Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Telítetlen szénhidrogének Előadó: Léránt István A prezentációt dr. Bak Judit készítette, kiegészítés: Léránt István.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Telítetlen szénhidrogének Előadó: Léránt István A prezentációt dr. Bak Judit készítette, kiegészítés: Léránt István."— Előadás másolata:

1 Telítetlen szénhidrogének Előadó: Léránt István A prezentációt dr. Bak Judit készítette, kiegészítés: Léránt István

2 Olefinek n A kettős kötéseket tartalmazó (telítetlen) szénhidrogéneket olefineknek vagy alkéneknek nevezzük. n összegképlet: C n H 2n n  -  -kötést alkotó szénatomjai sp 2 hibridállapotban vannak.

3 Fizikai tulajdonságok n Alkánokhoz hasonló n Molekulatömeg függő n Gáz –Etilén - etén –Propilén - propén –butilén – butén n Cseppfolyós –C9-C15 n Szilárd –C16-tól n -C=C- kötéshossz: 133 pm, kötési energia 100 kcal/mól

4 Előállítás n Alkánokból dehidrogénezéssel n Vicinális dihalogén-származékból –Zn, Cu n Alkohol - vízelvonás

5 H2CH2CH2CH2C CH 2 H2CH2CH2CH2C CHCH 3 etén (etilén) propén Alkének nomenklatúrája H2CH2CH2CH2C CHCH 2 CH 3 1-butén

6 n 1.) Válasszuk ki a leghosszabb el nem ágazó láncot. n 2.) Nevezzük el a molekulát az azonos C- atomszámú alkánok nevéből levezetve az -án végződés helyébe -én végződést helyettesítve. n 3.) A telítetlen kötés helyét számozás segítségével határozzuk meg. A számozást azon a C-atomon kezdjük el, amelyhez legközelebb van a telítetlen kötés. H2CH2CH2CH2C CHCH 2 CH 3 1-butén Alkének elnevezése

7 n Ha szubsztituent is tartalmaz a vegyület, meg kell határozni a helyét számozással. n A kettős kötés (rangban) elsőbbséget élvez az alkil csoporttal, vagy halogénekkel szemben az alapváz számozásánál. n Például:4-bróm-3-metil-1-butén H2CH2CH2CH2C CHCHCH 2 Br CH 3 Alkének elnevezése

8 metilén etenil (vinil) 2-propenil (allil) 1-metil-vinil (izoprenil) CH H2CH2CH2CH2C H2CH2CH2CH2C CHCH 2 H2CH2CH2CH2C CCH 3 H2CH2CH2CH2C Alkenil csoport

9 Cikloalkén n A kettős kötést tartalmazó gyűrűs vegyületek a cikloalkének. Ciklohexén

10 Nevezéktan Metilén csoport Vinil csoport 3-metilén-ciklohexén 3-vinil-1,5-hexadién Br 3-bróm-4-metil ciklopentén 6-klór-5-metil-2--hexén

11 Nevezéktan n Több kettős kötést tartalmazó alkének: 2 C=Cdién 3 C=Ctrién 4 C=Ctetraén 3-bróm-2,4,6- oktatrién

12 Az alkének szerkezete: etén (etilén)

13 n kötésszögek: H-C-H = 117° H-C-C = 121° n kötés távolságok: C—H = 110 pm C=C = 133 pm A molekula sík alkatú, a molekulát felépítő mind a hat atom azonos síkban helyezkedik el. Etilén szerkezete (-C-C-) = 154 pm

14      A  kötések váza n C-atomok sp 2 hibrid állapotúak Kötések az etilén molekulában

15 n A C-atom harmadik p-pályája nem vesz részt a hibridizációban, változatlanul marad és a hibrid pályák síkjára merőlegesen helyezkedik el. Etilén szerkezete

16 A  kötést létesítő elektronpár az atomok síkja alatt és felett helyezkedik el. Etilén szerkezete

17  -kötés az etilénben

18 Izoméria Konstitúciós izoméria Sztereoizoméria C 4 H 8 összegképletű alkének lehetséges izomériái

19 2-metil-propén 1-butén cisz-2-butén transz-2-butén C CHH H CH 2 CH 3 H3CH3CH3CH3C C C CH 3 HH H C C H3CH3CH3CH3CH C C H H H3CH3CH3CH3C H3CH3CH3CH3C

