stringtranslate.com

Алкен

3D-модель этилена , простейшего алкена.

В органической химии алкен , или олефин , — это углеводород , содержащий двойную углерод -углеродную связь . [1] Двойная связь может быть внутренней или находиться в концевом положении. Терминальные алкены также известны как α-олефины .

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) рекомендует использовать название «алкен» только для ациклических углеводородов всего с одной двойной связью; алкадиен , алкатриен и т. д. или полиен для ациклических углеводородов с двумя или более двойными связями; циклоалкен , циклоалкадиен и др. для циклических ; и «олефин» для общего класса – циклический или ациклический, с одной или несколькими двойными связями. [2] [3] [4]

Ациклические алкены только с одной двойной связью и без других функциональных групп (также известные как моноены ) образуют гомологический ряд углеводородов с общей формулой C n H 2 n , где n представляет собой натуральное число >1 (что на два атома водорода меньше чем соответствующий алкан ). Когда n равно четырем или более, возможны изомеры , отличающиеся положением и конформацией двойной связи.

Алкены обычно представляют собой бесцветные неполярные соединения, чем-то похожие на алканы, но более реакционноспособные. Первые несколько членов ряда представляют собой газы или жидкости при комнатной температуре. Простейший алкен, этилен ( C 2 H 4 ) (или «этен» по номенклатуре ИЮПАК ) представляет собой органическое соединение, производимое в крупнейших промышленных масштабах. [5]

Ароматические соединения часто называют циклическими алкенами, однако их структура и свойства достаточно различны, поэтому их нельзя отнести к алкенам или олефинам. [3] Углеводороды с двумя перекрывающимися двойными связями ( C=C=C ) называются алленами - самое простое такое соединение само называется алленом - и углеводороды с тремя или более перекрывающимися связями ( C=C=C=C , C=C= C=C=C и т. д.) называются кумуленами .

Структурная изомерия

Алкены, имеющие четыре и более атомов углерода , могут образовывать разнообразные структурные изомеры . Большинство алкенов также являются изомерами циклоалканов . Структурные изомеры ациклических алкенов только с одной двойной связью: [6]

Многие из этих молекул обладают цис - транс- изомерией . Также могут быть хиральные атомы углерода, особенно внутри более крупных молекул (от C 5 ). Число потенциальных изомеров быстро увеличивается с появлением дополнительных атомов углерода.

Структура и связь

Склеивание

Этилен (этен), пи-связь показана зеленым цветом.

Двойная связь углерод-углерод состоит из сигма-связи и пи-связи . Эта двойная связь прочнее одинарной ковалентной связи (611  кДж / моль для C=C против 347 кДж/моль для C–C) [1] , но не в два раза прочнее. Двойные связи короче одинарных, их средняя длина связи составляет 1,33 Å (133 pm ) против 1,53 Å для типичной одинарной связи CC. [7]

Каждый атом углерода двойной связи использует свои три гибридные орбитали sp 2 для образования сигма-связей с тремя атомами (другим атомом углерода и двумя атомами водорода). Негибридизированные атомные 2p-орбитали, лежащие перпендикулярно плоскости, образованной осями трех гибридных sp 2- орбиталей, объединяются, образуя пи-связь. Эта связь лежит за пределами главной оси C–C, причем половина связи находится на одной стороне молекулы, а половина — на другой. При силе 65 ккал/моль пи-связь значительно слабее сигма-связи.

Вращение вокруг двойной связи углерод-углерод ограничено, поскольку нарушение выравнивания p-орбиталей двух атомов углерода требует энергетических затрат. Следовательно, цис- или транс- изомеры взаимопревращаются настолько медленно, что с ними можно свободно обращаться в условиях окружающей среды без изомеризации. Более сложные алкены могут быть названы буквой E – Z для молекул с тремя или четырьмя различными заместителями (боковыми группами). Например, у изомеров бутена две метильные группы ( Z )-бут-2 -ена (он же цис -2-бутен) располагаются по одну сторону двойной связи, а у ( Е )-бут-2 -ен (он же транс -2-бутен) метильные группы располагаются на противоположных сторонах. Эти два изомера бутена имеют разные свойства.

Форма

Как предсказывает модель отталкивания электронных пар VSEPR , молекулярная геометрия алкенов включает валентные углы вокруг каждого атома углерода в двойной связи около 120 °. Угол может меняться из-за стерической деформации , возникающей в результате несвязанных взаимодействий между функциональными группами , присоединенными к атомам углерода двойной связи. Например, валентный угол C–C–C в пропилене составляет 123,9°.

