CYKLOALKANY
NOMENKLATURA CYKLOALKANÓW
1. Rdzeń nazwy tworzy się poprzez dodanie przedrostka CYKLO do nazwy
alkanu o takiej samej liczbie atomów węgla
cyklobutan cyklopentan
cykloheksan
2. Rdzeń nazwy podstawionych cykloalkanów tworzy się poprzez
porównanie liczby atomów węgla w łańcuchu oraz w pierścieniu  nazwę
wyprowadza się od alkanu o większej liczbie atomów węgla
CH3
CH3CH2CH2CH2
ALE
metylocyklopentan cyklopropylobutan
CYKLOALKANY
NOMENKLATURA CYKLOALKANÓW
3. Pozostałe reguły są takie same jak dla alkanów łańcuchowych
3
CH2CH3
CH3CH2 1
CH3CH2 CH3
1-etylo-2-metylocykloheksan
1,3-dietylocykloheksan
CH(CH3)2
C(CH3)3
CH3
1-metyloetylocyklobutan
1-(1,1-dimetyloetylo)-3-metylocyklopentan
CYKLOALKANY CnH2n
NIE REAGUJ
Z KWASMI I ZASADAMI
cykloheksan
n-butan
czÄ…steczka  sztywna  brak
czÄ…steczka  elastyczna  swobodny
swobodnego obrotu wokół wiązania
obrót wokół wiązania C C
C C
1
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
czÄ…steczka  sztywna  brak swobodnego
cykloalkan obrotu wokół wiązania C C
CH3 H3C
H3C H
H H CH3
H
taki sam wzór sumaryczny
STEREOIZOMERY
taki sam połączenia ze sobą atomów
IZOMERY
różne rozmieszczenie atomów w GEOMETRYCZNE
przestrzeni
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
CH3 H3C
H3C H
H H CH3
H
cis trans
cis-1,3-dimetylocyklopentan trans-1,3-dimetylocyklopentan
IZOMERY GEOMETRYCZNE
różne właściwości fizyczne i chemiczne
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
czÄ…steczka  sztywna  brak swobodnego
obrotu wokół wiązania C C
Cykloalkany przyjmujÄ… konformacje o minimalnej energii, czyli tak aby
zminimalizować:
Naprężenia kątowe  wynikające z odchylenia kątów walencyjnych od
wartoÅ›ci 109°28
Naprężenia torsyjne  wynikające z naprzeciwległego ułożenia wiązań
przy sąsiadujących atomach węgla
Naprężenia steryczne  wynikające z oddziaływania odpychającego
zbliżonych do siebie grup atomów lub pojedynczych atomów
2
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
CYKLOPROPAN
HH
H
C
HH
H
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
CYKLOBUTAN
H
H
H
H
2 2 4
H
H H
H H
1
H
4
3
1 H 3
H
H H H
H
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
1.82Å
CYKLOHEKSAN
KRZESA
O A
ÓDy

promieÅ„ van der Waalsa atomu wodoru = 1.25 Å
H H
4
1
2×1.25 Å > 1.82 Å
3
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
CYKLOHEKSAN
oś pierścienia
aksjalne
Q%do osi pierścienia
ekwatorialne
