Właściwości chemiczne
alkenów
-Reakcje spalania,
-Reakcje addycji,
-Reguła Markownikowa,
-Reakcje charakterystyczne alkenów,
-Reakcje polimeryzacji
Właściwości chemiczne
alkenów
-Reakcje spalania,
-Reakcje addycji,
-Reguła Markownikowa,
-Reakcje charakterystyczne alkenów,
-Reakcje polimeryzacji
Reakcje spalania alkenów i
alkinów
• Węglowodory nienasycone:
alkeny i
alkiny
są
związkami palnymi
tak
jak węglowodory nasycone – alkany
• W zależności od dostępu tlenu
wyróżnia się trzy typy spalania:
• -
spalanie całkowite,
• - półspalanie,
• - spalanie niecałkowite
Reakcja addycji –
przyłączenia
• Reakcja addycji
polega na
przyłączeniu
podstawników
do atomu
węgla połączonych
wiązaniem wielokrotnym
(
podwójnym
,
potrójnym
)
przebiegające z rozerwaniem
jednego lub więcej wiązań π
•
Wiązania π
(miejsce bogate w elektrony), jest
miejscem ataku
substratów elektrofilowych
(poszukujących elektronów – posiadających
deficyt elektronów) –
addycja elektrofilowa
.
• W reakcjach addycji do wiązania
wielokrotnego
biorą
udział halogeny – X
2
(
jod
stosunkowo trudno
),
halogenowodory –HX
,
wodór–H
2
,
woda H–OH
,
kwasy
Addycja halogenów
• 1.
Addycja
bromu
przez alkeny
(
reakcja
samorzutna
) produktem są
di
halogenoalkany:
C
n
H
2n
+
X
2
C
n
H
2n
X
2
• CH
2
=
CH
2
+
Br
-
Br
CH
2
Br
–
CH
2
Br
(1,2-
di
bromo
etan)
• CH
2
=
CH
–
CH
3
+
Br
-
Br
CH
2
Br
–
CH
Br
–
CH
3
• (1,2-
di
bromo
propan)
• CH
3
–
CH
=
CH
–
CH
3
+
Br
-
Br
CH
3
–
CH
Br
–
CH
Br
–
CH
3
• (2,3-
di
bromo
butan)
• 2.
Identycznie
reakcje przebiegają z
chlorem
Addycja wodoru
• Addycja wodoru
przebiega w obecności
katalizatora: Ni, Pd, Pt
(
reakcja
wymuszona
)
produktem jest zawsze
alkan
(węglowodór nasycony):
C
n
H
2n
+
H
2
C
n
H
2n
+
2
• CH
2
=
CH
2
+
H
2
CH
3
–
CH
3
;
etan
• CH
2
=
CH
–
CH
3
+
H
2
CH
3
–
CH
2
–
CH
3
;
propan
• CH
3
–
CH
=
CH
–
CH
3
+
H
2
CH
3
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
3
butan
Addycja halogenowodoru i
wody (cząsteczek
asymetrycznych typu H-X)
• W przypadku addycji
cząsteczki asymetrycznej typu
H-X
do alkenu
symetrycznego
(np.
eten, but-2-en,
heks-3-en,
: takie same podstawniki po obu
stronach wiązania podwójnego)
powstaje zawsze
jeden produkt
.
• W przypadku addycji
cząsteczki asymetrycznej
typu
H-X
do alkenu
asymetrycznego
(np.
propen, but-1-
en,
pent-1-en, pent-2-en, heks-2-en
: różne podstawniki
po obu stronach wiązania podwójnego)
mogą
teoretycznie powstać
dwa różne
produkty.
