ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΝΔΕΚΑ. Αλκένια Φασµατοσκοπία υπερύθρου και φασµατοµετρία µάζας

Σχετικά έγγραφα
5.1 Ονοματολογία Αλκενίων. ρ. Χάρης Ε. Σεμιδαλάς Επίκουρος Καθηγητής ΑΤΕΙ Αθήνας

Περίληψη Κεφαλαίου 5

Περίληψη Κεφαλαίου 2

Ε. Μαλαμίδου-Ξενικάκη

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 17 & 18: Αλκοόλες, θειόλες, αιθέρες και εποξείδια

Οργανική Χηµεία. Κεφάλαιο 17 & 18: Αλκοόλες, θειόλες, αιθέρες και εποξείδια

Αλκάνια. κορεσμένοι υδρογονάνθρακες. αποτελούνται μόνο από C και H συνδεδεμένα με απλούς δεσμούς. έχουν το γενικό τύπο: C n H 2n+2 (γραμμικά αλκάνια)

διπλός δεσμός τριπλός δεσμός

Οργανική Χημεία Που οφείλεται η ικανότητα του άνθρακα να σχηματίζει τόσες πολλές ενώσεις; Ο άνθρακας έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά :

5.5 Φυσικές ιδιότητες των αλκενίων. ρ. Χάρης Ε. Σεμιδαλάς Επίκουρος Καθηγητής ΑΤΕΙ Αθήνας

Οργανική Χημεία Βοηθοί Φαρμακείου Β Εξάμηνο ΙΕΚ Ευόσμου

άνθρακα εκτός από CO, CO 2, H 2 CO 3, και τα ανθρακικά άλατα ( CO 2- Οργανική Χημεία : Η χημεία των ενώσεων του άνθρακα

5.14 Αφυδραλογόνωση των αλκυλαλογονιδίων. Δρ. Χάρης Ε. Σεμιδαλάς Επίκουρος Καθηγητής ΑΤΕΙ Αθήνας

Οργανική Χημεία. Χημεία καρβονυλικών ενώσεων & Κεφάλαιο 19: Αλδεϋδες και κετόνες

Χημεία Β Λυκείου Γενικής Παιδείας. Ασκήσεις τράπεζας θεμάτων στο 1 ο Κεφάλαιο

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 11: Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΛΚΕΝΙΑ ΚΑΙ ΑΛΚΙΝΙΑ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΣΗ

Σταθερά προστασίας. , αυτά προστατεύουν (αντίθετη κατεύθυνση ως προς το Β 0

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΥΡΙΟΤΕΡΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΟΜΑΔΕΣ

Διαμόρφωση-διαμορφωμερή

1.5 Αλκένια - αιθένιο ή αιθυλένιο

13.6 Η ερμηνεία των φασμάτων NMR πρωτονίου

Ημερομηνία: Τετάρτη 3 Ιανουαρίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Δομή. Ως συζυγιακά διένια ορίζουμε τους υδρογονάνθρακες που στην. κύριο χαρακτηριστικό την εναλλαγή των δεσμών (απλών και διπλών) στο μόριο.

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 8: ΑΛΚΑΝΙΑ ΚΥΚΛΟΑΛΚΑΝΙΑ ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΕΣ ΔΕΣΜΩΝ - ΙΣΟΜΕΡΙΣΜΟΣ

Β) Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των παρακάτω χηµικών ενώσεων: i) 1,2,3-προπανοτριόλη ii) 2-βουτένιο

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΝ ΕΤΩΝ ΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων

ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ. Χημεία Α Λυκείου Χημεία ΓΠ Β Λυκείου (Επανάληψη) Ιωάννης Σ. Κάτσενος (Φυσικός MSc)

5.8 Παρασκευές Αλκενίων: Αντιδράσεις απόσπασης. Äρ. ΧÜρηò Ε. ΣεìιδαλÜò Επßκουροò ΚαθηγητÞò ΑΤΕΙ ΑθÞναò

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ IR/NMR

Συντακτικός τύπος. Ο Στερεοχημικός τύπος μας δίνει την διάταξη των ατόμων στο χώρο. Ο Συντακτικός τύπος μας δίνει την διάταξη των ατόμων στο επίπεδο.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ. Ηµεροµηνία: Τετάρτη 4 Μαΐου 2016 ιάρκεια Εξέτασης: 2 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΙΝΑΚΑΣ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ Δεύτερο συνθετικό (κορεσμένη ή ακόρεστη;) (απλοί, διπλοί, τριπλοί δεσμοί;)

Κεφάλαιο 2. Οι μεταβλητές των οργανικών αντιδράσεων

Οργανική χηµεία Ονοµατολογία οργανικών ενώσεων (καλύπτει και την Γ Λυκείου) Ονοµατολογία

Πυρηνόφιλα του Άνθρακα: ΥΛΙΔΙΑ ΦΩΣΦΟΡΟΥ Αντίδραση WITTIG

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 15: Βενζόλιο και αρωματικότητα

Χηµεία Β' Γενικού Λυκείου

Περίληψη Κεφαλαίου 3

Σωτήρης Χρονόπουλος ΠΡΟΟΠΤΙΚΗ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ. 1. Τι μελετά η Οργανική Χημεία;

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

2.2. A) Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους και την ονοµασία όλων των άκυκλων ισοµερών που έχουν µοριακό τύπο C 3 H 6 O.

