CH2Br-CH=CH-CH2Br
Polymerizácia
- spájaním zlúčenín s násobnou väzbou (monomérov) do veľkých makromolekúl (polymérov)
- znižuje sa násobná väzba
- radikálovým alebo iónovým spôsobom
- výroba plastov
n CH2=CH2→ -[-CH2-CH2-]-n
Etén( etylén)
- Bezfarebný, plynný, horľavý, so sladkastou vôňou
- so vzduchom tvorí výbušnú zmes
- je to rastlinný hormón- urýchľuje dozrievanie plodov, spôsobuje opadávanie listov, kvetov, plodov
- Má narkotické účinky
- využitie: výroba etanolu, polyetylénu , yperit, pesticídy, dozrievanie banánov
Polyetylén
- Zohrievaním mäkne
- Odolný voči mrazu a chemikáliám, úderu
- Elektroizolačné vlastnosti
- Použitie: výroba fólii, tašiek, nádob, potrubia, hadíc, obaly na tovar....
Propylén
- Bezfarebný plyn
- dezinfekčné prostriedky, polypropylén
Butadién
- Syntetický kaučuk
- Zdraviu škodlivý
- Prispieva k tvorbe smogu ( uniká zo spaľovacích motorov)
Izoprén( 2- metylbuta-1,3-dién)
- kaučuk ( rukavice, kondómy, tesnenie, hadice), cholesterol, testosterón, latex, lykopén
- Uhľovodíky s dvoma dvojitými väzbami sa nazývajú alkadiény
Dôkaz násobnej väzby
- KMnO4- fialová na hnedastú CH2=CH2 → MnO2 + CH2OH-CH2OH+ KOH ( za KMnO4/OH-)
- Br2- žltohnedá sa odfarbí CH2=CH2 + Br2 →CHBr- CHBr
Biologický význam alkénov
- Produkty biosyntézy v živej hmote
- Rastlinný hormón( dozrievanie plodov)
- Feromóny, vitamíny, lykopén( červená farba paradajok)
- Farmácia ( etén inhalačné anestetikum)
Alkíny
• uhľovodíky, aspoň s jednou trojitou kovalentnou väzbu ( 1σ a 2π)
- Nenasýtené uhľovodíky
- sp hybridizácia, uhol 180°
- Trojitá kratšia ako dvojitá, pevnejšia
Vlastnosti
- Podobné alkénom
- TV a hustota vyššia ako u alkénov
- Menej reaktívne ako alkény ( Ae ťažšie ako u alkénov)
- C≡C- uhlíky na trojitej väzbe priťahujú e- rastie acidita H( umožnenie prístupu nukleofilného činidla)
Príprava:
- Dehydrogenáciou alkánov a alkénov
- → R1-C≡C-R2 ( nad šípkou vodík)
- Z halogénderivátov
- → R1-C≡C-R2 + 2HBr ( nad šípkou KOH)
- Acetylén z karbidu
- → HC≡CH + Ca(OH)2
Typy reakcií:
- Elektrofilné, radikálové a neutrofilné adície
- Môžu mať viacstupňový charakter
- Prebiehajú ťažšie ako u alkénov
- Rovnaké pravidlá ako u alkénov
HC≡ CH + HCl → CH2= CHCl
CH≡CH +H2O→CH2=CH-OH ↔CH 3-CH=O ( v 1.stupni katalýza H2SO4, enol forma nestabilná, prešmyk na keto formu)- tautoméria
Vznik acetylidov
HC≡CH + NaNH2 → HC≡CNa + NH3
2HC≡CH + 2Na→ 2HC≡CNa + H2
HC≡CH +Cu2SO4 → CuC≡CCu + H2SO4
Názvoslovie
- Názov: grécka číselná prepona podľa počtu atómov uhlíka + číslo atómu uhlíka na ktorom je dvojitá väzba+ prípona –ín
prop-1-ín( propín)
- Vzorec
všeobecný molekulový CnH2n-2 napr. etín n=2 C2H2.2-2 C2H2
Etín( acetylén)
- Bezfarebný horľavý plyn bez zápachu
- So vzduchom tvorí výbušnú zmes
- Použitie- plasty, autogénové zváranie a rezanie kovov ( zmes kyslíka a acetylénu, 3000°C), acetaldehyd, technická octová kyselina, lepidlá
- V prírode sa nevyskytuje
Príprava acetylénu
- Reakciou acetylidu vápenatého s vodou
CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Polyvinylchlorid
- Jeden z najznámejších plastov, predmety každodennej potreby( hračky, riady, podlahové krytiny....)
Biologické účinky alkínov
- Narkotické účinky- plynné
- Antibiotikum v nízkych koncentráciách u vyšších rastlín a metabolitoch mikroorganizmov
Alkény. Alkíny-seminár-preze.pdf