A L K E N Y

Węglowodory o wzorze sumarycznym C

n

H

2n

mogą być alkenami, jeżeli zawierają jedno

podwójne wiązanie C=C lub cykloalkanami. Alkeny zaliczane są do węglowodorów
nienasyconych, zaś cykloalkany do nasyconych. Węglowodory cykliczne też mogą być
nienasycone, jeżeli zawierają wiązania wielokrotne, np. te z jednym wiązaniem podwójnym mają
wzór sumaryczny C

n

H

2n-2

. Znane są również węglowodory i inne związki, w których jest więcej

niż jedno nienasycone podwójne wiązanie C=C; noszą one nazwę polienów. Alkeny i polieny
występują często w naturze.

Eten

– CH

2

=CH

2

jest hormonem roślinnym przyspieszającym

dojrzewanie owoców. Znane barwniki roślinne, np. rodzina karotenów, a pośród nich, np.

β

-

karoten

– czerwonobrązowy – występujący, np. w marchwi czy

likopen

– czerwony – nadający

barwę pomidorom. Karoteny są prowitaminami witaminy A, a

likopen

ma silne działanie

przeciwnowotworowe. Terpeny (np.

mircen,

limonen

,

pineny

) jako oligomery

izoprenu

też

należą do nienasyconych związków, zaś

kauczuk

stanowiący typowy przykład naturalnego

polienu jest również polimerem

izoprenu

. Dawniej alkeny nazywano również olefinami.

H

H

H

H

C

C

eten izopren mircen limonen (+)-

α

αα

α

-pinen

ββββ

-karoten

likopen

(

γ

,

γ

-karoten)

Rys.4.1. Przykłady naturalnych alkenów i polienów

W ropie naftowej alkeny i polieny występują w małych ilościach. Dużo ich znajduje się w
produktach

przeróbki

ropy

naftowej,

pochodzących

szczególnie

z

procesów

wysokotemperaturowych. Wiele z nich wytwarza się specjalnie w reakcjach krakingu.

Nomenklatura
Najpopularniejsze alkeny posiadają nazwy zwyczajowe, które można uznać za nazwy
półsystematyczne, ponieważ są powszechnie stosowane, np.

etylen

(CH

2

=CH

2

),

propylen

(CH

3

CH=CH

2

),

butylen

,

izobutylen

czy

izopren

. Nazwy alkenów wg zasad IUPAC tworzy się

zamieniając końcówkę „an” w nazwie alkanu o takiej samie liczbie atomów węgla na końcówkę
„en”. W ten sposób otrzymujemy nazwy

eten

,

propen

,

buten

, itd. Najpopularniejsze nazwy

zwyczajowe, wymienione powyżej jako od dawna zakorzenione są akceptowane przez UIPAC.
Jako lokant podwójnego wiązania przyjmuje się niższy numer atomu węgla w łańcuchu:

CH

2

=CHCH

2

CH

2

CH

3

CH

3

CH=CHCH

2

CH

3

CH

3

CH

2

CH

2

CH=CH

2

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

5 4 3 2 1

pent-1-en pent-2-en

też

pent-1-en

Dla węglowodorów zawierających 2 lub więcej podwójnych wiązań zamiast końcówki „en”
wprowadza się odpowiednio końcówkę „adien” (dla dwóch C=C), „atrien”, itd., przy czym
lokanty wskazujące miejsce podwójnych wiązań w łańcuchu umieszcza się pomiędzy literę „a” i
resztą tej końcówki:

CH

2

=CHCH

2

CH=CHCH

2

CH

3

CH

3

CH=CHCH=CHCH=CH

1 2 3 4 5 6 7

7 6 5 4 3 2 1

hepta-1,4-dien hepta-1,3,5-trien

Zasada najniższego zestawu lokantów

Atomy węgla w łańcuchu numeruje się w ten sposób, żeby uzyskać najniższy zestaw lokantów,
tzn. taki, żeby wartości kolejnych lokantów w wzrastającym szeregu były najniższe, np.
zestaw lokantów 2,3,6,8, jest niższy niż 3,4,6,8 lub 2,4,5,7.

W węglowodorach rozgałęzionych lokalizuje się jako główny najdłuższy łańcuch węglowy
zawierający podwójne wiązanie:

C-C=C-C

C-C=C-C

C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C

C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C

11 10 9 8 7 6 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 3 2 1

5-(n-but-2-enylo)undek-2-en

łańcuch główny

(lokanty dobrane prawidłowo)

nieprawidłowo wybrany

W węglowodorach pierścieniowych numeracje atomów węgla zaczyna się od podwójnego
wiązania:

Et

3-etylocykloheksen 3,5-dimetylocykloheksen 3,5-dimetylocyklo-
hepta-1,3-dien

Reszta CH

2

=CH

−−−−

nazywana jest winylen, a CH

2

=CH

−−−−

CH

2

−−−−

allilem.

CH=CH

2

CH

2

-CH=CH

2

CH

2

=CH-CH-CH

2

-CH=CH-CH-CH

2

-CH=CH-CH

3

7-allilo-3-winyloundeka-1,5,9-trien

W alkenach jest możliwość występowania izomerii cis/trans (Z/E). W izomerze cis podstawniki
starsze usytuowane są po tej samej płaszczyźnie pierścienia, a w izomerze trans po przeciwnych
stronach:

C

H

3

H

CH

2

CH

3

H

C

H

3

H

H

CH

2

CH

3

C

C

C

C

cis-pent-2-en trans-pent-2-en

[

(Z)-pent-2-en) (E)-pent-2-en

]

Starszeństwo podstawników wyznacza się na takich samych zasadach jak przy ustalaniu
starszeństwa przy określeniu konfiguracji absolutnej.

C

H

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

3

Br

Br

H

Cl

F

C

C

C

C

1

2

1

2

Et>Me

Br>Pr

Br>H

Cl>F

1

2

1

2

(Z)-4-bromohept-3-en (Z)-2-bromo-1-chloro-1-fluoroeten

Właściwości fizyczne, fizykochemiczne i fizjologiczne alkenów

Temperatura wrzenia i topnienia

Niższe alkeny podobnie jak alkany o zbliżonej masie cząsteczkowej są gazami, wyższe cieczami,
a te o wysokiej masie cząsteczkowej nie topnieją w temperaturze pokojowej. Wartości temperatur
wrzenia i topnienia monoenów i alkanów są zbliżone, np.