1. Αφυδραλογόνωση αλκυλαλογονιδίων προς σχηματισμό αλκενίων. αλκοόλη R1 CH CH R 2 + NαX + H 2 O

Αλκυλαλογονίδια. Επίκουρος καθηγητής Χρήστος Παππάς

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Η ΧΗΜΕΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΪΝΤΩΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗΣ ΧΡΗΣΗΣ

Λυμένες ασκήσεις. Λύση. α. Έστω C Η ο τύπος του αλκενίου. Η ποσότητα του Η που αντιδρά είναι n = 0,5 mol

Φάσµατα άνθρακα-13 ( 13 C NMR)

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ:

ΚΟΡΕΣΜΕΝΕΣ ΜΟΝΟΣΘΕΝΕΙΣ ΑΛΚΟΟΛΕΣ

Σύζευξη σπιν-σπιν J = 0 J 0

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Περίληψη Κεφαλαίων 6 & 7

2/12/2018 ΧΗΜΕΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Ξενοφών Ασβός, Ολιβία Πετράκη, Παναγιώτης Τσίπος, Γιάννης Παπαδαντωνάκης, Μαρίνος Ιωάννου

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 16 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΧΗΜΕΙΑ

Γιατί ο σχηματισμός του CΗ 4 δεν μπορεί να ερμηνευθεί βάσει της διεγερμένης κατάστασης του ατόμου C;

Χημικοί Τύποι Ενώσεων

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 21/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

Χημεία Β Λυκείου. Σελίδα 1 από 5. α. HC CH + Na NaC CNa + H 2. β. CH 3 CH 2 CHCH 3 CH 3 CH=CHCH 3 + H 2 O

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 7 η θεματική ενότητα: Οι αντιδράσεις του διπλού δεσμού

1.Συμβολιςμοί Ονοματολογία Ιςομέρεια

Χημεία Β Λυκείου ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ - ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ CH CH CH CH \ / CH O

Φασματοσκοπίας UV/ορατού Φασματοσκοπίας υπερύθρου Φασματοσκοπίας άπω υπερύθρου / μικροκυμάτων Φασματοσκοπίας φθορισμού Φασματοσκοπίας NMR

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρία Ηλιοπούλου, Βαγγέλης Στεφαδούρος, Μαρίνος Ιωάννου

στην ανθρακική τους αλυσίδα τουλάχιστον έναν τριπλό δεσμό τύπου C C.

ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΥΒΡΙΔΙΣΜΟΣ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Οργανική Χηµεία. Κεφάλαια 10 &11: Αλκυλαλογονίδια, ιδιότητες και αντιδράσεις

Οργανική Χημεία της συντήρησης (ή γενική οργανική χημεία για συντηρητές)

1 mol μορίων μιας χημικής ουσίας έχει μάζα τόσα γραμμάρια (g), όση είναι η σχετική μοριακή μάζα (Μr) της ουσίας.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10 / 11 /2013

φύλλα εργασίας ονοματεπώνυμο:

ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΎΛΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΝΟΤΗΤEΣ

Χημεία Β Λτκείξτ Τπάοεζα θεμάσωμ 33

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες

5.3 Κατηγορίες οργανικών αντιδράσεων και μερικοί μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012 ÃÁËÁÎÉÁÓ. Ηµεροµηνία: Παρασκευή 20 Απριλίου 2012

Φροντιστήριο ΕΠΙΓΝΩΣΗ Αγ. Δημητρίου Προτεινόμενα θέματα τελικών εξετάσεων Χημεία Β Λυκείου. ΘΕΜΑ 1 ο

Ημερομηνία: Σάββατο 14 Απριλίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες

Δείτε πώς δυο άνθρακες δίνουν με υδρογόνο τρείς διαφορετικές χημικές ενώσεις:

Αντιδράσεις υποκατάστασης

Χημεία Β Λυκείου Β ΓΕΛ 12 / 04 / 2018

Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ. Ημερομηνία: 22 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

