Alkeni ili olefini C n H 2n. sp 2 hibridne orbitale

Transcript

1 Alkeni ili olefini C n 2n sp 2 hibridne orbitale 1

2 sp 2 hibridne orbitale Struktura etilena (etena) 2

3 Struktura etilena (etena) Alkeni ili olefini C n 2n C C C C C3 Eten Propen Nomenklatura može i etilen i propilen ako nema supstituenata! 3

4 Eten biljni hormon - inducira sazrijevanje voća C C Alkeni u prirodi - Terpeni Monoterpeni (C 10 ) glavni sastojci terpentinskog ulja β-pinen α-pinen α-farnesen - seskviterpen (C 15 ) (nađen u voštanoj prevlaki na plodu jabuke) 4

5 Alkeni u prirodi - Terpeni Mircen (ulje lovora) umulen (ulje hmelja) Santalen (ulje sandalovog drveta) Alkeni u prirodi - Terpeni Skvalen Biološki prekursor svih steroidnih ih hormona Lanosterol (triterpen) 5

6 Alkeni u prirodi - Terpeni β-karoten (tetraterpen) Alkeni u prirodi - Feromoni 6

7 NOMENKALTURA ALKENA I CIKLOALKENA IUPAC pravila: 1. Odrediti osnovno ime izborom najdužeg lanca koji sadrži dvostruku vezu i promijeniti ime odgovarajućeg g alkana an u en. (npr. penten, heksen itd.) 2. Numerisati lanac tako da su uključena oba atoma karbona dvostruke veze i početi numerisanje sa kraja koji je bliži dvostrukoj vezi C 2 CC 2 C 3 C3C CC2C2C3 2-heksen (ne 4-heksen) 1- buten (ne 3-buten) 7

8 C3C2C2C2CC2C2C3 3-propil-2-hepten 2 C 1C3 Najduži kontinuirani lanac ima 8 karbonovih atoma, ali najduži kontinuirani lanac koji sadrži dvostruku vezu ima 7 C- atoma i zato se spoj imenuje kao hepten 3. Označiti položaj supstituenata brojevima karbonovih atoma na kojima se nalaze. C3 C3 C3 C2C CC C2C CC 2CC Metil-2-buten 2 2,5-Dimetil-2-heksen 2 (ne 3-metil-2-buten) (ne 2,5-dimetil-4-heksen) 8

9 4. Numerisati cikloalkene tako da karbonovim atomima dvostruke veze pripadaju položaji 1 i 2, a zatim označiti položaje supstituenata najnižim mogućim brojevima. C C C3 1-Metilciklopenten 3,5-Dimetilcikloheksen (ne 2-metilciklopenten) (ne 4,6-dimetilcikloheksen) 5. Ako spoj sa dvostrukom vezom sadrži alkoholnu grupu kao supstituent, karbonov atom koji nosi O grupu ima prednost i dobiva niži broj; ostali supstituenti se navode abecednim redom. C3 O C3C CCC 3 C3 O Metil-3-penten-2-ol 2-Metil-2-cikloheksen-1-ol 9

10 C3CC 2C CC2CC3 C3 C2 Br C3 2-brom-4-etil-7-metil-4-okten (ne 7-brom-5-etil-2-metil-4-okten) jer je 4< 5 C3 4-hlor-1,2-dimetilcikloheksen C3 ne 5-hlor-1,2-dimetilcikloheksen Cl jer je 4< 5 6. Dvije grupe koje sadrže dvostruku vezu često se koriste kao supstituenti i imaju trivijalna imena: vinil i alil grupa. C2 C C2 CC2 vinil grupa alil grupa C2 CCl C2 CC2Br vinilhlorid ili hloreten alilbromid 3-brompropen 10

11 7. Ako su dvije identične grupe na istoj strani dvostruke veze, spoj se označava kao cis-; ako su na suprotnim stranama, kao trans-. cis-trans stereoizomeri ili geometrijski izomeri: Cl Cl Cl C C C C cis-1,2-dihloreten Cl trans-1,2-dihloreten Geometrijski izomeri cis-2-buten trans-2-buten 11

12 Geometrijski izomeri??? C C C3 Cl C3C2 C C C3 C3 cis i trans izomeri i nisu mogući jer su dva supstituenta na sp 2 C atomu ISTI: 8. IUPAC nove preporuke o imenovanju alkena Broj koji označava položaj dvostruke veze stavlja se ISPRED nastavka en, a ne iza osnovnog imena, (na primjer: but-2-en, a ne 2-buten) Stari sistem imenovanja 2,5-Dimetil-3-hepten 3-Propil-1,4-heksadien Noviji sistem imenovanja 2,5-Dimetilhept-3-en 3-Propilheksa-1,4-dien 12

13 DOBIVANJE ALKENA U REAKCIJAMA ELIMINACIJE Dehidrohalogeniranje haloalkana (alkilhalida) -X C 3 C 2 X C 2 =C 2 baza Bromcikloheksan Cikloheksen Dehidratacija alkohola +, toplota C 3 C 2 O C 2 =C 2 Etanol - 2 O Eten 1-Metilcikloheksanol 1-Metilcikloheksen TF tetrahidrofuran -rastvarač 13

14 Debromiranje vic-dibromida Zn, C 3 COO C 2 BrC 2 Br C 2 =C 2 -ZnBr 2 X vic-dihalid (vicinalni) C C C C X X X gem-dihalid (geminalni) Reakciona mapa za alkene 14