Для алкенов с мостиковой связью правило Бредта гласит, что двойная связь не может возникнуть на плацдарме мостиковой кольцевой системы, если кольца не достаточно велики. [8] Следуя Фосетту и определяя S как общее количество атомов, не являющихся мостиками в кольцах, [9] для бициклических систем требуется S  ≥ 7 для стабильности [8] , а для трициклических систем требуется S  ≥ 11. [10]

Изомерия

В органической химии префиксы цис- и транс- используются для описания положений функциональных групп, присоединенных к атомам углерода , соединенным двойной связью. На латыни цис и транс означают «по эту сторону» и «по ту сторону» соответственно. Следовательно, если обе функциональные группы находятся на одной стороне углеродной цепи, говорят, что связь имеет цис- конфигурацию, в противном случае (т. е. функциональные группы находятся на противоположной стороне углеродной цепи) говорят, что связь имеет цис-конфигурацию. трансконфигурация .

Для существования цис- и транс-конфигураций должна существовать углеродная цепь или хотя бы одна функциональная группа , присоединенная к каждому углероду, одинакова для обоих. Вместо этого можно использовать E- и Z-конфигурацию в более общем случае, когда все четыре функциональные группы, присоединенные к атомам углерода в двойной связи, различны. E- и Z- являются аббревиатурами немецких слов zusammen (вместе) и entgegen (противоположно). При E- и Z-изомерии каждой функциональной группе назначается приоритет на основе правил приоритета Кана-Ингольда-Прелога . Если две группы с более высоким приоритетом находятся на одной стороне двойной связи, связи присваивается Z- конфигурация, в противном случае (т.е. две группы с более высоким приоритетом находятся на противоположной стороне двойной связи) связи присваивается E. - конфигурация. Цис- и транс-конфигурации не имеют фиксированной связи с E- и Z -конфигурациями.

Физические свойства

Многие физические свойства алкенов и алканов схожи: они бесцветны, неполярны и горючи. Физическое состояние зависит от молекулярной массы : подобно соответствующим предельным углеводородам, простейшие алкены ( этилен , пропилен и бутен ) при комнатной температуре представляют собой газы. Линейные алкены, содержащие примерно от пяти до шестнадцати атомов углерода, представляют собой жидкости, а высшие алкены представляют собой воскообразные твердые вещества. Температура плавления твердых веществ также увеличивается с увеличением молекулярной массы.

Алкены обычно имеют более сильный запах, чем соответствующие им алканы. Этилен имеет сладкий и затхлый запах. Известно , что напряженные алкены, в частности такие, как норборнен и транс -циклооктен, имеют сильный неприятный запах, что согласуется с более сильными π-комплексами, которые они образуют с ионами металлов, включая медь. [11]

Точки кипения и плавления

Ниже приведен список температур кипения и плавления различных алкенов с соответствующими аналогами алканов и алкинов. [12] [13]

ИК-спектроскопия

Растяжение связи C=C даст пик ИК- поглощения при 1670–1600  см -1 , тогда как изгиб связи C=C поглощает длину волны от 1000 до 650 см -1 .

ЯМР-спектроскопия

В 1 H ЯМР- спектроскопии водород , связанный с углеродом, прилегающим к двойным связям , дает δ H 4,5–6,5  м.д. Двойная связь также будет экранировать водород, присоединенный к атомам углерода, соседним с атомами углерода sp 2 , что приводит к образованию δ H =1,6–2. пики ppm. [14] Цис/транс-изомеры различаются из-за различного эффекта J-связывания . Цисвицинальные водороды будут иметь константы связи в диапазоне 6–14  Гц , тогда как транс будут иметь константы связи 11–18 Гц. [15]

В спектрах ЯМР 13 С алкенов двойные связи также экранируют атомы углерода, что приводит к малому сдвигу поля. Двойные связи C=C обычно имеют химический сдвиг около 100–170 м.д. [15]

Горение

Как и большинство других углеводородов , алкены сгорают с образованием углекислого газа и воды.