Porównanie tw. i tt. alkenów z alkami i pomiędzy izomerami Tabela 4.1.

tw.

o

C

tt.

o

C

etan

-89

-183

eten

-104

-165

propan

-42

-188

propen

-48

-185

butan

-0,5

-138

but-1-en

-6,5 <-190

(Z)-but-2-en

3,7 139

(E)-but-2-en

1

-106

Pomiędzy izomerami różnice są wyraźnie, często znaczne.

β

-Karoten

jest ciałem stałym, krystalicznym o tt. 183

o

C.

Rozpuszczalność
Podobnie jak alkany, alkeny są hydrofobowe, nierozpuszczalne w wodzie, dobrze rozpuszczalne
w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych.

Palność
Są łatwopalne. Lotne alkeny tworzą mieszanki wybuchowe z powietrzem.

Zapach
Zapach alkenów jest znacznie bardziej intensywny niż alkanów, ostry, raczej nieprzyjemny.

Elektronowa struktura wiązania C=C

Wiązanie podwójne C=C powstaje w wyniku nałożenia się orbitali atomów węgla, których
elektrony walencyjne uległy hybrydyzacji sp

2

, co oznacza że hybrydyzacji uległ elektron s i dwa

elektrony p.

+

+

2s

2p

x

2p

y

hybrydyzacja

sp

2

wzbudzenie

hybrydyzacja

2s

2

2p

x

2p

y

sp

2

2p

z

2s 2p

x

2p

y

2p

z

14743

2p

z

Rys.4.2. Hybrydyzacja sp

2

atomu C

Leżące na jednej płaszczyźnie osie trzech orbitali sp

2

przecinają się pod kątem 120

o

, a

prostopadle do tej płaszczyzny znajduje się orbital 2p

z

obsadzony przez 1 elektron.

Atom węgla, zhybrydyzowany sp

2

może z drugim takim samym atomem utworzyć wiązanie

podwójne C=C. Składa się ono z wiązania

σ

powstałego w wyniku osiowego nałożenia się 2

orbitali sp

2

i wiązania

π

w wyniku nałożenia się 2 orbitali p, których osie są prostopadle do

płaszczyzny tworzonej przez osie orbitali sp

2

.

+

C

C

wi

ą

zanie

σ

2 elektrony na
orbitalach 2p

z

C

C

orbital

π

sp

2

sp

2

2p

z

2p

z

Rys. 4.3. Wiązanie podwójne C=C składa się z wiązania

σ

i wiązania

π

Wiązanie

ππππ

powstaje w wyniku nałożenia się dwóch orbitali p, które są osiowo równoległe do

siebie. Tylko w tym układzie jest możliwe utworzenie takiego wiązania. Obrót atomów C wokół
wiązania

σσσσ

jest swobodny, w przypadku C=C wymaga dostarczenia dużej energii i prowadzi do

zerwania wiązania

ππππ

. Brak swobodnego obrotu wokół wiązania podwójnego C=C jest przyczyną

występowania izomerii cis/trans.

Otrzymywanie alkenów

Głównym źródłem alkenów są procesy petrochemiczne, wykorzystujące ropopochodne surowce.
Najczęściej w wysokiej temperaturze długie łańcuchy węglowodorowe pękają tworząc mniejsze

fragmenty, pośród których znajdują się alkeny. Tego typu reakcje nazywają się krakingiem.
(ang. crack – pękać). W temperaturze 800-900

o

C wiązania C-C pękaja 8-9 razy szybciej niż C-

H. Piroliza czyli rozkład węglowodorów wyłącznie pod wpływem wysokiej temperatury nazywa
się krakingiem termicznym. Są jeszcze innego rodzaju krakingi, np. katalityczne (z użyciem
katalizatorów) czy hydrokraking, z udziałem wodoru w obecności katalizatorów. Podczas
hydrokrakingu nie powstają alkeny, ponieważ ulegają one uwodornieniu.

W uproszczeniu reakcje krakingu można zapisać jako rozkład długiego łańcuchu alkanu na dwa,
jeden alkanu i drugi alkenu:

C

n

H

2n+1

C

m

H

2m+1

∆

C

n

H

2n+2

+ C

m

H

2m

alkan alkan alken

W rzeczywistości jest to reakcja bardzo skomplikowana, ponieważ produkty ulegają dalszym
przemianom i powstaje złożona mieszanina, zawierająca zwykle 10-20%

metanu

(wagowo),

alkany i alkeny gazowe i ciekłe oraz stałe, a także koks (węgiel pierwiastkowy). Alkeny tworzą
się podczas każdej pirolizy węglowodorów, a proces można tak prowadzić, żeby wybrany z nich,
np.

eten

,

propen

,

buteny

,

butadien

czy

izopren

stanowił główny produkt.

Pośród wszystkich surowców organicznych

eten

jest produkowany na największą skalę –

kilkadziesiąt mln ton rocznie. Kraking można tak prowadzić, żeby zawartość

etenu

w produktach

gazowych przekraczała 30%.

Laboratoryjne syntezy alkenów

Alkeny otrzymuje się w reakcjach eliminacji małych cząstek, np. halogenowodorów, wody,
amoniaku czy wodoru.

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

Cl

KOH

CH

3

CH

2

CH=CH

2

+ KCl

1-chlorobutan but-1-en

Cl

KOH

CH

3

CH=CHCH

2

CH

3

CH

2

CH=CH

2

+

but-2-en

but-1-en

80%

20%

CH

3

CH

2

CHCH

3

Właściwości chemiczne alkenów

Charakterystyczna reakcją alkenów jest addycja elektrofilowa (przyłączenie elektrofilowe). Do
podwójnego wiązania przyłączyć się mogą reagenty symetryczne, np. wodór (H

2

) czy halogeny

(X

2

) lub niesymetryczne, np. halogenowodory (HX), woda, tiole (RSH) i inne reagenty

elektrofilowe.