20 2-metil-propén 1-butén cisz-2-butén C CHH H CH 2 CH 3 H CH 3 C C H3CH3CH3CH3CH C C H H H3CH3CH3CH3C H3CH3CH3CH3C Konstitúciós izomerek

21 2-metil-propén 1-butén transz-2-butén C CHH H CH 2 CH 3 H3CH3CH3CH3C C C CH 3 HH C C H H H3CH3CH3CH3C H3CH3CH3CH3C Konstitúciós izomerek

22 cisz-2-butén transz-2-butén H3CH3CH3CH3C C C CH 3 HH H C C H3CH3CH3CH3CH Sztereoizomerek

23 Cisz-transz izoméria Cisz izoméria: ha a két szubsztituens a szabad rotációban gátolt pillératomok azonos oldalán helyezkednek el. helyezkednek el. Transz izoméria: ha a két szubsztituens a szabad rotációban gátolt pillératomok ellenkező oldalán helyezkednek el.

24 cisz-2-butén transz-2-butén van der Waals kötés alakul ki a cisz-metil csoportok között Cisz-transz-2-butén sztereoszerkezete

25 transz cisz Az alkének sztereoizomerei közötti interkonverzió nem lehetséges, csak a kettős kötés “eltörésével”. csak a kettős kötés “eltörésével”. Cisz-transz izoméria

26 transz cisz Cisz-transz izoméria energetikai állapota

27 Amennyiben a pillératomok azonos oldalán találhatók a rangosabb szubsztituensek (cisz-izomer analógia) Z-izomerről, ha viszont ellentétesen (transz-izomer analógia) E-izomerről beszélünk. E (entgegen =ellentétesen), Z (zusammen = együtt) izoméria alkéneknél Br C H C Cl CH 3 Br C H C CH 3 Cl Z-izomerE-izomer

28 Acetilén

29 - sp hibridállapotú C-atomok - hármas kötés ( , ,  ) HCCH 1.06 A o o 180 Acetilén

30 Alkének reakciói: addiciós készség

31 n A reakció során az olefin a reagenssel úgy lép kapcsolatba, hogy ezek egymással egyesülnek, egyetlen termék keletkezik. + A—B C C A C C B Alkének reakciója: Addició Kétféle addiciós utat különböztetünk meg: 1.) gyökös mechanizmusú addició (A R ), 2.) elektrofil addició (A E )

32 Alkének reakciói: gyökös mechanizmusú addició A R

33 + H—H    exotherm  H° = –136 kJ/mol n katalizátor: Pt, Pd, Rh, Ni C C H C CHHHH H HH HH Etilén gyökös mechanizmusú hidrogénaddiciója (A R )

34

35 HH C C ABX Y HH A katalitikus hidrogénaddició mechanizmusa

36 H C C A B X Y HHH

37 H HHH C C ABX Y

38 H HHH C C A B X Y

39 HH H C C ABX Y H

40 HH H C C ABX Y H

41 A hidrogénaddició sztereokémiája

42 szün addició anti addició Két térbeli (sztereokémiai) aspektusa van az alkén hidrogénaddiciójának

43 Hidrogén addició sztereokémiája + H—H C C H C C H szün addició

44 CO 2 CH 3 (100%) H 2, Pt Példa: “szün” addició CO 2 CH 3 HH

45

46 Alkének reakciói: elektrofil addició A E

47 Reakciók n Halogén addició n Hidrogénhaloid (HCl,HBr) addició n Kénsav addició

48 Általános ismeretek az A E mechanizmusáról n Az addiciót a kation kezdeményezi A + n  kötés a támadás célja (az alkén Lewis bázisként viselkedik), n kialakul a karbokation, ami pozitív töltésű átmeneti ion, Lewis savként képes viselkedni, n a karbokationt kedvezőtlen állapota miatt B - támadja, n B - saját elektronpárjának felhasználásával kötést létesít a második C-atommal

49 Halogén addició (Br 2,Cl 2 )

50 Elektrofil addició n Elektrofil reagensek: Br 2 és Cl 2 –Általánosan ábrázolva: –Példa:

51 C Cl   kötés Cl  -kötés hasad ++   komplex komplex kialakulása Átmneneti állapot kialakulásának energia profilja Átmeneti állapot Elektrofil addició első lépése

52

53 Elektrofil addició Elektrofil reagens:Br 2 ciklikus szerkezetű “  komplex” Transz addició

54 Hidrogénhaloidok addiciója (HCl, HBr, HI)

55 Átmeneti aktiválási komplex kialakulása CC H Cl - + CC H H + CC CC H CC H Karbokation (átmeneti állapot)