При горении алкенов выделяется меньше энергии, чем при горении насыщенных алкенов той же молярности с тем же количеством атомов углерода. Эту тенденцию хорошо видно в списке стандартных энтальпий сгорания углеводородов. [16]

Реакции

Алкены — относительно стабильные соединения, но более реакционноспособны, чем алканы . Большинство реакций алкенов включают присоединение к этой пи-связи, образуя новые одинарные связи . Алкены служат сырьем для нефтехимической промышленности , поскольку они могут участвовать в самых разных реакциях, в первую очередь в полимеризации и алкилировании. За исключением этилена, алкены имеют два центра реакционной способности: пи-связь углерод-углерод и наличие аллильных центров CH. Первый доминирует, но аллильные сайты также важны.

Присоединение к ненасыщенным связям

типичная реакция электрофильного присоединения этилена

Гидрирование включает добавление H 2 , в результате чего образуется алкан. Уравнение гидрирования этилена с образованием этана :

H 2 C=CH 2 + H 2 →H 3 C−CH 3

Реакции гидрирования обычно требуют катализаторов для увеличения скорости реакции . Общее количество атомов водорода, которые можно присоединить к ненасыщенному углеводороду, зависит от степени его ненасыщенности .

Подобно водороду, галогены присоединяются к двойным связям.

H 2 C=CH 2 + Br 2 →H 2 CBr−CH 2 Br

Ионы галония являются промежуточными продуктами. Эти реакции не требуют катализаторов.

Структура иона бромония

Бромный тест используется для проверки насыщенности углеводородов. [17] Бромный тест также можно использовать для определения степени ненасыщенности ненасыщенных углеводородов. Бромное число определяется как количество граммов брома, способных вступить в реакцию со 100 г продукта. [18] Подобно гидрированию, галогенирование брома также зависит от количества π-связей. Более высокое бромное число указывает на более высокую степень ненасыщенности.

π-связи алкеновых углеводородов также подвержены гидратации . В реакции обычно используется сильная кислота в качестве катализатора . [19] Первый этап гидратации часто включает образование карбокатиона . Конечным результатом реакции будет спирт . Уравнение реакции гидратации этилена:

H 2 C=CH 2 + H 2 O→ H 3 C-CH 2 OH
Пример гидрогалогенирования: присоединение HBr к алкену.

Гидрогалогенирование включает присоединение H-X к ненасыщенным углеводородам. Эта реакция приводит к образованию новых σ-связей C-H и C-X. Образование промежуточного карбокатиона является избирательным и подчиняется правилу Марковникова . Гидрогалогенирование алкена приводит к образованию галогеналкана . Уравнение реакции присоединения HBr к этилену:

H 2 C=CH 2 + HBr → H 3 C−CH 2 Br

Циклоприсоединение

реакция Дильса-Альдера
Генерация синглетного кислорода и его [4+2]-циклоприсоединение с циклопентадиеном.

Алкены присоединяются к диенам , образуя циклогексены . Это превращение является примером реакции Дильса-Альдера . Такая реакция протекает с сохранением стереохимии. Скорости чувствительны к электроноакцепторным или электронодонорным заместителям. Под действием УФ-излучения алкены димеризуются с образованием циклобутанов . [20] Другим примером является реакция Шенкена , в которой синглетный кислород реагирует с аллильной структурой с образованием транспонированного аллилпероксида :

Реакция синглетного кислорода с аллильной структурой с образованием аллилпероксида.

Окисление

Алкены реагируют с перкарбоновыми кислотами и даже перекисью водорода с образованием эпоксидов :

Эпоксидирование этилена проводится в промышленных масштабах с использованием кислорода в присутствии катализаторов на основе серебра:

С 2 Н 4 + 1/ 2 О 2 → С 2 Н 4 О

Алкены реагируют с озоном, приводя к разрыву двойной связи. Этот процесс называется озонолизом . Часто в процедуру реакции входит мягкий восстановитель, например диметилсульфид ( SMe 2 ):

При обработке горячим концентрированным подкисленным раствором KMnO 4 алкены расщепляются с образованием кетонов и/или карбоновых кислот . Стехиометрия реакции чувствительна к условиям. Эту реакцию и озонолиз можно использовать для определения положения двойной связи в неизвестном алкене.

Окисление можно остановить на вицинальном диоле , а не на полном расщеплении алкена, используя тетраоксид осмия или другие окислители:

Эта реакция называется дигидроксилированием .