Addycja reagentów symetrycznych

Addycja reagentów symetrycznych

H

H

Br

Br

C

C

+ H

2

C

C

Pt

alkan

C

C

+ Br

2

C

C

vic-dibromoalkan

katalizator

H

Cl

H

OH

Br

OH

C

C + H-Cl

C

C

chloroalkan

C

C + H-OH

C

C

alkohol

C

C + H-OH

C

C

Br

2

halohydryna

Uwodornienie

Uwodornienie alkenów polega na przyłączeniu cząsteczki wodoru do podwójnego wiązania. Jest
reakcją egzotermiczną, ponieważ tworzące się dwa nowe wiązania C

−−−−

H typu

σσσσ

są mocniejsze od

rozrywanych wiązań H

−−−−

H (

σσσσ

) i C

−−−−

C typu

ππππ

. Ilość wydzielone ciepła (wartość bezwzględna

∆∆∆∆

H)

w wyniku uwodornienia 1 mola alkenu nazywa się ciepłem uwodornienia alkenu (ciepłem
hydrogenacji). Średnia wartość ciepła uwodornienia jednego mola C=C wynosi 126 kJ/mol (30
kcal).

Molowe ciepło uwodornienia alkenów Tabela 4. 2.

Alken

Wzór

Ciepło uwodornienia
[kJ/mol (kcal/mol)]

eten

CH

2

=CH

2

137 (33)

propen

CH

3

CH=CH

2

126 (30)

but-1-en

CH

3

CH

2

CH=CH

2

127 (30)

pent-1-en

CH

3

CH

2

CH

2

CH=CH

2

126 (30)

heks-1-en

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH=CH

2

127 (30)

3-metylobut-1-en

CH

3

CH(CH

3

)CH=CH

2

127 (30)

3,3-dimetylobut-1-en

(CH

3

)

3

CCH=CH

2

127 (30)

4,4-dimetylopent-1-en

(CH

3

)

3

CCH

2

CH=CH

2

124 (29,5)

cis-but-2-en

H

C

H

3

H

CH

3

C

C

120 (29)

trans-but-2-en

H

C

H

3

CH

3

H

C

C

116 (28)

2-metylopropen

(CH

3

)

2

C=CH

2

119 (28)

cis-pent-2-en

H

CH

3

CH

2

H

CH

3

C

C

120 (29)

trans-pent-2-en

H

CH

3

CH

2

CH

3

H

C

C

116 (28)

2-metylo-but-2-en

CH

3

CH=C(CH

3

)CH

3

113 (27)

2,3-dimetylobut-2-en

(CH

3

)

2

CH=C(CH

3

)CH

3

111 (27)

Alkeny nie reagują z wodorem po zmieszaniu. Do addycji H

2

do C=C (uwodornienia) dochodzi

w obecności katalizatora. Katalizator obniżając energię aktywacji dowolnej reakcji zwiększa jej
szybkość ponieważ większa populajca cząsteczek substratu jest w stanie pokonać barierę
energetyczną wyznaczoną przez energią aktywacji.

Rys. 4.4. Zmiany energii potencjalnej podczas reakcji uwodornienia alkenu bez katalizatora i z katalizatorem

W cząsteczkach zaadsorbowanych na powierzchni katalizatora dochodzi do rozluźnienia wiązań

σ

w H

−−−−

H i

ππππ

w C=C, a tym samym ich rozerwanie i utworzenie nowych wiązań C

−−−−

H staje się

łatwiejsze.

H H

H H

H

H

H

H

C

C

powierzchnia
katalizatora

H

2

C

C

+

C

C

C

C

wodór zaadsorbowany
na powierzchni katalizatora

kompleks alkenu
z katalizatorem

alkan aktywny katalizator przyłączenie H do C=C

Rys. 4.5. Zasada działania katalizatora w reakcja uwodornienia alkenów

Ciepło uwodornienia alkenów, a ich trwałość

Ilość ciepła wydzielanego podczas uwodornienia jest zależna od trwałości reagującego związku;
im bardziej trwały tym mniej wydzieli się energii cieplnej podczas przejścia od substratu do
produktu.

Z dwóch izomerów

but-2-enu

(trans i cis) w wyniku uwodornienia powstaje ten sam produkt –

n-

butan

i zostaje zużyta taka sama ilość wodoru/mol substratu. W reakcji uwodornienia

cis-but-2-

enu

wydziela się 119,7 kJ/mol (28,6 kcal/mol), a

trans-but-2-enu

115,5 kJ/mol (27,6 kcal/mol),

co oznacza, że izomer trans jest trwalszy od cis o 4,2 kJ/mol.

C

H

3

H

CH

3

H

C

H

3

H

H

CH

3

C

C

C

C

cis-but-2-en

trans-but-2-en

H

2

/kat

CH

3

CH

2

CH

2

CH

3

n-butan

E
kJ/mol

cis-CH

3

CH=CHCH

3

trans-CH

3

CH=CHCH

3

4,2 kJ

-119,7

-115,5

Rys. 4.6. Zależność wielkości ciepła uwodornienie od trwałości substratu

Podczas uwodornienia

cis-pent-2-enu

wydziela się 119,7 kJ/mol (28,6kcal/mol), a jego izomeru

trans 115,5 kJ/mol (27,6 kcal/mol). Różnica, która świadczy o większej trwałości izomeru

trans

wynosi podobnie jak w przypadku butenów 4,2 kJ/mol (1kcal/mol).

Pośród

pentenów

istnieje większa różnorodność izomerów (6 izomerów) niż

butenów

(2). Ciepło

ich uwodornienia, świadczy o ich trwałości. Można na tej podstawie wnioskować o zależności
trwałości cząsteczki od jej budowy, w przypadku

pentenów

od położenia podwójnego wiązania w

łańcuchu i liczby podstawników alkilowych wokół C=C.

Ciepło uwodornienia butenów Tabela 4. 3.

Nazwa

Wzór

Ciepło uwodornienia

kJ(kcal)/mol

eten

CH

2

=CH

2

137 (32,8)

propen

CH

3

CH=CH

2

126 (30,1)

but-1-en

CH

3

CH

2

CH=CH

2

126 (30,1)

pent-1-en

CH

3

CH

2

CH

2

CH=CH

2

126 (30,1)

3-metylobut-1-en

CH

3

CH(CH

3

)CH=CH

2

127 (30,3)

2-metylopropen

(CH

3

)

2

C=CH

2

119 (28,4)

cis-pent-2-en

CH

3

CH

2

CH=CHCH

3

120 (28,6)

trans-pent-2-en

CH

3

CH

2

CH=CHCH

3

116 (27,6)

2-metylobut-1-en

CH

3

CH

2

C(CH

3

)=CH

2

119 (28,5)

2-metylobut-2-en

(CH

3

)

2

C=CHCH

3

113 (26,9)

2,3-dimemetylo-but-2-en

(CH

3

)

2

C=C(CH

3

)

2

111 (26,6)

Z podanych wartości ciepła uwodornienia izomerów wynika, że im więcej grup alkilowych
wokół C=C, tym trwalszy izomer. Na podstawie tego wniosku można ułożyć szereg trwałości
alkenów:

Szereg trwałości alkenów:

R

2

C=CR

2

>R

2

C=CHR >R

2

C=CH

2

>RCH=CHR >RCH=CH

2

>CH

2

=CH

2

Trwałość substratów wpływa na orientację w reakcjach dehydratacji i dehydrohalogenacji –
eliminacja cząsteczki H

2

lub HOH prowadzi do trwalszego alkenu.