7.13 Χημικές αντιδράσεις που παράγουν διαστερεομερή

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. Α2. Ποια από τις επόμενες ομόλογες σειρές εμφανίζει ισομέρεια θέσης;

1 C 8 H /2 O 2 8 CO H 2 O

Θεωρία δεσµού σθένους - Υβριδισµός. Αντιδράσεις προσθήκης Αντιδράσεις απόσπασης. Αντιδράσεις υποκατάστασης Πολυµερισµός

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 20 & 21: Καρβοξυλικά οξέα, παράγωγα τους και αντιδράσεις ακυλο υποκατάστασης

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

ΘΕΜΑ 1ο: Πολλαπλής Επιλογής

Θέματα από την Τράπεζα Θεμάτων σχετιζόμενα με το 1 ο Κεφ. Χημείας Β Λυκείου. 7. Α) Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους και τα ονόµατα:

Β) Μια σηµαντική χηµική ιδιότητα των αλκενίων είναι ο πολυµερισµός. Να γράψετε τη χηµική εξίσωση πολυµερισµού του αιθενίου.

Λυμένες ασκήσεις. παράγονται 13,2 g CO 2. α. Ποιος ο μοριακός τύπος του αλκινίου Α;

Οργανική Χημεία 24 4

Φροντιστήρια ΕΠΙΓΝΩΣΗ Αγ. Δημητρίου Προτεινόμενα θέματα τελικών εξετάσεων Χημεία Β Λυκείου. ΘΕΜΑ 1 ο

Στις ερωτήσεις A1 A3, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Δομή και δεσμικότητα των οργανικών ενώσεων. Αδαμαντοειδή: πενταμαντάνιο

Transcript:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΝΔΕΚΑ Αλκένια Φασµατοσκοπία υπερύθρου και φασµατοµετρία µάζας 1

Αλκένια Φασµατοσκοπία υπερύθρου και φασµατοµετρία µάζας Το cis-9-δεκαοκτενοϊκό οξύ, γνωστό και ως ελαϊκό οξύ, αποτελεί το 80% και πλέον του φυσικούελαιολάδου, τοοποίοεκθλίβεταιαπότονκαρπότουευρωπαϊκούελαιοδένδρου. Αναγνωρίζεταιωςένααπόταπιοευεργετικάαπόόλαταλίπηπουλαµβάνονταιαπότις τροφές για την καρδιοαγγειακή υγεία. Σε αντίθεση, η ισοµερής ένωση στην οποία ο διπλός δεσµός έχει trans αντί για cis γεωµετρία, έχει βρεθεί ότι έχει πολλά δυσµενή για την υγεία αποτελέσµατα. 2

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Μερικά αλκένια είναι ακόµη γνωστά µε κοινά ονόµατα, στα οποία η κατάληξη άνιο των αντιστοίχων αλκανίων έχει αντικατασταθεί µε την κατάληξη υλένιο. Στην ονοµατολογία κατά IUPAC χρησιµοποιείται η απλούστερη κατάληξη ένιο αντί της υλένιο, όπωςσταονόµατααιθένιοκαιπροπένιο. 3

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 1. Για να ονοµάσετε το κύριο µέρος, βρείτε τη µακρύτερη αλυσίδα, η οποίαπεριλαµβάνεικαιταδύοάτοµαπουσχηµατίζουντονδιπλό δεσµό. 4

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 2. Σηµειώστε τη θέση του διπλού δεσµού στην κύρια αλυσίδα µε έναν αριθµό, αρχίζονταςαπότοάκροπουείναιπιοκοντάστονδιπλόδεσµό. Τααλκένιαπουέχουντονίδιοµοριακότύποαλλάδιαφέρουνωςπροςτηθέσητουδιπλού δεσµού (όπως το 1-βουτένιο και το 2-βουτένιο) είναι συντακτικά ισοµερή, τα οποία ονοµάζονται και ισοµερή διπλού δεσµού. Ένα 1-αλκένιο αναφέρεται επίσης ως ένα τερµατικό (terminal) αλκένιο τα υπόλοιπα ονοµάζονταιεσώτερα (internal) αλκένια. 5

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 3. Προσθέστε τους υποκαταστάτες και τις θέσεις τους ως προθέματα στο όνομα του αλκενίου. Εάν η κύρια αλυσίδα είναι συμμετρική, αρχίστε από το άκρο το οποίο δίνει στον πρώτο υποκαταστάτη κατά μήκος της αλυσίδας τον μικρότερο δυνατό αριθμό. 6