В присутствии соответствующего фотосенсибилизатора , такого как метиленовый синий, и света, алкены могут вступать в реакцию с активными формами кислорода, генерируемыми фотосенсибилизатором, такими как гидроксильные радикалы , синглетный кислород или супероксид -ион. Реакции возбужденного сенсибилизатора могут включать перенос электрона или водорода, обычно с восстанавливающим субстратом (реакция типа I) или взаимодействие с кислородом (реакция типа II). [21] Эти различные альтернативные процессы и реакции можно контролировать путем выбора конкретных условий реакции, что приводит к получению широкого спектра продуктов. Типичным примером является [4+2]-циклоприсоединение синглетного кислорода к диену, такому как циклопентадиен, с образованием эндопероксида :

Полимеризация

Терминальные алкены являются предшественниками полимеров посредством процессов, называемых полимеризацией . Некоторые полимеризации имеют большое экономическое значение, поскольку в результате них получаются полиэтилен и полипропилен . Полимеры алкенов обычно называют полиолефинами , хотя они не содержат олефинов. Полимеризация может протекать по разным механизмам. Сопряженные диены , такие как бута-1,3-диен и изопрен (2-метилбута-1,3-диен), также производят полимеры, одним из примеров является натуральный каучук.

Аллильное замещение

Наличие π-связи C=C в ненасыщенных углеводородах ослабляет энергию диссоциации аллильных связей C–H. Таким образом, эти группировки подвержены свободнорадикальному замещению в этих сайтах CH, а также реакциям присоединения в сайте C=C. В присутствии радикальных инициаторов аллильные связи CH могут галогенироваться. [22] Наличие двух связей C=C, фланкирующих один метилен, т.е. дважды аллильных, приводит к особенно слабым связям HC-H. Высокая реакционная способность этих ситуаций лежит в основе некоторых свободнорадикальных реакций, проявляющихся в химии олиф .

Метатезис

Алкены подвергаются метатезису олефинов , который расщепляет и заменяет заместители алкена. Родственная реакция - этонолиз : [23]

Комплексообразование металлов

Модель Дьюара -Чатта-Дункансона связи алкен-металл.
Структура бис(циклооктадиен)никеля(0) , металлоалкенового комплекса.

В алкеновых комплексах переходных металлов алкены служат лигандами металлов. [24] В этом случае плотность π-электронов передается [ необходимы разъяснения ] d-орбиталям металла. Чем сильнее донорство, тем сильнее обратная связь между d-орбиталью металла и разрыхляющей π*-орбиталью алкена. Этот эффект снижает порядок связи алкена и увеличивает длину связи CC . Одним из примеров является комплекс PtCl 3 (C 2 H 4 )] - . Эти комплексы связаны с механизмами катализируемых металлами реакций ненасыщенных углеводородов. [23]

Обзор реакции

Синтез

Промышленные методы

Алкены получают путем крекинга углеводородов . Сырьем в основном являются компоненты природного газового конденсата (в основном этан и пропан) в США и на Ближнем Востоке, а также нафта в Европе и Азии. Алканы расщепляются при высоких температурах, часто в присутствии цеолитного катализатора, с образованием смеси преимущественно алифатических алкенов и алканов с более низкой молекулярной массой. Смесь зависит от сырья и температуры и разделяется фракционной перегонкой. В основном это используется для производства небольших алкенов (до шести атомов углерода). [25]

Крекинг н-октана с получением пентана и пропена.
Крекинг н -октана с получением пентана и пропена.

С этим связано каталитическое дегидрирование , при котором алкан теряет водород при высоких температурах с образованием соответствующего алкена. [1] Это процесс, обратный каталитическому гидрированию алкенов.

Дегидрирование бутана с образованием бутадиена и изомеров бутена.
Дегидрирование бутана с образованием бутадиена и изомеров бутена.

Этот процесс также известен как реформирование . Оба процесса являются эндотермическими и при высоких температурах движутся к алкену за счет энтропии .

Каталитический синтез высших α-алкенов (типа RCH=CH 2 ) может быть осуществлен также реакцией этилена с металлоорганическим соединением триэтилалюминием в присутствии никеля , кобальта или платины .

Реакции элиминации

Одним из основных методов синтеза алкенов в лаборатории является реакция отщепления алкилгалогенидов, спиртов и подобных соединений. Наиболее распространенным является β-элиминирование по механизму E2 или E1. [26] Коммерчески значимым примером является производство винилхлорида .