Addycja elektrofilowa

W trakcie reakcji addycji do podwójnego C=C wiązania dochodzi do rozerwanie wiązania

ππππ

układu C=C, rozerwania wiązania

σσσσ

w cząsteczce, która zostaje przyłączona, np. X

−−−−

Y i zamiast

tych wiązań powstają dwa nowe wiązania

σσσσ:

C

−−−−

X oraz C

−−−−

Y.

X Y

X

Y

C

C

σ

π

+

σ

C

C

σ

σ

rozerwane wiązania

π σ

utworzone wiązania

σ σ

Rys. 4.6. Etapy addycji elektrofilowej

Rozerwanie wiązania

ππππ

układu C=C następuje pod wpływem ataku cząsteczki X

−−−−

Y

przyłączającej się do podwójnego wiązania. Wiązanie C=C jest miejscem o wysokiej gęstości
elektronowej, wobec czego wykazuje powinowactwo do czynników elektrofilowych – „

lubiących

elektrony

”. Do takich czynników należą kwasy Lewisa: H

+

, BF

3

, Hg

+2

, Br

+

i inne. Reakcja

addycji zaczynająca się od ataku elektrofila nazywana jest

addycją elektrofilową

. Alken po

przyłączeniu elektrofila zostaje przekształcony w karbokation, który następnie stabilizuje się
przez przyłączenie anionu:

X

H

Cl

H

C

C

+

H

+

C

C

+

C

C

Cl

-

alken karbokation chloroalkan

Orientacji w reakcjach addycji elektrofilowej

W produktach reakcjach addycji cząsteczki X

−−−−

Y do alkenu przeważa jeden z możliwych

izomerów:

Cl H

CH

3

-CH-CH

2

CH

3

Cl

CH

3

CH

3

H

Cl

CH

3

OSO

3

H

CH

3

OH

CH

3

CH

3

-CH=CH

2

HCl

chlorek izopropylu

CH

3

-CH=CH

2

HCl

chlorek tert-butylu

propen

CH

3

-C-CH

3

2-metylopropen

CH

3

-CH=C-CH

3

HCl

2-chloro-2-metylobutan

CH

3

-CH-C-CH

3

2-metylobut-2-en

CH

3

-CH=CH

2

H

2

SO

4

wodorosiarczan
izopropylu

propen

CH

3

-CH-CH

3

CH

3

-CH=CH

2

H

+

/HOH

alkohol tert-butylowy

CH

3

-C-CH

3

2-metylopropen

Reguła Markownikowa,

(1837-1904), prof. w Kazaniu, Odessie i w Moskwie, doktorat u Butlerowa)

Na podstawie obserwacji produktów wielu reakcji addycji elektrofilowej Włodzimierz
Markownikow zaproponował w 1869 r. następującą regułę: w reakcji addycji jonowej H-X do
podwójnego wiązania C=C w alkenach atom wodoru przyłącza się do tego atomu węgla, przy
którym znajduje się więcej atomów wodoru (mniej podstawników alkilowych), zaś X do
drugiego atomu C podwójnego wiązania.

Uzasadnienie reguły Markownikowa

Rys. 4.7. Wykres zmian energii potencjalnej w reakcji addycji HCl do propenu. Niższa wartość energii aktywacji
E

act

(2

o

) niż E

act

(1

o

) preferuje taki stan przejściowy, z którego powstaje produkt zgodnie z regułą Markownikowa

(chlor przyłącza się do wyżej rzędowego atomu węgla - 2

o

)

W wyniku przyłączenia się H

+

do C=C powstaje najbardziej trwały karbokation, czyli

karbokation najbardziej rozgałęziony.

Przegrupowania towarzyszące niektórym reakcjom addycji potwierdzają jonowy mechanizm tych
reakcji:

H

C

H

3

C

H

3

H

H

H

H

C

H

3

C

H

3

Cl

CH

3

Cl

C

H

3

C

H

3

H

CH

3

H

H

C

C

C

HCl

C

C

C

C

+

3-metylobut-1-en 2-chloro-3-metylobutan 2-chloro-2-metylobutan

(~50%) (~50%)

Po przyłączeniu się protonu do

3-metylobut-1-enu

tworzy się 2

o

karbokation, który ma

możliwość przegrupowania się do bardziej stabilnego karbnokationu 3

o

. W drugim etapie reakcji

jon Cl

-

reaguje zarówno z 2

o

, jak i 3

o

karbokationem i powstają w rezultacie dwa produkty.

H

C

H

3

C

H

3

H

H

H

H

C

H

3

C

H

3

CH

3

CH

3

C

H

3

H

CH

3

H

H

H

C

H

3

C

H

3

Cl

CH

3

Cl

C

H

3

C

H

3

H

CH

3

H

H

C

C

C

H

+

C

C

C

C

+

+

karbokation 2

o

karbokation 3

o

C

C

C

C

Cl

-

Cl

-

3-metylobut-1-en

2-chloro-3-metylobutan 2-chloro-2-metylobutan

Migracji może ulec nie tylko jon wodorkowy H- jak w powyższym przykładzie, ale również cała
grupa metylowa:

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

Cl

Cl

H-Cl

CH

3

-

C

-

CH=CH

2

CH

3

-

C

-

CH

-

CH

3

CH

3

-

C

-

CH

-

CH

3

+

+

Cl

-

Cl

-

CH

3

-

C

-

CH

-

CH

3

CH

3

-

C

-

CH

-

CH

3

H

3

C

3,3-dimetylobut-1-en

3-chloro-2,2-dimetylobutan 2-chloro-2,3-dimetylobutan

Reguła Markownikowa nie zawsze przewiduje właściwy produkt. Odnosi się ona tylko do
reakcji biegnących mechanizmem jonowym. Przyłączenie bromowodoru (nie HCl ani HI) do

propenu

w obecności rodników lub/i w podwyższonej temperaturze prowadzi do

1-

bromopropanu

, podczas gdy w wodzie HBr przyłącza się zgodnie z regułą Markownikowa.