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 4. Ταυτοποιήστε όλα τα στερεοϊσομερή. Στο 1,2-διυποκατεστημένο αιθάνιο, οι δυο υποκαταστάτες μπορεί να βρίσκονται στην ίδια πλευρά του μορίου ή σε αντίθετες πλευρές. Η πρώτη στερεοχημική διευθέτηση ονομάζεται cis και η δεύτερη trans, σεαναλογίαπρος τα cis-transονόματατωνδιυποκατεστημένωνκυκλοαλκανίων. Δύο αλκένια με τον ίδιο μοριακό τύπο, που διαφέρουν μόνο ως προς τη στερεοχημεία τους, ονομάζονται γεωμετρικά ή cis trans ισομερή και αποτελούν παραδείγματα διαστερεομερών: στερεοϊσομερών, ταοποίαδενέχουνμεταξύτους σχέσηειδώλου-αντικειμένου. 7

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Στα μικρότερα υποκατεστημένα κυκλοαλκένια, ο διπλός δεσμός μπορεί να υπάρξει μόνο με τη cis διάταξη. Η trans διευθέτηση εμφανίζει απαγορευτική τάση. Στα μεγαλύτερα όμως κυκλοαλκένια τα trans ισομερή είναι σταθερά. (Καιστις δυοπεριπτώσειςμόνοτο cisισομερέςείναισταθερό) 8

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 5. Οι χαρακτηρισµοί cis και trans δεν µπορούν να εφαρµοσθούν όταν στους άνθρακεςτουδιπλούδεσµούείναιενωµένοιτρειςήτέσσεριςυποκαταστάτες. Από την IUPAC έγινε αποδεκτό ένα εναλλακτικό σύστηµα ονοµασίας αυτών των αλκενίων: το σύστηµα Ε,Ζ. Όταν δύο ομάδες με υψηλή προτεραιότητα βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές, το μόριο έχει Εδιάταξη (Ε από τογερμανικό entgegen, αντίθετα). Όταν δύο υποκαταστάτες με υψηλότερη προτεραιότητα βρίσκονται στην ίδια πλευρά, το μόριοείναιέναζισομερές (Ζ από το Γερμανικό zusammen, μαζί). 9

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 6. Με τα αλκένια εισάγουµε µία νέα λειτουργική οµάδα µετά από αυτήν των αλκοολών. Ο κανόνας αυτός αναφέρεται στο πρόβληµα που προκύπτει όταν σε µία ένωσηέχουµεκαιτιςδύοοµάδες: θατηνονοµάσουµεωςένααλκένιοήωςµία αλκοόλη; Η απάντηση είναι ότι, δίνουµε προτεραιότητα στη λειτουργική οµάδα του υδροξυλίου έναντι τουδιπλούδεσµού. Εποµένως, ονοµάζουµετιςαλκοόλεςπουπεριέχουνδιπλούςδεσµούς, αλκενόλες 10

11-1 Ονοµασία των αλκενίων Κανόνας 7. Οι υποκαταστάτες που περιέχουν έναν διπλό δεσμό ονομάζονται με το πρόθεμα αλκενυλο- παραδείγματος χάριν, αιθενυλο- (κοινό όνομα, βινυλο-), 2- προπενυλο- (αλλυλο) και cis-1-προπενυλο-. Ως συνήθως, η αρίθµηση ενός υποκαταστάτη αρχίζει από το σηµείο που ενώνεται µε τη βασικήαλυσίδα. 11

11-2 Δομή και δεσμικότητα στο αιθένιο: Ο πι δεσμός Ο διπλός δεσμός αποτελείται από σίγμα και πι δεσμούς Σχήµα 11-1 Μοριακή δοµή του αιθενίου 12

11-2 Δομή και δεσμικότητα στο αιθένιο: Ο πι δεσμός Ο διπλός δεσμός αποτελείται από σίγμα και πι δεσμούς Σχήµα 11-2 Μία εικόνα των τροχιακών του διπλού δεσµού στο αιθένιο. Ο σ δεσµός άνθρακα άνθρακαγίνεταιαπόεπικάλυψη sp 2 sp 2. Τοζεύγοςτων pτροχιακών, καθέτωνπροςτοµοριακό επίπεδο του αιθενίου, επικαλύπτεται και σχηµατίζει τον επιπλέον π δεσµό. Για καθαρότερη απεικόνιση, η επικάλυψη αυτή στο (Α) σηµειώνεται µε διακεκοµµένες πράσινες γραµµές οι λοβοί των τροχιακών εµφανίζονται τεχνητά διαχωρισµένοι. Ένας άλλος τρόπος παρουσίασης του π δεσµού απεικονίζεται στο (Β), όπου το «π-ηλεκτρονικό νέφος» είναι επάνω και κάτω από το µοριακό επίπεδο. 13