56 Hidrogén halogenidek addiciója HX= HCl, HBr,HI

57 Példák: CH 3 + HCl CH 3 Cl CH 2 CH 3 Cl CHCH 2 CH CH 3 Cl

58 Markovnyikov Markovnyikov Nem Markovnyikov

59 Markovnyikov- szabály: A H + ahhoz a C-atomhoz kapcsolódik, aminek több hidrogénje volt, a halogén anion (Cl - ) a magasabbrendű C-atomhoz kötődik. Magyarázat: az alacsonyabb C-atomot tartalmazó karbokation kialakulásának aktiválási energiája alacsonyabb, mint a magasabbrendűé, igy reakciókinetikailag ennek a képződése kedvezőtlen

60 Markovnyikov-szabály Mechanizmus: A reakció a stabilabb intermedier karbokationon keresztül valósul meg. instabil stabil karbónium

61 Markovnyikov-szabály HBr elektrofil addiciójának energia profilja: alacsonyabb E a 

62 Kénsavaddició, vízaddició

63 Elektrofil addició: Elektrofil reagens:H 2 SO 4 alkohol Markovnyikov orientáció

64 Elektrofil reagens:H 2 SO 4 Példa:

65 Alkének oxidációja

66 Oxidáció 1.Az oxidálószer erősségétől és a kettős kötések számától és elhelyezkedésétől függ, hogy milyen termék keletkezik. CH 2 =CH 2 + H 2 O 2 HO-CH 2 -CH 2 -OH Etilénetilénglikol R-CH=CH-R’ +4OR-COOH + R’-COOH olefinkarbonsavkarbonsav

67 Oxidáció R 2 -C=CH-R’ +3O R-CO-R + R’-COOH olefinketon karbonsav R 2 C=C-R’ 2 R-CO-R + R’-CO-R’ olefinketonketon

68 Alkén polimerizáció

69 Polimerizáció Az alkének szintetikus és természetes polimerek alapja lehetnek (görög eredetű: poly = sok, meros = részek): CC H H H H etilén n C H H C H H n Polietilén (PE)

70 Polimerizáció CC F F F F Tetrafluoro- etán n C F F C F F n Teflon

71 Polimerizáció CC HH H sztirén n C H H C H n Polisztirol

72 Alkén polimerek Természetes alapú alkén polimerek. Kaucsukfa (Hevea brasiliensis) CAHUCHU

73 Poli-cisz-izoprén Természetes polimer CC CH 2 CH 3 Izoprén 2-metil- 1,3- butadién n n Természetes gumi H CC CH 2 CH 3 H

74 Vulkanizálás

75 Charles Goodyear 1841 Sir Henry Wickham 1876

76

77 Diének n Két kettős kötés n Átmenet alkén – poliének között

78 Diének Osztályozás: Izolált Konjugált Kummulált 1,3-butadién

79 Diének Osztályozás: Izolált Konjugált Kummulált 1,3-butadién Allenizoméria Optikai antipódok

80 1,3-Budadién részleges Br 2 addiciója

81 1,3-butadién HCl addiciója

82 Kötéstávolság: Izolált kettőskötésben: 133 pm Butadiénben: 137 pm Kötéstávolság: Egyszeres kötés 154 pm Butadién 2,3 C között 147 pm Delokalizációs energia = 3,6 kCal/mól Égéshő / elméleti

83 Acetilén szénhidrogének

84 n Acetilén - etin n Propin n 2-butin

85 Az acetilén előállítása CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2

86 Bányászat során használt Davy-féle lámpások (acetilén, benzin) Лампы для шахт с повышенным содержанием взрывоопасных газов (Г.Дэви, 1815 г.)

87 Izoprénvázas vegyületek: 1.) terpének, 2.) karotinoidok

88 Izoprénvázasok csoportja: 1.) terpének, 2.) karotinoidok fej vég 2-metil-butadién Izoprén egység Mentol, (2-izopropil-5-metil- 1-ciklohexanol)

89 Terpének Mircén kámfor mircén

90 Karotinoidok: A vitamin


Letölteni ppt "Telítetlen szénhidrogének Előadó: Léránt István A prezentációt dr. Bak Judit készítette, kiegészítés: Léránt István."

Hasonló előadás


Google Hirdetések