Механизм E2 обеспечивает более надежный метод β-элиминирования, чем E1, для большинства синтезов алкенов. В большинстве случаев элиминирование E2 начинается с сложного эфира алкилгалогенида или алкилсульфоната (например, тозилата или трифлата ). Когда используется алкилгалогенид, реакция называется дегидрогалогенированием . Для несимметричных продуктов более замещенные алкены (с меньшим количеством атомов водорода, присоединенных к C=C) имеют тенденцию преобладать (см. правило Зайцева ). Двумя распространенными методами реакций элиминирования являются дегидрогалогенирование алкилгалогенидов и дегидратация спиртов. Типичный пример показан ниже; обратите внимание, что, если возможно, H направлен против уходящей группы, даже если это приводит к менее стабильному Z -изомеру. [27]

Пример исключения E2
Пример исключения E2

Алкены могут быть синтезированы из спиртов путем дегидратации , в этом случае вода теряется по механизму E1. Например, при дегидратации этанола образуется этилен:

СН 3 СН 2 ОН → Н 2 С=СН 2 + Н 2 О

Спирт также может быть преобразован в более уходящую группу (например, ксантогенат ), чтобы обеспечить более мягкое синэлиминирование , такое как элиминирование Чугаева и элиминирование Грико . Связанные реакции включают элиминирование с помощью β-галогенэфиров ( синтез олефинов по Борду ) и сложных эфиров ( пиролиз сложных эфиров ). Тетрайодид дифосфора дезоксигенирует гликоли до алкенов.

Алкены можно получить косвенным путем из алкиламинов . Амин или аммиак не являются подходящей уходящей группой, поэтому амин сначала либо алкилируют (как при отщеплении Хофмана ), либо окисляют до оксида амина ( реакция Коупа ), чтобы сделать возможным плавное отщепление. Реакция Коупа представляет собой синэлиминирование , которое происходит при температуре 150 °C или ниже, например: [28]

Синтез циклооктена путем элиминирования Коупа
Синтез циклооктена путем элиминирования Коупа

Элиминирование Хофмана необычно тем, что основным продуктом обычно является менее замещенный (незайцевский ) алкен.

Алкены образуются из α-галогенсульфонов в реакции Рамберга-Беклунда через трехчленное кольцевое сульфоновое промежуточное соединение.

Синтез из карбонильных соединений

Другой важный класс методов синтеза алкенов включает создание новой двойной связи углерод-углерод путем сочетания или конденсации карбонильного соединения (такого как альдегид или кетон ) с карбанионом или его эквивалентом. Преобладающую роль играет альдольная конденсация . Конденсации Кневенагеля представляют собой родственный класс реакций, которые превращают карбонилы в алкены. Хорошо известные методы называются олефинациями . Реакция Виттига является показательной, но известны и другие родственные методы, включая реакцию Хорнера-Уодсворта-Эммонса .

Реакция Виттига включает реакцию альдегида или кетона с реагентом Виттига (или фосфораном) типа Ph 3 P=CHR с образованием алкена и Ph 3 P=O . Реактив Виттига сам по себе легко получить из трифенилфосфина и алкилгалогенида. [29]

Типичный пример реакции Виттига
Типичный пример реакции Виттига

С реакцией Виттига связано олефинирование Петерсона , в котором вместо фосфорана используются реагенты на основе кремния. Эта реакция позволяет выделить E- или Z -продукты. Если желателен E -продукт, другой альтернативой является олефинирование по Юлию , в котором используется карбанион, образующийся из фенилсульфона . Олефинирование Takai на основе хроморганического промежуточного продукта также дает электронные продукты. Соединение титана, реактив Теббе , полезно для синтеза метиленовых соединений; в этом случае реагируют даже сложные эфиры и амиды.

Пара кетонов или альдегидов может быть деоксигенирована с образованием алкена. Симметричные алкены можно получить из соединения одного альдегида или кетона с самим собой, используя восстановление металлического титана ( реакция Мак-Мерри ). Если необходимо соединить разные кетоны, требуется более сложный метод, например реакция Бартона-Келлога .

Одиночный кетон также можно превратить в соответствующий алкен через его тозилгидразон с использованием метоксида натрия ( реакция Бэмфорда-Стивенса ) или алкиллития ( реакция Шапиро ).

Синтез из алкенов

Образование более длинных алкенов путем поэтапной полимеризации более мелких является привлекательным, поскольку этилен (самый маленький алкен) недорог и легко доступен, ежегодно производятся сотни миллионов тонн. Процесс Циглера -Натта позволяет образовывать очень длинные цепи, например, те, которые используются для полиэтилена . Там, где требуются более короткие цепи, например, для производства поверхностно-активных веществ , важны процессы, включающие стадию метатезиса олефинов , такие как процесс получения высших олефинов Shell .