15 REAKCIJE ALKENA Katalitička hidrogenacija alkena Ni, Pd ili Pt C 3 C=C C 3 C 2 -C 3 Propen 25 C Propan trans-2-buten Butan cis-2-buten REAKCIJE ALKENA Katalitička hidrogenacija alkena 15

16 REAKCIJE ALKENA Katalitička hidrogenacija alkena Ni, Pd ili Pt C 2 =C C 3 -C 3 25 C REAKCIJE ALKENA Katalitička hidrogenacija alkena Polinezasićena masna kiselina u biljnom ulju Biljno ulje Zasićena masna kiselina u margarinu trans masna kiselina 16

17 Elektrofilne adicije, A E C C + A B A C C B.. C C + A B : A C C.. + : B :.. alken karbkation nukleofil alogeniranje Etilen C3C2C=C2 + Cl2 1-buten 1,2-Dihloretan (etilen dihlorid) Cl Cl C3C2CC2 1,2-dihlorbutan 17

18 alogeniranje Adicija broma na alken rezultira gotovo trenutnim gubitkom crveno-smeđe boje broma, Br 2 ; pozitivan test na dvostruku C=C vezu. + Br2 CCl4 Br Br Cikloheksen trans-1,2-dibromcikloheksan idrohalogeniranje C3C=CC3 + Cl 2-buten Cl C3CCC3 2-hlorbutan C2=CC3 C2 CC3 Cl Cl Nesimetrični alkeni + nesimetrični reagens regioselektivnost 18

19 Markovnikovo pravilo: Kada se nesimetrični reagens adira na nesimetrični alken, elektropozitivni dio reagensa veže se na onaj karbonov atom koji ima veći broj hidrogenovih atoma. Vladimir Vasilevich Markovnikov ( ) Markovnikovo pravilo: C2=CC 3 + X + Cl - C2 C C3 2o karbkation Cl- C2 C C3 + 1o karbkation C2CC 3 Cl C2CC 3 Cl Stabilost karbkationa: 3 >2 >1 19

20 Stabilost karbkationa: 3 >2 >1 Metil Primarni (1 ) Sekundarni (2 ) Tercijarni (3 ) Stabilnost Stabilost karbkationa: 3 >2 >1 Metil Primarni (1 ) Sekundarni (2 ) Tercijarni (3 ) Stabilnost 20

21 Markovnikovo pravilo: terc-butil karbkation (tercijarni; 3 ) 2-lor-2-metilpropan 2-Metilpropen Izobutil karbkation (primarni; 1 ) 1-lor-2-metilpropan Ne nastaje Stabilost karbkationa: 3 >2 >1 Markovnikovo pravilo: tercijarni karbkation; 3 ) 1-Brom-1-metilcikloheksan 1-Metilcikloheksen sekundarni karbkation; 2 ) 1-Brom-2-metilcikloheksan Ne nastaje Stabilost karbkationa: 3 >2 >1 21

22 idrohalogeniranje Kada su oba atoma karbona dvostruke veze jednako supstituirana, nastaje smjesa produkata. 1 alkilna grupa na ovom atomu 1 alkilna grupa na ovom atomu Eter 2-Penten 2-Brompentan 3-Brompentan Anti-Markovnikovo pravilo: Radikalska reakcija C2=CC 3 Cl ROOR (2O2) C2CC 3 Cl 1-hlorpropan 22

23 Adicija sulfatne kiseline 2SO4 C2=CC 3 na hladno 2O C2CC 3 C3CC 3 + 2SO4 zagrijavanje OSO3 O izopropil hidrogen 2-propanol sulfat (izopropanol) Važi Markovnikovo pravilo! idratacija C3 C3 C C2 + O 2-metilpropen (izobuten) + 25oC C3 C3 C C2 O 2-metil-2-propanol (terc. (terc-butanol) Važi Markovnikovo pravilo! 23

24 idroksilacija (oksidacija) C C C + 2 KMnO4 + 42O 3 C3 C C3 2 O O 1,2-propandiol + 2 MnO2 +2 KO C C + KMnO4 2O O- C C C C + MnO2 O O O O Mn glikol (diol) O - O Oksidacija C3C=CC 3 2-buten KMnO 4 / Ozagrijavanje 2 C3C acetat ion O O- + 2C3COO acetatna kiselina 24

25 Oksidacija Ozonoliza Ozon je plavi gas koji se kondenzira u tamno plavu, veoma nestabilnu tečnost. Moćan je baktericid, te se koristi za dezinfekciju vode u bazenima i lječilištima. 25

26 Ozonoliza C3 C3 1. O3 C3 C=CC2C3 2. Zn/ 3O+ C 3 C=O + O=CC2C3 2-Metil-2-penten propanon propanal aldehid bez reduktivnog [O] sredstva kiselina ostaje keton O O=CC2C3 propanska (propionska) kiselina Ozonoliza 1O3 1. C2=CC2C3 C=O + 2. Zn/3O+ O=CC2C3 1-buten metanal propanal (formaldehid) bez reduktivnog sredstva CO2 + 2O O O=CC2C3 propanska (propionska) kiselina 26

27 Ozonoliza Polimerizacija Etilen Polietilen Propilen Polipropilen 27

28 Polimerizacija Stiren Polistiren Neki najčešći polimeri i njihovi monomeri 28

29 Polimeri Poli(2-metilpropen) (Poliizobutilen) Poli-2-metilpropen p je osnovni sastojak Elastola, efikasnog sredstva za ukljanjanje naftnih mrlja. Polimeri Ova spektakularna haljina koju je dizajnirao španski dizajner Paco Rabanne, ne bi bila moguća bez sintetskih polimera. 29