kąt z osią pierścienia
równy 109°28
KONFORMACJE CYKLOALKANÓW
CYKLOHEKSAN
3
6
6 2
1
1
2
4
4
5 5
3
ax ax
ax
eq
eq
5, 4 5, 4
1, 2 1, 2
6
6, 3
eq
eq
3
ax
ax
ax
KONFORMACJE CYKLOHEKSANU
4
KONFORMACJE CYKLOHEKSANU
Me
H
Me H
bardziej stabilny o 1.8 kcal/mol
KONFORMACJE CYKLOHEKSANU
trans-1,4-dimetylocykloheksan
Me
Me
Me
Me
bardziej stabilny
cis-1,2-dimetylocykloheksan
Me
Me
Me
Me
równocenne energetycznie
W
GLOWODORY
W
GLOWODORY W
GLOWODORY
ALIFATYCZNE AROMATYCZNE
ALKANY CnH2n+2 ALKINY CnH2n-2
ALKENY CnH2n
CYKLOALKANY
CnH2n
5
NOMENKLATURA W
GLOWODORÓW NIENASYCONYCH
1. Wyznacza się najdłuższy łańcuch zawierający wiązanie wielokrotne i do
rdzenia nazwy alkanu o takiej samej liczbie atomów węgla dodaje się
końcówkę  EN dla alkenów lub  IN/YNdla alkinów;
ALKAN ALKEN ALKIN
CH3CH3 CH2=CH2 H  Ca"C  H
ETAN ETEN ETYN
2. Atomy węgla numeruje się w ten sposób, aby atom węgla przy wiązaniu
wielokrotnym miał najniższy lokant
1 2 3
1 2 3
CH3CH2CH2=CHCH3
CH3CH2Ca"CCH2CH2CH3
2 1
4 3 2 1
2-PENTEN
3-HEKSYN
a nie 3-penten
a nie 4-heksyn
CH3
CH3CH2CCH2CH=CHCH3
5,5-DIMETYLO-2-HEPTEN
CH3
a nie 3,3-dimetylo-5-hepten
NOMENKLATURA W
GLOWODORÓW NIENASYCONYCH
3. Jeżeli w cząsteczce jest obecnych więcej niż jedno wiązanie
wielokrotne, to atomy węgla numeruje się w ten sposób, aby suma
lokantów była jak najniższa, a atom węgla przy wiązaniu podwójnym
miał najniższy z możliwych lokant
CH3
H C a"C CH2CH2CH=CH2
CH2 CHCCH2C CH
CH3
1-HEKSEN-5-YN
3,3-DIMETYLO-1-HEKSEN-5-YN
INNE
CH2 CHCCH2C CH
H C a"C CH2CH2CH2OH
ClCH2CH2CH=CH2
OH
5-HEKSYN-1-OL 4-CHLORO-1-BUTEN 1-HEKSEN-5-YN-3-OL
NOMENKLATURA W
GLOWODORÓW NIENASYCONYCH
wodór acetylenowy
R  C a" C  H
alkin terminalny
PODSTAWNIKI
wyprowadzone z alkenów  końcówka  enyl
CH3CH=CHCH2 2-BUTENYL
CH2=CHCH2 2-PROPENYL zwycz. ALLIL
CH2=CH ETENYL
zwycz. WINYL
wyprowadzone z alkinów  końcówka  ynyl
H C a" C  ETYNYL
H Ca"CCH2  2-PROPYNYL
6
IZOMERIA GEOMETRYCZNA ALKENÓW
zahamowany swobodny obrót
ALKEN
wokół wiązania  C = C
Niem. zusammen
Niem. entgegen
EZ
CH3 H CH3 CH3
C C C C
CH3- > H
H CH3
H H
1. Ustala się starszeństwo podstawników przy każdym atomie węgla
wiązania podwójnego
I > Br > Cl > F > n-C6H13- > CH3CH2- > CH3- > D > H > :
2. Jeżeli starsze podstawniki znajdują się po tej samej stronie wiązania
podwójnego, to stereoizomer nazywamy  /Z/; jeżeli po obu stronach
wiązania podwójnego  /E/
IZOMERIA GEOMETRYCZNA ALKENÓW
CH3CH2 H
Cl CH2CH3
C C