Метатезис олефинов также используется в коммерческих целях для взаимного превращения этилена и 2-бутена в пропилен. В этом процессе используют рений- и молибденсодержащий гетерогенный катализ : [30]

СН 2 =СН 2 + СН 3 СН=СНСН 3 → 2 СН 2 =СНСН 3

Гидровинилирование, катализируемое переходными металлами , является еще одним важным процессом синтеза алкенов, начиная с самого алкена. [31] Он включает присоединение водорода и винильной группы (или алкенильной группы) по двойной связи.

Из алкинов

Восстановление алкинов - полезный метод стереоселективного синтеза дизамещенных алкенов. Если цис -алкен желателен, обычно используется гидрирование в присутствии катализатора Линдлара (гетерогенного катализатора, состоящего из палладия, нанесенного на карбонат кальция и обработанного различными формами свинца), хотя гидроборирование с последующим гидролизом обеспечивает альтернативный подход. Восстановление алкина металлическим натрием в жидком аммиаке дает транс -алкен. [32]

Синтез цис- и транс-алкенов из алкинов.
Синтез цис- и транс -алкенов из алкинов.

Для получения мультизамещенных алкенов карбометаллирование алкинов может привести к образованию большого количества производных алкенов.

Перегруппировки и родственные реакции

Алкены могут быть синтезированы из других алкенов посредством реакций перегруппировки . Помимо метатезиса олефинов (описанного выше), можно использовать многие перициклические реакции , такие как еновая реакция и перегруппировка Коупа .

Перегруппировка копа дивинилциклобутана в циклооктадиен
Перегруппировка копа дивинилциклобутана в циклооктадиен

В реакции Дильса-Альдера производное циклогексена получается из диена и реакционноспособного или электронодефицитного алкена.


Приложение

Ненасыщенные углеводороды широко используются для производства пластмасс, лекарств и других полезных материалов.

Естественное явление

Алкены широко распространены в природе. Растения являются основным природным источником алкенов в форме терпенов . [ нужна цитация ] Многие из наиболее ярких природных пигментов являются терпенами; например , ликопин (красный в помидорах), каротин (оранжевый в моркови) и ксантофиллы (желтый в яичном желтке). Самый простой из всех алкенов, этилен является сигнальной молекулой , влияющей на созревание растений.

Номенклатура ИЮПАК

Хотя номенклатура не получила широкого распространения, согласно ИЮПАК, алкен представляет собой ациклический углеводород только с одной двойной связью между атомами углерода. [2] Олефины включают в себя большую коллекцию циклических и ациклических алкенов, а также диенов и полиенов. [3]

Чтобы сформировать корень названий IUPAC для алкенов с прямой цепью, измените инфикс -an- родительского элемента на -en- . Например, CH 3 -CH 3 представляет собой алкан этан . Поэтому имя CH 2 =CH 2 — ethENe .

Для алкенов с прямой цепью с 4 или более атомами углерода это название не полностью идентифицирует соединение. В этих случаях и для разветвленных ациклических алкенов применяются следующие правила:

  1. Найдите самую длинную углеродную цепь в молекуле. Если эта цепь не содержит двойной связи, назовите соединение в соответствии с правилами наименования алканов. В противном случае:
  2. Пронумеруйте атомы углерода в этой цепи, начиная с конца, ближайшего к двойной связи.
  3. Определим положение k двойной связи как число ее первого атома углерода.
  4. Назовите боковые группы (кроме водорода) по соответствующим правилам.
  5. Определите положение каждой боковой группы как количество атомов углерода в цепи, к которым она присоединена.
  6. Напишите положение и название каждой боковой группы.
  7. Напишите названия алканов с той же цепочкой, заменив суффикс «-ан» на « к -ен».

Положение двойной связи часто указывается перед названием цепи (например, «2-пентен»), а не перед суффиксом («пент-2-ен»).

Позиции не обязательно указывать, если они уникальны. Обратите внимание, что двойная связь может подразумевать другую нумерацию цепей, чем та, которая используется для соответствующего алкана: (H
3С)
3С– СН
2– СН
3представляет собой «2,2-диметилпентан», тогда как (H
3С)
3С– СН = СН
2представляет собой «3,3-диметил-1-пентен».