Br

Br

CH

3

-CH=CH

2

HBr

bromek izopropylu

propen

HOH

CH

3

-CH=CH

2

HBr

bromek n-propylu

propen

CH

3

-CH-CH

3

ROOR/

∆

CH

3

-CH

2

-CH

2

zgodnie z regułą Markownikowa

niezgodnie z regułą Markownikowa

Przyczyną tej różnicy jest inny elektrofil w obu reakcjach. W wodzie reakcja biegnie
mechanizmem jonowym i proton jest tym reagentem (elektrofilem), który rozpoczyna addycję
tworząc najbardziej trwały karbokation. W obecności nadtlenków lub w podwyższonej
temperaturze z bromowodoru powstają rodniki i rodnik Br

.

rozpoczyna reakcję przeprowadzając

alken w najbardziej trwały karborodnik – rodnik z atomem C

.

o najwyższej rzędowości.

Szereg trwałości rodników: H

3

C

.

< RH

2

C

.

< R

2

HC

.

< R

3

C

.

:Br

.

..

..

:Br

.

..

..

Br

-

CH

2

-

CH

-

CH

3

.

Br

-

CH

2

-

CH

-

CH

3

.

R

-

O

-

O

-

R

∆

2 R

-

O

.

∆

H = +35 kcal/mol

R

-

O

.

+ H

-

Br

R

-

O

-

H + Br

.

∆

H = -23 kcal/mol i

niska energia aktywacji

+ CH

2

=CH

-

-

-

-

CH

3

2

o

karborodnik

+ H

-

Br

BrCH

2

CH

2

CH

3

+

1-bromopropan

Bromowodór przyłącza się do alkenów niezgodnie z regułą Markownikowa wówczas, kiedy
reakcja biegnie mechanizmem rodnikowym.

Przykłady:

Br

CH

3

(CH

2

)

5

CH=CH

2

+ CBr

4

R

.

CH

3

(CH

2

)

5

CHCH

2

-

CBr

3

okt-1-en tetrabromek węgla 1,1,1,3-tetrabromononan

Inicjator rodnikowy R

.

w reakcji z

bromoformem

generuje rodnik

.

CBr

3

, który jako czynnik

elektrofilowy przyłącza się do alkenu w ten sposób, żeby powstał najtrwalszy rodnik i dalej
reakcja biegnie łańcuchowo:

Br

R

.

+ Br

-

CBr

3

R

-

Br +

.

CBr

3

CH

3

(CH

2

)

5

CH=CH

2

+

.

CBr

3

.

CH

3

(CH

2

)

5

CHCH

2

-

CBr

3

.

+ Br

-

CBr

3

CH

3

(CH

2

)

5

CHCH

2

-

CBr

3

+

.

CBr

3

Ć

wiczenia:

nadtlenki
CH

3

CH

2

CH

2

CH=CH

2

+ HCCl

3













→

→

→

→

nadtlenki
(CH

3

)

2

C=CH

2

+ CH

3

CH

2

SH













→

→

→

→

?

CH

3

+ HBr

eter

?

nadtlenki
CH

3

CH

2

C(CH

3

)=CH

2

+ CCl

4













→

→

→

→

?

nadtlenki nadtlenki
n CH

2

=CH

2



















→

→

→

→

? n CH

2

=CH

−−−−

Cl



















→

→

→

→

?

Addycja fluorowców

Chlor, brom i jod łatwo ulegają do podwójnego wiązania C=C dając dihalogenoalkany:

CH

2

=CH

2

+ Cl

2

CH

2

ClCH

2

Cl

eten 1,2-dichloroetan

Reakcja addycji bromu do C=C jest prostym testem na obecność nienasyconych wiązań w
badanym związku organicznym. Liczba jodowa stosowana do określania udziału nienasyconych
kwasów tłuszczowych w danym tłuszczu jest wartością (w procentach) określającą ilość
przyłączonego jodu do próbki tłuszczu.

Przyłączenie cząsteczki halogenu, np. bromu do podwójnego wiązania C=C może następować w
ten sposób, że oba atomy bromu zostaną przyłączone z tej samej strony wiązania podwójnego lub
po przeciwnych stronach:

C

C

Br

Br

C

C

Br

Br

W reakcji z niesymetrycznymi alkenami, w zależności od sposobu tego przyłączenia addycja Br

2

mogą powstać różne produkty, np. w reakcji bromu z

trans-1-fenylopropenem

można spodziewać

się dwóch produktów erytro lub treo.

CH

3

H

Ph

H

H

Br

Ph

H

CH

3

Br

Br

H

Ph

H

CH

3

Br

Br

H

Ph

Br

CH

3

H

H

Br

Ph

Br

CH

3

H

C

C

Br

2

Br

2

(

SR)

(RR)

Biorąc pod uwagę, że przyłączenie z jednej strony może nastąpić od dołu lub bod góry, a z
dwóch stron od góry przy jednym atomie C i dołu przy drugim i odwrotnie produktami takiej
reakcji mieszanina (SR) i (RS) – erytro - oraz (RR) i SS) – treo.

Jak jest w rzeczywistości? Na to pytanie odpowiedź dało poznanie mechanizmu addycji bromu
do C=C.

Mechanizm addycji halogenów do podwójnego wiązania

Cząsteczka halogenu w pobliżu podwójnego wiązania ulega polaryzacji, a następnie jonizacji pod
wpływem elektronów

π

:

δδδδ

−−−−

δ

δ

δ

δ

++++

Br : Br







→

→

→

→

Br: Br







→

→

→

→

Br:

-

+ Br

+

polaryzacja jonizacja

Kation bromkowy Br

+

przyłącza się do jednego z atomów sp

2

tworząc karbokation, do którego

z kolei przyłącza się anion bromkowy. Atak anionu bromkowego następuje z przeciwnej strony
do obecnego już w cząsteczce atomu bromu.

H

H

H

H

H

H

Br

:Br:

..
..