(CH3)2CH- > H
C C
CH3CH2- > H
H CHCH3
H CH3
CH3
/E/-2-METYLO-3-HEKSEN /Z/-1-CHLORO-2-METYLO-2-BUTEN
I Br
CH3CH2 CH3
CH3 < Br
C C C C
I > Cl
CH3 CHCH3
Cl CH3
CH3
/Z/-2-BROMO-1-CHLORO-1-IODO-1-PROPEN
/E/-2,3,4-TRIMETYLO-3-HEKSEN
ALKENY CnH2n
1. TRWAA
OŚĆ ALKENÓW
CH3 CH3
CH3 H
KATALIZATOR
C C
C C
H H
H CH3
/E/ /Z/
76% 24%
CH3 H CH3 CH3
H2/Pd
H2/Pd
C C CH3CH2CH2CH3
C C
H CH3
H H
"HZ = -120 kJ/mol
"HE = -116 kJ/mol
/E/ STABILNIEJSZY NIÅ» /Z/
7
ALKENY CnH2n
1. TRWAA
OŚĆ ALKENÓW
CH3 CH3
CH3 H CH3CH2CH CH2 + H2
+
C C H2
C C + H2
H H
H CH3
"HZ = -28.6 kcal/mol "H °= -30.3 kcal/mol
"HE = -27.6 kcal/mol
CH3CH2CH2CH3
R R
R R
R R R R R
H2C CH2
R R
R
R R
ALKENY CnH2n
2. OTRZYMYWANIE ALKENÓW
DEHYDRATACJA ALKOHOLI
Al2O3
C C
C C
lub + H2O
KWAS
3° > 2° > 1°
H OH
REAKTYWNOŚĆ ALKOHOLI
ELIMINACJA CZ
STECZKI HALOGENOWODORU Z HALOGENKÓW ALKILOWYCH
KOH
C C
C C
ALKOHOL + KX + H2O
H X
X: I > Br > Cl
3° > 2° > 1°
REAKTYWNOŚĆ HALOGENKU
ALKENY CnH2n
2. OTRZYMYWANIE ALKENÓW
ELIMINACJA HALOGENU Z VICYNALNEGO DIHALOGENKU ALKILU
C C + Zn
C C
+ ZnX2
X X
UWODORNIENIE ALKINÓW
R R
H2/KATALIZATOR LINDLARA
C C /Z/
H H
R C C R
R H
K lub Na / NH3
C C
/E/
H R
8
ALKENY CnH2n
3. REAKCJE ALKENÓW
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
+ C C
C C
X Y
X Y
Ä„ Ã
2×Ã
wiÄ…zania rozpadajÄ…ce siÄ™ wiÄ…zania tworzÄ…ce siÄ™
ELEKTROFILE:
CZ
STKI NAA
ADOWANE DODATNIO, np. H+
CZ
STKI NEUTRALNE, np. Br2
C C
KWASY LEWISA, np. BF3, AlCl3
+2
KATIONY METALI, np. Ag +, Hg , Pt+2
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
MECHANIZM AE
H
wolno
C C C C+
H X
KARBOKATION
H
H
szybko
X
C C+
C C
X
HALOGENOALKAN
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
REGUA
A MARKOWNIKOWA
CH3
H2C CH
CH3 +
H CH3
H2C C
2-BROMO-2-METYLOPROPAN
CH3
CH3
CH3
SZYBKO
H3C C
H3C C Br
Br-
CH3
CH3
Proton przyłącza się tak, aby powstał bardziej stabilny karbokation
3° > 2° > 1° > CH3+
STABILNOŚĆ KARBOKATIONÓW
9
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
STAN
CH3CH=CH2
PRZEJÅšCIOWY DLA
KARBOKATIONU
1° H+
STAN 1°
2°
PRZEJÅšCIOWY DLA
+
+
KARBOKATIONU CH3CH2CH2 CH3CHCH3
2°
Br-
Br-
CH3CHCH3
CH3CH2CH2Br
Br
REAKCJE KARBOKATIONÓW
H3C
1,2-PRZESUNI
CIE
C CH2CH3
H3C
CH3 INu, np. ROH
H3C
H
+
CHCH
H2C + H CH CHCH3
(CH3)2C CH CH3
H3C
Nu
CH3
CH2 CH CH(CH3)2
H3C
CH CHCH3
DIMERYZACJA
H3C
CH2
CH CH(CH3)2
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
ADDYCJA WODORU DO ALKENU AE syn H2/KATALIZATOR
H H
KAT.