Более сложные правила применяются к полиенам и циклоалкенам . [4]

Названия замещенных гекс-1-енов

Цис - транс- изомерия

Если двойная связь ациклического моноена не является первой связью цепи, построенное выше название все равно не полностью идентифицирует соединение из-за цис - транс -изомерии . Затем необходимо указать, находятся ли две одинарные связи C–C, прилегающие к двойной связи, по одну сторону ее плоскости или по разные стороны. Для моноалкенов конфигурация часто обозначается приставками цис — (от латинского «по эту сторону») или транс — («поперек», «по ту сторону») перед названием соответственно; как в цис -2-пентене или транс -2-бутене.

Разница между цис- и транс- изомерами

В более общем смысле, цис - транс- изомерия будет существовать, если к каждому из двух атомов углерода двойной связи присоединены два разных атома или группы. Учитывая эти случаи, ИЮПАК рекомендует более общее обозначение E – Z вместо префиксов цис и транс . Это обозначение учитывает группу с наивысшим приоритетом CIP в каждом из двух атомов углерода. Если эти две группы находятся на противоположных сторонах плоскости двойной связи, конфигурация обозначается буквой E (от немецкого entgegen , означающего «противоположный»); если они находятся на одной стороне, это обозначается буквой Z (от немецкого zusammen «вместе»). Эту маркировку можно преподавать с помощью мнемоники « Z означает 'он зе заме зиде'». [33]

Разница между E и Z -изомерами

Группы, содержащие двойные связи C=C

ИЮПАК признает два названия углеводородных групп, содержащих двойные связи углерод-углерод: винильная группа и аллильная группа. [4]

Смотрите также

Найдите алкен в Викисловаре, бесплатном словаре.
В Wikiquote есть цитаты, связанные с Алкеном .