-

H

Br

Br

H

Br

2

w CCl

4

Br :Br

δ

++++

δ

−

+

cyklopenten

trans-1,2-dibromocyklopentan

Rys. 4.8. Jonowy mechanizm addycji bromu do alkenu

Fakt, że w wyniku addycji bromu do C=C tworzy się wyłącznie izomer trans tłumaczy
powstawanie przejściowo nieklasycznego jonu bromoniowego, który tworząc trójcykliczny
pierścień z dwoma atomami węgla umożliwia atak jonu bromkowgo Br

-

jedynie z przeciwnej

strony.

H

H

Br

H

H

Br

H

H

Br

Br :Br

+

:Br:

..
..

-

cyklopenten jon bromoniowy trans-1,2-dibromocyklopentan

Za otrzymanie trwałych cyklicznych kationów bromoniowych i udowodnienie ich budowy G.
Olah otrzymał w 1994 r. nagrodę Nobla.

George Andrew Olah

(ur. 1927 na Węgrzech), doktorat w 1949 r. w Budapeszcie, prof. w Univ. Nord Caroline,

USA.

Jonowy mechanizm addycji do C=C widoczny jest w reakcji alkenów z chlorkiem jodu I

−−−−

Cl.

Chlorek jodu jest spolaryzowany, dlatego jego addycja do podwójnego wiązania zachodzi
szybko:

CH

2

C

H

3

C

H

3

CH

2

-I

C

H

3

C

H

3

C

+ I

-

Cl

δ

++++

δ

−

C

+

:Cl:

-

..

..

(CH

3

)

2

CClCH

2

I

izobuten 2-chloro-1-jodo-2-metylopropan

Ten sam mechanizm – addycji elektrofilowej i tworzenie się przejściowo kationu bromoniowego
– jest przyczyną powstawania różnych stereoizomerów w wyniku przyłączenia się cząsteczki
bromu do trans- lub cis-alkenu.

H

5

C

2

CH

3

H

H

Br

+ Br

H

5

C

2

CH

3

H

H

Br

Br

Br

H

5

C

2

H

H

CH

3

Br

Br

H

CH

3

H

5

C

2

H

C

C

C

C

+

Br

-

trans-pent-2-en

kation
bromoniowy

:

:

..

..

C

C

(2R,3S)-2,3-dibromopentan

C

C

(2S,3R)-2,3-dibromopentan

+

W wyniku przyłączenia bromu do układu trans- powstaje

racemat (R,S) i (S,R),

↑

zaś produktem przyłączenia do izomeru cis- jest

racemat (R,R) i (S,S).

↓

Et

H

C

H

3

H

Br

H

H

Br

CH

3

Et

H

Br

Br

H

CH

3

Et

C

C

Br

2

C

C

+

C

C

(2R,3R)-2,3-dibromopentan (2S,3S)-2,3-dibromopentan

Reakcje hydroborowania

Borowodór (B

2

H

6

) przyłącza się do podwójnego wiązania tworząc addukty zwane boranami.

Jest to ważna reakcja, ponieważ poprzez przekształcenie boranów można wprowadzić inne grupy
funkcyjne. Dla uproszczenia cząsteczka borowodoru będzie zapisywana w postaci BH

3

.

H

B

H

H

H

BH

2

C

C

+

C

C

alken boran alkiloboran

W ten sposób kolejno wszystkie trzy atomy wodoru w boranie mogą zostać podstawione resztami
organicznymi, tak więc w reakcji

etenu

z boranem powtaje

trietyloboran

:

H

2

C=CH

2

+ BH

3







→

→

→

→

B(CH

2

CH

3

)

3

trietyloboran

Reakcja alkenów z boranem biegnie poprzez kompleks

ππππ

i stan przejściowy etapami, aż do

wyczerpania atomów wodoru przy atomie boru.

H

B

H

H

H

B

H

H

H

B

H

H

H

B

H

H

C

H

3

CH CH

2

C

H

3

CH CH

2

CH

3

-

CH=CH

2

+

kompleks

π

stan przejściowy

CH

3

-

CH

-

CH

2

CH

3

-

CH=CH

2

CH

3

-

CH=CH

2

(CH

3

CH

2

CH

2

)

3

B

tri-n-propyloboran

Reakcje trialkiloboranów

Z alkenów poprzez trialkiloborany można otrzymywać alkohole. Reakcja polega na utlenianiu
boranów nadtlenkiem wodoru w środowisku alkalicznym:

H

2

O

2

R

3

B













→

→

→

→

3 ROH + Na

3

BO

3

NaOH

Mechanizm reakcji:

R

B

R

R

R

B

R

R

O O H

R

B

R

OR

+

-

O

-

O

-

H

- OH

3 B(OR)

3

+ 3

-

OH

3 ROH + BO

3

3-

Kwaśna hydroliza boranów prowadzi do alkanów. Jest to więc alternatywny sposób redukcji
alkenów do alkanów:

R

B

R

R

AcOH

∆

3 R-H + (AcO)

3

B

Addycja boranu do

3-metylocykloheksenu

nie jest regiospecyficzna; otrzymuje się produkty

przyłączenia w pozycji 2 i 3 w stosunku 1:1.

CH

3

CH

3

BH

3

9BBN

55 45 50 50

%

%

78 22 80 20

Natomiast za pomocą 9BBN –

9-borobicyklo[3.3.1]nonanu

,

który jest rozbudowanym cyklicznie

boranem można prowadzić reakcje stereoselektywne. 9BBN otrzymuje się w reakcji z

cyklookto-

1,5-dienem

:

BH

2

B

BH

BH

3

THF

H

9-borabicyklo[3.3.1]nonan

Borany przyłączają się selektywnie w przypadku natrafienia wokół C=C na zawadę przestrzenną,
np. w postaci grupy metylowej.

CH

3

H

CH

3

H B

H

CH

3

H OH

BH

3

THF

H

2

O

2

-

OH

1-metylocyklopenten alkiloboran trans-2-metylocyklopentanol

(85%)

produkt pośredni

Otrzymany w tej reakcji alkohol jest inny od tego jaki powstaje w wyniku uwodnienia

1-

metylocyklopentenu

w środowisku kwaśnym czy produkt oksyrtęciowania tego samego

substratu.

Halohydryny – produkty addycji halogenów do alkenów w wodnym środowisku

W obecności wody produkt addycji kationu bromkowego –

kation bromoniowy

– reaguje z

cząsteczkami wody tworząc halohydryny (vic-halogenohydroksyalkany). Jeżeli stężenie wody
wielokrotnie przekracza stężenie halogenu, głównym produktem są halohydryny.