• O kierunku przebiegu tego typu reakcji decyduje
reguła
Markownikowa
Reguła Markownikowa
• Addycja cząsteczek
typu
H
-X
do
wiązania
wielokrotnego
(podwójnego)
alkenu
przebiega w taki sposób, że
podstawnik
wodorowy
(atom wodoru) z cząsteczki
H
-
X
przyłącza się
głównie do
atomu C o
niższej
rzędowości
(
połączonego
z
większą
liczbą atomów H – bogatszego w
wodór
) a
podstawniki innego rodzaju
(
-F,
-Cl, - Br, -I,
- OH
) przyłączają się
do atomu C o
wyższej
rzędowości
(
połączonego z
mniejszą
liczba
atomów H - uboższego w wodór
)
Addycja –
halogenowodorów
• Addycja HF
przez
prop
en
CH
2
=
CH
–
CH
3
+
H
–
F
CH
3
–
CH
–
CH
3
|
F
(2-
fluoro
prop
an
)
•
Addycja HCl
przez
but
-
1
-
en
CH
2
=
CH
–
CH
2
–
CH
3
+
H
–
Cl
CH
3
–
CH
–
CH
2
–
CH
3
|
Cl
(
2-
chloro
but
an
)
Addycja –
halogenowodorów
• Addycja H
Br
przez
pent-1-
en
CH
2
=
CH
–
CH - CH
2
–
CH
3
+
H
–
Br
CH
3
–
CH
–
CH
2
–
CH
2
-
CH
3
|
Br
(2-
bromo
pent
an
)
• Addycja H
Br
przez
pent
-
2
-
en
CH
3
-
CH
=
CH
–
CH
2
-
CH
3
+
H
–
Br
CH
3
–
CH
–
CH
2
–
CH
2
-
CH
3
|
Br
(2-
bromo
pent
an
)
lub
CH
3
–
CH
2
–
CH
–
CH
2
-
CH
3
|
(3-
bromo
pent
an
)
Br
Addycja wody –
hydratacja
• Reakcja zachodzi w obecności
stężonego
H
2
SO
4
,
kationy H
+
pełnią
funkcje katalizatora reakcji.
• Na asymetrycznych alkenach
przebiega zgodnie z
regułą
Markownikowa
,
produktem jest
alkohol nasycony
(
alkanol
)
• CH
2
= CH
2
+
H
–
OH
CH
3
– CH
2
–
OH
•
eten etan
ol
Addycja wody –
hydratacja cd.
• Hydratacja prop
enu (H
+
)
:
• CH
2
=
CH
–
CH
3
+
H
–
OH
CH
3
–
CH
–
CH
3
|
(
prop
en
)
OH
(
propan
-2-
ol
)
*
Hydratacja pent
-2-
enu
(H
+
)
:
CH
3
–
CH
=
CH
–
CH
2
–
CH
3
+
H
-
OH
CH
3
–
CH
(
OH)
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
3
(
pentan
-2-
ol
)
CH
3
–
CH
2
–
CH
(
OH
) –
CH
2
–
CH
3
(
pentan-
3-
ol
)
Reakcje
charakterystyczne
dla alkenów
• Odbarwianie
wody bromowej
(
Br
2(aq)
)
• CH
2
=
CH
2
+
Br
–
Br
CH
2
Br
–
CH
2
Br
• et
en
1,2-di
bromo
et
an
• CH
2
=
CH
–
CH
3
+
Br
–
Br
CH
2
Br
–
CH
Br
–
CH
3
• prop
en
1,2-di
bromo
prop
an
CH
3
–
CH
=
CH
–
CH
3
+
Br
2
CH
3
–
CH
Br
–
CH
Br
–
CH
3
• bute-2-
en
1,2-di
bromo
but
an
Reakcje
charakterystyczne
dla alkenów cd.
• Odbarwianie wodnego roztworu
manganianu(VII) potasu
KMnO
4
• 3
CH
2
=
CH
2
+
2KMnO
4
+ 4
H
2
O
3
CH
2
(
OH
) –
CH
2
(
OH
) + 2
KOH
+ 2
MnO
2
(
etano
-1,2-di
ol
)
• 3
CH
2
=
CH
–
CH
3
+
2KMnO
4
+ 4
H
2
O
3
CH
2
(
OH
) –
CH
(
OH
) –
CH
3
+ 2
KOH
+
2
MnO
2
(
propano
-1,2-di
ol
)
•
Barwa zmienia się
z
różowo-fioletowej
na
brunatno- brązową
Reakcje polimeryzacji
•
Polimeryzacja
–
reakcja łańcuchowa
łączenia się wielu (
n
) małych cząsteczek
alkenów
(
monomerów
)
w cząsteczki duże
(
polimery
)
•
Reakcje przebiegają w
podwyższonej temp.
lub pod wpływem
promieniowania
elektromagnetycznego o dużej energii
•
Reakcji polimeryzacji towarzyszy
rozerwanie wiązań podwójnych
w
cząsteczkach
monomerów
•
n
C
n
H
2n
( C
n
H
2n
)
n
Reakcje polimeryzacji
• Di
meryzacja etenu
• 2
CH
2
=
CH
2
-
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
•
eten
dieten (dietylen)
• Tri
meryzacja etenu
• 3
CH
2
=
CH
2
-
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
CH
2
–
•
eten
trieten (trietylen)
• Poli
meryzacja etenu
• n
CH
2
=
CH
2
(
CH
2
–
CH
2
)
n
•
eten
polieten (polietylen)