Номенклатурные ссылки

Рекомендации

  1. ^ abc Уэйд, LG (2006). Органическая химия (6-е изд.). Пирсон Прентис Холл . стр. 279. ISBN. 978-1-4058-5345-3.
  2. ^ ab IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) «Алкены». дои :10.1351/goldbook.A00224
  3. ^ abc IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) «олефины». дои :10.1351/goldbook.O04281
  4. ^ abc Мосс, врач общей практики; Смит, PAS; Тавернье, Д. (1995). «Глоссарий названий классов органических соединений и реакционноспособных промежуточных соединений в зависимости от структуры (Рекомендации ИЮПАК, 1995 г.)». Чистая и прикладная химия . 67 (8–9): 1307–1375. дои : 10.1351/pac199567081307 . S2CID  95004254.
  5. ^ «Производство: рост - норма» . Новости химии и техники . 84 (28): 59–236. 10 июля 2006 г. doi :10.1021/cen-v084n034.p059.
  6. ^ Слоан, Нью-Джерси (ред.). «Последовательность A000631 (число производных этилена с n атомами углерода)». Электронная энциклопедия целочисленных последовательностей . Фонд ОЭИС.
  7. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, с. 23, ISBN 978-0-471-72091-1
  8. ^ аб Бансал, Радж К. (1998). «Правило Бредта». Механизмы органических реакций (3-е изд.). Макгроу-Хилл Образование . стр. 14–16. ISBN 978-0-07-462083-0.
  9. ^ Фосетт, Фрэнк С. (1950). «Правило Бредта о двойных связях в структурах с атомными мостиками». хим. Откр. 47 (2): 219–274. дои : 10.1021/cr60147a003. ПМИД  24538877.
  10. ^ «Правило Бредта». Комплексные органические реакции и реагенты . Том. 116. 2010. С. 525–528. дои : 10.1002/9780470638859.conrr116. ISBN 978-0-470-63885-9.
  11. ^ Дуань, Сюйфан; Блок, Эрик; Ли, Чжэнь; Коннелли, Тимоти; Чжан, Цзянь; Хуан, Чжиминь; Су, Сюбо; Пан, Йи; Ву, Лифан (28 февраля 2012 г.). «Решающая роль меди в обнаружении одорантов, координирующих металлы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (9): 3492–3497. Бибкод : 2012PNAS..109.3492D. дои : 10.1073/pnas.1111297109 . ISSN  0027-8424. ПМК 3295281 . ПМИД  22328155. 
  12. ^ Нгуен, Трунг; Кларк, Джим (23 апреля 2019 г.). «Физические свойства алкенов». Химия LibreTexts . Проверено 27 мая 2019 г.
  13. ^ Офардт, Чарльз (2003). «ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ И СТРУКТУРА УГЛЕВОДОРОДОВ». Виртуальная химическая книга . Проверено 27 мая 2019 г.
  14. ^ Хэнсон, Джон. «Обзор химических сдвигов в H-ЯМР». ups.edu . Проверено 5 мая 2019 г.
  15. ^ ab «Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) алкенов». Химия LibreTexts . 23 апреля 2019 года . Проверено 5 мая 2019 г.
  16. ^ «Органические соединения: физические и термохимические данные». ucdsb.on.ca . Проверено 5 мая 2019 г.
  17. ^ RL Shriner, CKF Hermann, TC Morrill, DY Curtin и RC Fuson (1997). Систематическая идентификация органических соединений . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-59748-1.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ «Бромное число». Компания Хач . Проверено 5 мая 2019 г.
  19. ^ Кларк, Джим (ноябрь 2007 г.). «Механизм кислотно-катализируемой гидратации этилена». Химгид . Проверено 6 мая 2019 г.
  20. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
  21. ^ Баптиста, Маурисио С.; Кадет, Жан; Маскио, Паоло Ди; Гогаре, Ашвини А.; Грир, Александр; Хэмблин, Майкл Р.; Лоренте, Каролина; Нуньес, Сильвия Кристина; Рибейро, Марта Симойнс; Томас, Андрес Х.; Виньони, Мариана; Ёсимура, Таня Матеус (2017). «Реакции фотосенсибилизированного окисления типа I и типа II: рекомендации и механизмы». Фотохимия и фотобиология . 93 (4): 912–919. дои : 10.1111/php.12716 . ПМК 5500392 . ПМИД  28084040. 
  22. ^ Ода, Масаджи; Кавасе, Такеши; Курата, Хироюки (1996). «1,3,5-Циклооктатриен». Органические синтезы . 73 : 240. дои : 10.15227/orgsyn.073.0240.
  23. ^ Аб Хартвиг, Джон (2010). Химия органопереходных металлов: от связывания к катализу . Нью-Йорк: Университетские научные книги. п. 1160. ИСБН 978-1-938787-15-7.
  24. ↑ Тореки, Роб (31 марта 2015 г.). «Алкеновые комплексы». Металлоорганический гиперучебник . Проверено 29 мая 2019 г.
  25. ^ Уэйд, LG (2006). Органическая химия (6-е изд.). Пирсон Прентис Холл . стр. 309. ISBN. 978-1-4058-5345-3.
  26. ^ Сондерс, WH (1964). «Реакции элиминирования в растворе». В Патае, Саул (ред.). Химия алкенов . Химия функциональных групп ПАТАИ. Уайли Интерсайенс. стр. 149–201. дои : 10.1002/9780470771044. ISBN 9780470771044.
  27. ^ Крам, диджей; Грин, Фредерик Д.; Депюи, CH (1956). «Исследования по стереохимии. XXV. Затменные эффекты в реакции E21». Журнал Американского химического общества . 78 (4): 790–796. дои : 10.1021/ja01585a024.
  28. ^ Бах, РД; Анджеевский, Денис; Дюсолд, Лоуренс Р. (1973). «Механизм устранения Коупа». Дж. Орг. Хим . 38 (9): 1742–3. дои : 10.1021/jo00949a029.
  29. ^ Кроуэлл, Томас И. (1964). «Реакции конденсации алкенов». В Патае, Саул (ред.). Химия алкенов . Химия функциональных групп ПАТАИ. Уайли Интерсайенс. стр. 241–270. дои : 10.1002/9780470771044.ch4. ISBN 9780470771044.
  30. ^ Лайонел Делауд; Альфред Ф. Ноэлс (2005). «Метатезис». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . Вайнхайм: Wiley-VCH. стр. метаноэль.а01. дои : 10.1002/0471238961.metanoel.a01. ISBN 978-0-471-23896-6.
  31. ^ Фогт, Д. (2010). «Асимметричное гидровинилирование, катализируемое кобальтом». Энджью. хим. Межд. Эд . 49 (40): 7166–8. дои : 10.1002/anie.201003133. ПМИД  20672269.
  32. ^ Цвайфель, Джордж С.; Нанц, Майкл Х. (2007). Современный органический синтез: Введение . Нью-Йорк: WH Freeman & Co., стр. 366. ISBN. 978-0-7167-7266-8.
  33. ^ Джон Э. Макмерри (2014): Органическая химия с биологическими применениями ; 3-е издание. 1224 страницы. ISBN 9781285842912