Презентация на тему "Особенности реакционной способности алкенов"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Модуль II Важнейшие классы органических соединений. Углеводороды. Лекция 2 Реакционная способность алкенов. План Номенклатура. Структурная изомерия.Стереоизомерия. 2. Особенности реакционной способности. Реакции электрофильного присоединения. 3. Реакции окисления. Лектор: кандидат биологических наук, доцент Атавина Ольга Васильевна ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ КАФЕДРА ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

• 
  Слайд 2

  Особенности реакционной способности алкенов

  Особенности реакционной способности алкенов. Алкены — непредельные углеводороды, содержащие в молекуле двойную связь и образующие гомологический ряд Cn H 2 n. Родоначальником является этилен С2 H4. Поэтому алкены называют этиленовыми углеводородами.

• 
  Слайд 3
  

  Номенклатура. По заместительной номенклатуре ИЮПАК суффикс -ан меняется на -ен. Положение кратной связи отмечают арабской цифрой, указывая атом углерода, за которым следует кратная связь. CH3 — CH2 — CH = CH — CH3 пентен — 2 Названия радикалов: CH2 = СH- винил CH2 = СH-СН2- аллил

• 
  Слайд 4
  

  Структурная изомерия алкенов. Структурная изомерия алкенов связана с изомерией положения кратных связей, углеродного скелета, межклассовой изомерией. Например, составим структурные изомеры, соответствующие формуле С5 Н1 0

• 
  Слайд 5
  

  CH2 = CH — CH2 — CH2 — CH3 пентен — 1 2. CH3 - CH = CH — CH2 — CH3пентен — 2 3. CH2 = C — CH2 — CH3 2 — метилбутен — 1 4.CH3 - C = CH — CH3 2 — метилбутен - 2 СH3 СH3

• 
  Слайд 6
  

  циклопентан метилциклобутан С2 H5 СH3 СH3 СH3 этилциклопропан 1,2-диметилциклопропан 6 7 8 9

• 
  Слайд 7
  

  Стереоизомерия алкенов. Для алкенов также возможна π - диастереомерия, обусловленная различным расположением в пространстве заместителей относительно плоскостиπ - связи. Например:

• 
  Слайд 8
  

  Цис — изомер — одинаковые заместители расположены по одну сторону от плоскости π - связи, транс — по разные стороны π - связи. Более современной является Z, E — номенклатура π - диастереомеров. При этом Z — является изомер, у которого старшие заместители располагаются по одну сторону плоскости π - связи, E — изомер — по разные. Старшинство определяется по порядковому номеру элемента (система Кана — Инголда — Прелога). Например:

• 
  Слайд 9
  

  C=C C=C Cl Br H H Cl Br H3 C H3 C Z- изомер E - изомер 35 17

• 
  Слайд 10
  

  Физические свойства алкенов. Первые три представителя С2 — С4 — газы, начиная с С5 — жидкости, с С15 — твердые вещества. С увеличением молярной массы увеличивается t0 кипения, t0 плавления. Плохо растворимы в воде, но лучше, чем соответствующие алканы. Хорошо растворяются в органических растворителях.

• 
  Слайд 11
  

  I. Наиболее характерны реакции присоединения (АE) Химические свойства алкенов.

• 
  Слайд 12
  

  Механизм реакции электрофильного присоединения (АE) Двойная связь несет на себе некоторый избыток электронной плотности, то есть проявляет нуклеофильный характер и может подвергаться атаке электрофилом. Рассмотрим на примере бромирования этилена.

• 
  Слайд 13
  

  При действии полярного растворителя — воды и подвижной π - электронной плотности двойной связи, происходит поляризация молекулы брома, в результате чего на одном конце появляется δ+, на другом — δ-. Своим положительно заряженным КОНЦОМ молекула брома атакует двойную связь, образуется неустойчивый π - комплекс. Затем в молекуле брома происходит гетеролитический разрыв связи и отщепляется ИОН Br-, а π - комплекс перерождается в δ- комплекс (карбокатион), который перестраивается в бромониевый ион плоского строения (за счет перекрывания одной из неподеленных электронных пар брома с вакантной орбиталью атома углерода карбокатиона. ) Далее бромониевый катион с тыла атакует свободный бромид — ион (в противном случае возникает сильное отталкивание электронных оболочек атомов галогена). Одновременно происходит разрыв одной связи в цикле.

• 
  Слайд 14
  

  Реакция с бромом (бромной водой) применяется в фармацевтическом анализе для качественного обнаружения непредельных углеводородов. Она также может использоваться для количественного определения, так как по количеству присоединившегося брома можно судить о количестве двойных связей.

• 
  Слайд 15
  

  Присоединение к алкенам галогеноводородов и родственных соединений. Происходит по гетеролитическому механизму АE :

• 
  Слайд 16
  

  При присоединении несимметричных реагентов к несимметричным алкенам выполняется правило Марковникова: атом водорода присоединяется по месту разрыва к более гидрогенизованному атому углерода, т.е связанному с большим количеством атомов водорода. Такая направленность присоединения обусловлена поляризацией молекулы несимметричного алкена(статический фактор) и устойчивостью промежуточного карбокатиона (динамический фактор). Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 17
  

  Устойчивость карбокатионов уменьшается в ряду: Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 18
  

  Рассмотрим механизм взаимодействия пропена с HBr: Таким образом реакция протекает региоселективно, т.е. образуется один из двух возможных продуктов реакции, а именно 2-бромопропан Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 19
  

  Против Правила Марковникова присоединение галогеноводородов происходит если: Реакция протекает в присутствии пероксидов (эффект Хараша) Реакция протекает по свободно-радикальному механизму. Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 20
  

  2) В молекуле алкена рядом с двойной связью имеются сильные электроноакцепторные заместители (-Hal, -CHО и др.) Подобные реакции идут зачастую как нуклеофильное присоединение (АN), т.е. на первой стадии реагирует отрицательно заряженная частица(Br-), которая атакует положительно заряженный атомуглерода. Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 21
  

  II. Реакции окисления алкенов 1)Окисление разбавленным водным раствором KMnO4на холоду (р-ция Вагнера 1888).При этом образуются диолы: Рекцию используют для получения двухатомных спиртов. Особенности реакционной способности алкенов

• 
  Слайд 22

  Особенности реакционной способности алкенов

  2) Окисление сильным окислителем (KMnO4конц. при нагревании). В результате образуются карбоновые кислоты или кетоны в зависимости от строения исходного алкена. а) б)

• 
  Слайд 23
  

  3) Озонирование алкенов (р-ция Гарриеса). Озон - сильный окислитель.