Ο πι δεσµός στο αιθένιο είναι σχετικά ασθενής Σχήµα 11-3. Η επικάλυψη µεταξύδύο sp 2 υβριδικών τροχιακών (που το καθένα περιέχει ένα ηλεκτρόνιο σηµειώνεταιµεκόκκινοχρώµα) καθορίζει τη σχετική ισχύ του σ δεσµούστοαιθένιο. Αλληλεπίδραση εν φάσει µεταξύ περιοχών της κυµατικής συνάρτησης, οι οποίες έχουν το ίδιο σηµείο, ενδυναµώνει τη δεσµικότητα (συγκρίνετε την εν φάσειεπικάλυψητωνκυµάτων, Σχήµα 1-4Β) και δηµιουργεί ένα δεσµικόµοριακότροχιακό. 14

Ο πι δεσµός στο αιθένιο είναι σχετικά ασθενής π Σχήµα 11-4. Συγκρίνετε αυτήν την εικόνα σχηµατισµού του π δεσµούστοαιθένιοµετοσχήµα 11-3. Η εν φάσει αλληλεπίδραση µεταξύ των δύο p τροχιακών (που το καθένα περιέχει ένα ηλεκτρόνιο σηµειώνεται µε µπλε χρώµα) έχει ως αποτέλεσµα τη θετική επικάλυψη και ένα συµπληρωµένο π δεσµικό τροχιακό. Η απεικόνιση αυτού του τροχιακού εµφανίζει την πιθανότητα να βρεθούν τα ηλεκτρόνια µεταξύ των ανθράκων επάνω και κάτω από τοµοριακόεπίπεδο. 15

Ο πι δεσµός στο αιθένιο είναι σχετικά ασθενής Σχήµα 11-5 Ενεργειακή διευθέτηση των µοριακών τροχιακών, τα οποία συνιστούν τον διπλό δεσµό. Τα τέσσεραηλεκτρόνιακαταλαµβάνουνµόνοδεσµικά. τροχιακά. 16

Ο πι δεσµός στο αιθένιο είναι σχετικά ασθενής Σχήµα 11-6 Η θερµική ισοµερείωση του cis-διδευτεριοαιθενίου προς το trans ισοµερές απαιτεί να σπάσει ο π δεσµός. Η αντίδραση προχωρεί από την πρώτη ύλη (Α) µέσω περιστροφής γύρω από τον δεσµό C C µέχρι να φθάσει στο σηµείο µε τη µέγιστη ενέργεια, τη µεταβατική κατάσταση (Β). Στοστάδιοαυτό, ταδυο pτροχιακά, πουχρησιµοποιήθηκανγιατονσχηµατισµότουδεσµού, βρίσκονται σε κάθετη θέση µεταξύ τους. Περαιτέρω περιστροφή κατά την ίδια κατεύθυνση, οδηγεί σεέναπροϊόνστοοποίοταδύοάτοµαδευτερίουείναιµεταξύτους trans (Γ). Ηδιάσπασητουπ δεσµούεµφανίζεταισεθερµοκρασίεςµεγαλύτερεςτων 300 ο C. 17

Ο πι δεσµός στο αιθένιο είναι σχετικά ασθενής Σχήµα 11-7 Κατά προσέγγιση ισχύς των δεσµών στα αλκένια (σε kcal mol - 1 ). Προσέξτετησχετικήεξασθένηση του π δεσµού. 18

11-3 Φυσικές ιδιότητες των αλκενίων Πίνακας 11-1 Σύγκριση σηµείων τήξεως αλκενίων και αλκανίων Ένωση ( C) Σηµείο τήξεως Βουτάνιο 138 trans-2-βουτένιο 106 cis-2-βουτένιο 139 Πεντάνιο 130 trans-2-πεντένιο 135 cis-2-πεντένιο 141 Εξάνιο 95 trans-2-εξένιο 133 cis-2-εξένιο 141 trans-3-εξένιο 115 cis-3-εξένιο 138 19

11-3 Φυσικές ιδιότητες των αλκενίων Η αύξηση στην πόλωση προκαλεί αύξηση στο σ.ζ. Μεγαλύτερη διαφορά στην πόλωση επιφέρει µεγαλύτερη διαφορά στο σ.ζ. 20

Μορφή της ανθρακικής αλυσίδας σε κορεσμένους και ακόρεστους υδρογονάνθρακες A B C ΣτακορεσμέναπαράγωγαΑ, όπως και στα trans-ακόρεστα παράγωγαβηδιάταξητης ανθρακικής αλυσίδας είναι σχεδόν γραμμική, ενώ στα cis-ακόρεστα παράγωγα C η διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας είναι γωνιακή. 21