H3C CH3 Ni
H3C CH3
H H
cis-1,2-dimetylocykloheksan
H H
H2C CH2
10
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
ADDYCJA BROMU DO ALKENU AE anti
+ -
´ ´
Br
Br
wolno
Br Br
Br
szybko
Br
Br-
Br2
Br
CCl4
Br
Br
trans-1,2-dibromocyklopentan
ADDYCJA ELEKTROFILOWA AE
ADDYCJA BOROWODORU DO ALKENU  HYDROBOROWANIE ALKENÓW
R
R
R
H2O2 / OH-
R
H BH2 H B
H OH
H BH2
- +
´
´
tzw. ANTYMARKOWNIKOW
OKSYRT
CIOWANIE ALKENÓW
R R
NaBH4
- THF
-
+ H2O + Hg(CH3COO )2
OH
R
HO
HO Hg(CH3COO) H
UTLENIANIE ALKENÓW
KMnO4
OH-
O O HO OH
Mn
- +
O
O K
OsO4
H2O
NaHSO3
O O HO OH
O
R C
Os
CCl4 O OH
O
O
H2O OH
OH-
O
HO
11
UTLENIANIE ALKENÓW
OZONOLIZA ALKENÓW
O
CH3C
O
O3
H
CH3CH CHCH2CH3 -80oC CH3 CH CH CH2CH3 Zn, H2O +
O
O O
CH3CH2C
H
O O
1. O3
CH3CH CHCH3 2. Zn,H2O CH3C + CH3C
H H
O
O
1. O3
CCH2CH2CH2CH2C
2. Zn,H2O
H
H
REAKCJE RODNIKOWE ALKENÓW
ADDYCJA RODNIKOWA HBr DO ALKENÓW
R CH CH2 HBr R CH2 CH2Br
ROOR
MECHANIZM
1. Inicjacja reakcji rodnikowej
h½
R  O  O  R 2 R  O"
R  O" + H  Br ROH + " Br
2. Propagacja reakcji rodnikowej
Br
H2C CHCH2CH3
1°
Br H2C CHCH2CH3
1° < 2 °
H2C CHCH2CH3
2°
Br
ADDYCJA RODNIKOWA HBr DO ALKENÓW
2. Propagacja reakcji rodnikowej
CH3CH2CH CH2Br H Br CH3CH2CH2 CH2Br
+ Br
itd.
12
REASUMUJ
C
HBr
AR
CH3CH2CH CH2Br CH3CH2CH2 CH2Br
ROOR Br"
KARBORODNIK 2°
CH3CH2CH CH2
KARBOKATION 2°
AE
Br -
CH3CH2CH CH3 CH3CH2CH CH3
H+
Br
POLIMERYZACJA ALKENÓW
POLIMERYZACJA  proces polegający na łączeniu małych cząsteczek, tzw.
monomerów, w duże cząsteczki - polimery
MECHANIZM
1. Rozkład katalizatora, np. nadtlenku benzoilu
O O O O
h½
C C C C RO
+
O O
O O
2. Przyłączenie rodnika benzoiloksylowego do alkenu
+
RO H2C CH2 H2C CH2OR
POLIMERYZACJA ALKENÓW
MECHANIZM
3. Reakcja przedłużania łańcucha
ROCH2 CH2 H2C CH2 ROCH2CH2CH2 CH2
n  krotnie
RO/CH2CH2/n-1CH2 CH2 H2C CH2 RO/CH2CH2/nCH2 CH2
4. Zakończenie łańcucha
R R
R + R
13
E
I
N
D
O
G
Z
E
I
N
Z
G
O
D
N
I
E
REASUMUJ
C
H2 /Pt, Ni lub Pd
AE syn
H H
H
HX (X = I, Br, Cl, F)
AE zgodnie z reg. Markownikowa
X
X2 (X = I, Br, Cl, F) X
AE anti
zgodnie z reg. Markownikowa
X
X2/H2O (X = I, Br, Cl, F) X
AE anti
zgodnie z reg. Markownikowa
HO
H+/H2O
H
AE anti
zgodnie z reg. Markownikowa
HO
REASUMUJ
C
1.O3
2. Zn/H2O
ozonoliza
O
O
1. KMnO4 LUB 1. OsO4
2. OH- 2. NaHSO3
utlenianie syn
HO
OH
1.RCO3H/CCl4
2. H+/H2O OH
utlenianie anti
HO
14