X

X

O-H

C

C

+ X

2

C

C

+

HOH

..

..

+ X

-

C

C

- H

+

X: Cl, Br halohydryna

Alkeny nie rozpuszczają się w wodzie, dlatego reakcje z nimi należy prowadzić z dodatkiem
organicznych rozpuszczalników polarnych, które zwiększają rozpuszczalność substratów
hydrofobowych w wodzie. Należą do nich

acetonitryl

, DMF i DMSO.

Zamiast bromu stosuje się

N-bromoimid kwasu bursztynowego

(NBS), który rozkładając się w

ś

rodowisku reakcji uwalnia stopniowo brom.

C

H

CH

2

N Br

O

O

C

H

CH

2

Br

OH

HOH/DMSO

styren 2-bromo-1-fenyloetanol

(76%)

Oksyrtęciowanie

Oksyrtęciowanie prowadzi do uwadniania alkenów. Jest alternatywnym sposobem otrzymywania
alkoholi z alkenów w porównaniu z addycją HOH w środowisku kwaśnym i utlenianiem
alkiloboranów. Addycja wody do podwójnego wiązania C=C biegnie w wysokiej temperaturze
(>250

o

C). Octan rtęci natomiast ulega przyłączeniu do alkenów w temperaturze pokojowej, a

produkt reakcji można zredukować do alkoholu, najłatwiej za pomocą tetrahydroboranu sodu.

CH

3

OH

CH

3

1.

Hg(OAc)

2

, HOH/THF

2.

NaBH

4

1-metylocyklopenten 1-metylocyklopentanol

(92%)

mechanizm reakcji:

CH

3

OH

CH

3

OAc

OAc

Hg

Hg

CH

3

OAc

HgOAc

CH

3

O

H

H

HgOAc

CH

3

O

H

-

-

OAc

HOH

..

..

-

OAc

- ACOH

NaBH

4

1-metylocyklopenten

jon
merkurionowy

1-metylocyklopentanol

rtęcioorganiczny produkt pośredni

Mechanizm oksyrtęciowania jest zbliżony do mechanizmu reakcji tworzenia halohydryn.

Halogenowanie w pozycji allilowej

W reakcji

propenu

w chlorem w podwyższonej temperaturze lub przy niskim stężeniu chloru

zamiast addycji następuje podstawienie atomu H w pozycji

β

. W niskich temperaturach i przy

dużym stężeniu chloru przeważa produkt addycji –

1,2-dichloropropan

:

∆

∆

∆

∆

CH

3

-CH=CH

2

+ Cl

2







→

→

→

→

Cl-CH

2

-CH=CH

2

propen 3-chloropropen

Reakcja ta biegnie mechanizmem rodnikowym. Rodnik chlorkowy przekształca

propen

w

mezomerycznie stabilizowany rodnik allilowy, który z chlorem tworzy

chlorek allilu

i rodnik

chlorkowy.

Cl

Cl

∆

2

.

Cl

.

Cl + H-CH

2

-CH=CH

2

CH

2

-CH=CH

2

CH

2

=CH-CH

2

.

.

Cl

2

Cl-CH

2

-CH=CH

2

+

.

Cl

Dobrym odczynnikiem do bromowania w pozycji allilowej jest

N-bromosukcynoimid

(NBS). W

obecności HBr uwalnia się z niego brom cząsteczkowy, który łatwo ulega rozszczepieniu na
rodniki.

N

O

O

Br

N

O

O

H

+ HBr

+ Br

2

N-bromosukcynoimid

imid kwasu bursztynowego

(sukcynoimid)

Atomy wodoru w pozycji allilowej (

β

do C=C) są bardzo reaktywne (ruchliwe) i ulegają łatwo

podstawieniu. Najmniej reaktywne są winylowe atomy wodoru:

H

H

H

C

C

C

atomy wodoru

winylowe, mało
raktywne

allilowy,
bardzo
reaktywny

Addycja karbenów do podwójnego wiązania C=C

Karben jest bardzo reaktywnym ugrupowaniem o wzorze R

2

C, powstającym najczęściej w

wyniku oderwania przez silną zasadę atomu wodoru i atomu chloru:

Cl

Cl

H

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

C

KOH

..

..

C :

- H

+

-

- Cl

-

C:

chloroform

anion trichlorometylowy

dichlorokarben

Atom węgla w karbenie jest płaski i ma hybrydyzację sp

2

. Wolna para elektronów zajmuje orbital

sp

2

, a p jest nieobsadzony:

Cl

Cl

C

:

sp

2

p

hybrydyzacja atomu C
w karbenach - sp

2

Karben przyłącza się do alkenów stereospecyficznie (powstaje jeden z możliwych
stereoizomerów), powstaje przy tym trójczłonowy układ cykliczny:

Cl

Cl

H

H

+ CHCl

3

+ KCl

KOH

60%

cykloheksen chloroform 7,7-dichlorobicyklo[4.1.0]heptan

Pierścień trójczłonowy może utworzyć się wyłącznie po jednej stronie pierścienia
cykloheksanowego, a zatem atomy wodoru zajmuję pozycje z przeciwnej strony. Karben tworzy
się z chloroformu

in situ w reakcji z KOH.

H

Et

H

Me

H

Et

H

Me

Cl

Cl

C

C

+ CHCl

3

KOH

C

C

C

cis

-pent-2-en chloroform 1,1-dichloro-2-etylo-3-

metylocyklopropan

(65%)

Utlenienie podwójnego wiązania C=C

Hydroksylowanie podwójnego wiązania C=C

Formalnie hydroksylowanie alkenów, tj. przyłączenie cząsteczki

HOH do podwójnego wiązania

C=C nie jest reakcją utlenienia, pomimo wprowadzenia tlenu do cząsteczki organicznej,
ponieważ nie zmienia się stopień utlenienia cząsteczki. Stopień utlenienia jednego atomu

C

wzrasta o jednostkę poprzez przyłączenie grupy

–OH, ale drugiego atomu C zmniejsza się o

jednostkę w wyniku utworzenia wiązania

C–H.

O

H

H

C

C

+ HOH

H

+

C

C

Utlenieniem są natomiast reakcje otrzymywania vic

-glikoli, czyli

α,β

-dihydroksyzwiąków w

wyniku reakcji

alkenów z nadmanganianem potasu lub tetratlenkiem osmu. Ten sam efekt, ale

stereochemicznie różny można uzyskać poprzez utlenienie

alkenów do oksiranów i ich

hydrolizę.