11-3 Φυσικές ιδιότητες των αλκενίων 22

11-4 Πυρηνικός µαγνητικός συντονισµός των αλκενίων Τα πι ηλεκτρόνια αποπροστατεύουν τα αλκενυλικά υδρογόνα Κώνοι προστασίας και αποπροστασίας στο διπλό δεσµό. Τα ακόρεστα Η βρίσκονται σε περιοχή αποπροστασίας Σχήµα 11-8 Φάσµα 1 H NMR 300 MHzτου trans-2,2,5,5-τετραµεθυλο-3-εξενίου, όπουαπεικονίζεται το φαινόµενο της αποπροστασίας του π δεσµού στα αλκένια. Εµφανίζει δύο απλές κορυφές για δύο οµάδες υδρογόνων: τα 18 υδρογόνα των µεθυλίων σε δ = 0,97 ppm και 2 ισχυρώς αποπροστατευµένα αλκενυλικά πρωτόνια σε δ = 5,30 ppm 23

Τα πι ηλεκτρόνια αποπροστατεύουν τα αλκενυλικά υδρογόνα Κώνοι προστασίας και αποπροστασίας στο διπλό δεσµό. Τα ακόρεστα Η βρίσκονται σε περιοχή αποπροστασίας Σχήµα 11-9 Η κίνηση των ηλεκτρονίων στον π δεσµό έχει ως αποτέλεσµα την έντονη αποπροστασίατωναλκενυλικώνυδρογόνων. Έναεξωτερικόµαγνητικόπεδίο, Η 0, επάγειµία κυκλική κίνηση στα π ηλεκτρόνια (σηµειώνεται µε κόκκινο) επάνω και κάτω από το επίπεδο του διπλού δεσµού. Η κίνηση αυτή µε τη σειρά της επάγει ένα τοπικό µαγνητικό πεδίο (σηµειώνεται µεπράσινο), τοοποίοαντιτίθεταιστοη 0 στοκέντροτουδιπλούδεσµούαλλάτοενισχύειστις περιοχές που καταλαµβάνουν τα αλκενυλικά υδρογόνα. 24

Η cis σύζευξη µέσω ενός διπλού δεσµού είναι διαφορετική από την trans σύζευξη Σχήµα 11-10 Φάσµατα 1 H NMR 300 MHzτου (Α) cis-3-χλωροπροπενοϊκούοξέοςκαι (Β) του αντίστοιχου trans ισοµερούς. Τα δυο αλκενυλικά υδρογόνα δεν είναι ισοδύναµα και συζεύγνυνται. Τοπρωτόνιοτουκαρβοξυλικούοξέος ( CO 2 H) δίνειευρείακορυφήσεδ= 10,80 ppm και δίνεται ως ένθετη προσθήκη. 25

Η cis σύζευξη µέσω ενός διπλού δεσµού είναι διαφορετική από την trans σύζευξη 26

Η cis σύζευξη µέσω ενός διπλού δεσµού είναι διαφορετική από την trans σύζευξη Πίνακας 11-2 Σταθερές σύζευξης γύρω από ένα διπλό δεσµό J(Hz) Τύπος σύζευξης Όνομα Εύρος Τυπική τιμή Γειτονική (Vicinal), cis Γειτονική (Vicinal), trans Δίδυμη (Geminal) Χωρίς όνομα Αλλυλική, (1,3)-cisή-trans 6 14 10 11 18 16 0 3 2 4 10 6 0,5 3,0 2 (1,4) ήμακράςαπόστασης 0,0 1,6 1 27

Η περαιτέρω σύζευξη οδηγεί σε πιο περίπλοκα φάσµατα Σχήµα 11-11 Φάσµατα 1 H NMR 300 MHzτου (Α) 3,3-διµεθυλο-1- βουτενίου και (Β) του 1-πεντενίου. 28

Η περαιτέρω σύζευξη οδηγεί σε πιο περίπλοκα φάσµατα 29

Η ΧΗΜΕΙΑ ΣΤΟ ΠΡΟΣΚΗΝΙΟ: ΣΤΙΓΜΙΟΤΥΠΟ 11 1 Προσταγλανδίνες Οι προσταγλανδίνες είναι φυσικά προϊόντα µε ενεργή βιολογική δράση (διέγερση των µυών, παρεµπόδιση της θρόµβωσης των αιµοπεταλίων, ελάττωση της πίεσης του αίµατος, ενίσχυση των πράσεων που προκαλούν τη φλεγµονή, πρόκληση της διαδικασίας του τοκετού. Η αντιφλεγµονώδης δράση της ασπιρίνης συνδέεται µε την παρεµπόδιση της βιοσύνθεσης των προσταγλανδινών. Επειδή όµως η χρήση της ασπιρίνης ευθύνεται για τη δηµιουργία έλκους του στοµάχου, έχει συντεθείέναανάλογοτωνπροσταγλανδινών, ηµισοπροστόλη, που προστατεύει από το έλκος. Τατρίαδιαφορετικάπαράγωγαστο 1 Η NMRθαδώσουν πολύπλοκες επικαλυπτόµενες κορυφές λόγω σχεδόν της ίδιας δοµής τους. Μόνοµετηφασµατοσκοπία 13 C NMR µπορείναδιακριθούν.η πρώτη ένωση έχει δύο µόνο ακόρεστους άνθρακες και θα δώσει δύο σήµατα στην περιοχή 110-150 ppm, ενώ η τρίτη δεν θα έχει σήµα κοντά στο 200-220 για το κετονικό καρβονύλιο, αλλά θα παρουσιάζει µια επί πλέον απορρόφηση κοντά στα 50-70 ppm από την ύπαρξη ενός ακόµη υδροξυλίου. 30

Οι αλκενυλικοί άνθρακες αποπροστατεύονταιστο 13 C NMR, όπως συµβαίνει και µε τα πρωτόνια Πίνακας 11-3 Σύγκρισητων 13 C απορροφήσεων των αλκενίων µε τις χηµικές µετατοπίσεις των ανθράκων των αντιστοίχων αλκανίων (σε ppm) 31

11-5 Καταλυτικήυδρογόνωσητωναλκενίων: Σχετική σταθερότητα των διπλών δεσµών Η θερμότητα που απελευθερώνεται (εξώθερμη αντίδραση), η οποία καλείται θερμότητα υδρογόνωσης, είναι γενικά περίπου 30 kcal mol 1 ( 125 kj mol 1 ) ανά διπλό δεσμό. 32

11-5 Καταλυτική υδρογόνωση των αλκενίων: Σχετική σταθερότητα των διπλών δεσµών Τα λιπαρά µόρια στο βούτυρο και στη σκληρή (ράβδος) µαργαρίνη είναι σε πολύ µεγάλο βαθµό κορεσµένα, ενώ στα φυτικά έλαια έχουν σε µεγάλη αναλογία λειτουργικές οµάδες cisαλκενίων. Ηµερικήυδρογόνωσηαυτώντωνελαίωνδίνειτηµαλακή (κουπάκι) µαργαρίνη. 33

Η θερµότητα υδρογόνωσης αποτελεί ένα µέτρο της σταθερότητας 34

Η θερµότητα υδρογόνωσης αποτελεί ένα µέτρο της σταθερότητας Σχήμα 11-12 Τασχετικάενεργειακάπεριεχόμενατωνισομερώνβουτενίων, όπωςμετρήθηκαν απότιςθερμότητεςυδρογόνωσήςτους. 35

Η θερµότητα υδρογόνωσης αποτελεί ένα µέτρο της σταθερότητας Σχήµα 11-13 (Α) Η στερεοχηµική συµφόρηση στα cis-διυποκατεστηµένα αλκένια και (Β) η απουσία της από τα trans αλκένια εξηγεί τη µεγαλύτερη σταθερότητα των trans ισοµερών. 36

Η θερµότητα υδρογόνωσης αποτελεί ένα µέτρο της σταθερότητας Οιτιµέςτων Η σχηµ τωνισοµερώναλκενίωνυπολογίστηκανµετηµέθοδοαμ1. 37

Ένα αλκύλιο λόγω του υπερσυζυγιακού φαινομένου είναι δότης ηλεκτρονίων και σταθεροποιεί το ακόρεστο σύστημα. Έτσι εξηγείται η μεγαλύτερη σταθερότητα του cis- 2-βουτενίου από το 1-βουτένιο. Η μεγαλύτερη σταθερότητα του trans-2- βουτενίου από το cis-2-βουτένιο αποδίδεται στις αλληλεπιδράσεις van der Waals μεταξύ των υποκαταστατών σε cis διάταξη. 38

Τα κυκλοαλκένια αποτελούν εξαιρέσεις στη γενίκευση ότι τα trans αλκένια είναι πιο σταθερά από τα cis ισοµερή τους. Στους µικρούς δακτυλίους υπάρχουν µόνο cis παράγωγα. Από τον οκταµελή και πάνω µπορούν να υπάρχουν σταθερά και transπαράγωγα Μοριακό µοντέλο του trans-κυκλοοκτενίου 39

11-6 Παρασκευή αλκενίων από αλογονοαλκάνια και αλκυλοσουλφονικούς εστέρες: επανεξέταση της διµοριακής απόσπασης Ε2 40