O

H

H

OH

H

O

H

H

CH

3

COOOH

HOH/H

+

cyklopenten 6-oksabicyklo[3,0,0]heksan trans-1,2-dihydroksy-

cyklopentan

O O

Mn

O

O

O

Mn

O

O

O

H

O

H

OH

H

MnO

4

-

OsO

4

-

cyklopenten

cis-1,2-dihydroksy-
pentan

Ozonoliza

Ozonoliza oznacza reakcję rozkładu pod wpływem

ozonu. Ozon przyłącza się do alkenów, a w

ś

rodowisku redukującym z tego połączenia powstają aldehydy lub ketony. Pierwszym, bardzo

nietrwałym produktem addycji ozonu do

C=C są tzw. molozonki, które szybko ulegają

przegrupowaniu i przekształcają się w ozonki:

O

O

O

O

C

C

O

O

C

C

O

3

, - 78

o

C

CH

2

Cl

2

C

C

alken molozonek ozonek

Ozonki w wodnym redukującym środowisku (Zn/H

+

) rozpadają się na dwie części, z których

powstają dwa związki karbonylowe (aldehydy lub ketony), przy czym grupy karbonylowe (

C=O)

tworzą się w miejscu podwójnego wiązania (

C=C). Ozonki niższych alkanów są wybuchowe i

nie powinno się ich izolować. Środowisko redukujące chroni powstające aldehydy przed dalszym
utlenieniem do kwasów karboksylowych.

O

O

O

C

C

O

O

Zn/AcOH/HOH

C

C

+

Reakcja ozonolizy powoduje rozpad wiązania podwójnego

C=C, a w jego miejscu pojawiają się

dwie grupy karbonylowe. Jeżeli podwójne wiązanie było częścią pierścienia następuje
przekształcenie związku pierścieniowego w łańcuchowy:

C

H

3

O

O

O

3

H-C-CH

2

CH

3

CH

3

-C-CH

3

Zn/HOH

1-metylocyklopenten heks-1-al-5-on

Keton (

R

2

C=O) powstaje, gdy na atomie węgla sp

2

są dwie grupy alkilowe (

R), natomiast w

przypadku, kiedy atom

C tworzący podójne wiązanie jest połączony z atomem wodoru i grupą

alkilowa to tworzy się aldehyd (

RCH=O):

CH

3

H

O

3

Zn/HOH

CH

3

-C=C-CH

3

(CH

3

)

2

C=O + O=CHCH

3

2-metylobut-2-en aceton acetaldehyd

CH

3

O

3

Zn/HOH

CH

3

-CH-CH=CH

2

(CH

3

)

2

CH-CH=O + O=CH

2

3-metylobut-1-en 2-metylopropanal formaldehyd

CH

3

CH

3

O

CH

3

CH

3

O

O

3

Zn/HOH

C

C

+

izopropylidenocykloheksan cykloheksanon

84%

aceton

Polimeryzacja rodnikowa alkenów

Eten

w obecności inicjatora rodnikowego (np.

nadtlenku benzoilu

), w podwyższonej

temperaturze i pod wysokim ciśnieniem ulega polimeryzacji do

polietylenu

– tworzywa

syntetycznego o dużym zastosowaniu praktycznym. Reakcja biegnie mechanizmem
łańcuchowym.

H H

H H

H H

H H

H H

H H

H H

H H

H H

H H

n H

2

C=CH

2

nadtlenek benzoilu

100-250

o

C, 10-30 Mpa

eten

fragment

polietylenu

W

zależności

od

warunków

polimeryzacji

otrzymuje

się

polietylen

twardy

(wysokospolimeryzowany) lub miękki.

Reakcja zaczyna się od rozpadu nadtlenku i wytworzenia rodnika –

PhCO

.

, który inicjuje

polimeryzację przekształcając cząsteczką

etenu

w rodnik –

In-CH

2

CH

2

.

:

PhCOOOCOPh

∆

2 PhCOO

.

In

.

In

.

+ H

2

C=CH

2

In-CH

2

-CH

2

.

inicjacja

Rodnik etylenowy reaguje z drugą cząsteczką

etenu

wytwarzając

rodnik tetrametylenowy, po

czym z kolei powstaje

rodnik heksametylenowy itd.:

In-CH

2

-CH

2

.

+ H

2

C=CH

2

In-CH

2

-CH

2

-CH

2

-CH

2

.

In-CH

2

-CH

2

-CH

2

-CH

2

.

+ H

2

C=CH

2

In-(CH

2

)

5

-CH

2

.

.
.
.
.

propagacja

Terminacja, czyli zakończenie wzrostu danego łańcucha (zatrzymanie polimeryzacji) następuje
poprzez kombinacje dwóch rodników lub utratę energii rodnika.

W reakcji polimeryzacji

propenu

otrzymuje się szeroko wykorzystywany

polipropylen

:

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

2

=CH

In

-CH

2

CHCH

2

CHCH

2

CHCH

2

CH-

n

propen

fragment

polipropylenu

Podobnej polimeryzacji poddaje się inne

alkeny lub ich pochodne, np.

styren

,

chlorek winylu

,

octan winylu

,

tetrafluoroeten

i inne otrzymując

polistyren

,

poli(chlorek winylu)

,

poli(octan

winylu)

,

teflon

i inne znane polimery.

CH=CH

2

In

-CH

2

CHCH

2

CHCH

2

CHCH

2

CH-

n

styren

fragment

polistyrenu

Znane są także tego typu polimery naturalne, chociażby kauczuk, który jest

poliizoprenem

.

CH

3

CH

2

=CH-CH=CH

2

n

izopren (2-metylobuta-1,3-dien)

fragment

kauczuku naturalnego

n

fragment

gutaperki

Kauczuk

jest izomerem cis-, znany jest również naturalny polimer

izoprenu

o geometrii trans-,

zwany

gutaperką

. Kauczuk naturalny i gutaperka różnią się właściwościami fizykochemicznymi

– kauczuk jest miękki i elastyczny, a gutaperka krucha i twarda. Właśnie układ cis- pozwala na
rozciąganie wiązań wzdłuż łańcucha. Stopień polimeryzacji naturalnego kauczuku waha się w
granicach 8 000 – 30 000, podczas gdy gutaperki około 1500.