Στις αντιδράσεις Ε2 η τοπο-εκλεκτικότητα εξαρτάται από τη χρησιµοποιούµενη βάση Τοπο-εκλεκτικότητα (regio-selectivity) στις αντιδράσεις απόσπασης είναι η δυνατότητα απόσπασης συγκεκριµένου ατόµου υδρογόνου. Το σταθερότερο προϊόν σχηµατίζεται ταχύτερα, επειδή η δοµή της µεταβατικής κατάστασηςτηςαντίδρασηςπροσοµοιάζειµεεκείνητωνπροϊόντωντηςαντίδρασης. Οι αντιδράσεις απόσπασης αυτού του τύπου, οι οποίες οδηγούν στο περισσότερο υποκατεστηµένο αλκένιο, λέγεται ότι ακολουθούν τον κανόνα του Saytzev. 41

Στις αντιδράσεις Ε2 η τοπο-εκλεκτικότητα εξαρτάται από τη χρησιµοποιούµενη βάση ΜίααντίδρασηΕ2, ηοποίαδίνειτοθερµοδυναµικάλιγότεροευνοϊκόισοµερές, λέγεται ότι ακολουθεί τον κανόνα του Hofmann. 42

Στις αντιδράσεις Ε2 η τοπο-εκλεκτικότητα εξαρτάται από τη χρησιµοποιούµενη βάση Σχήμα 11-14 Οι δύο μεταβατικές καταστάσεις που οδηγούν στα προϊόντα κατά την απόσπαση υδροβρωμίουαπότο 2-βρωµο-2-µεθυλοβουτάνιο. Μετηµηπαρεµποδισµένηβάση (CH 3 CH 2 O Na + ), προτιµάταιηµεταβατικήκατάστασηαέναντιτηςµεταβατικήςκατάστασηςβ, επειδή υπάρχουν περισσότεροι υποκαταστάτες γύρω από τον µερικώς διπλό δεσµό (Θερµοδυναµικά σταθερότερο προϊόν, κανόνας του Saytzev.) Μετηνπαρεµποδισµένηβάση [(CH 3 ) 3 CO K + ], προτιµάταιηµεταβατικήκατάστασηβέναντιτης µεταβατικής κατάστασης Α, επειδή παρατηρείται µικρότερη στερεοχηµική παρεµπόδιση κατά την προσέγγιση των αντιδρώντων για την απόσπαση των πρωτοταγών υδρογόνων (κανόνας του Hofmann). 43

Στις αντιδράσεις Ε2 η τοπο-εκλεκτικότητα εξαρτάται από τη χρησιµοποιούµενη βάση Σχήμα 11-15 Διαγράμματα δυναμικής ενέργειας για τις αντιδράσεις Ε2 του 2-βρωμο- 2-μεθυλοβουτανίου με (Α) αιθοξείδιο του νατρίου (κανόνας του Saytzev) και (Β) με tert-βουτοξείδιο του καλίου (κανόνας του Hofmann). 44

Άσκηση11 12 Τοπο-εκλεκτικότητα κατά την απόσπαση Όταν η βάση είναι το αιθοξείδιο του νατρίου σε αιθανόλη ευνοείται το θερµοδυναµικά σταθερότερο προϊόν απόσπασης Saytzev (A), ενώ όταν χρησιµοποιηθεί t-βουτοξείδιο του νατρίου στην αντίστοιχη αλκοόλη ευνοείται το προϊόν απόσπασης 45 Hofmann (B).

Άσκηση11 12 Τοπο-εκλεκτικότητα κατά την απόσπαση 46

Οι αντιδράσεις Ε2 ευνοούν συχνά το trans ισοµερές έναντι του cis επειδή είναι θερµοδυναµικά σταθερότερο Στερεοεκλεκτική αποϋδροβρωμίωση του 2-βρωμοπεντανίου -9.79 kcal/mol -9.015 kcal/mol -6.75 kcal/mol 47

Μερικές Ε2 διαδικασίες είναι στερεοειδικές Ανάλογα µε τη στερεοχηµεία του παραγώγου θα προκύψουν Ε- ή Ζ-αλκένια 48

Μερικές Ε2 διαδικασίες είναι στερεοειδικές νίου Ανάλογα µε τη στερεοχηµεία του παραγώγου θα προκύψουν Ε- ή Ζ-αλκένια 49

11-7 Παρασκευή αλκενίων από αφυδάτωση αλκοολών Σχετική δραστικότητα των αλκοολών σε αντιδράσεις αφυδάτωσης αλκύλιο 50

11-7 Παρασκευή αλκενίων από αφυδάτωση αλκοολών 51

11-7 Παρασκευή αλκενίων από αφυδάτωση αλκοολών Πυκνό H 2 SO 4, 180 C CH 3 CH 2 CH 2 OH CH 3 CH CH 2 52