ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Лекция 4 Алкены. Способы получения. Химические свойства - 1

преподаватель дисциплины Бунев Александр Сиясатович

Институт Химии и Инженерной Экологии кафедра

«Химия, Химические Процессы и Технологии»

Алкены Общая информация

2

Алкены (CnH2n) - это класс органических соединений, содержащий в качестве функциональной группы двойную углерод-углеродную связь.

Синонимы - непредельные углеводороды, олефины. Формула Название

С2H4 Этилен

Пропен (пропилен)

Бутен-1

цис-Бутен-2

транс-Бутен-22-Метилпропен

(изобутилен)цис-Пентен-2

Пентен-1

транс-Пентен-2

3-Метилбутен-1

2-Метилбутен-2

CH3(CH2)3CH=CH2 Гексен-1

2,3-Диметилбутен-2

CH3(CH2)4CH=CH2 Гептен-1

CH3(CH2)5CH=CH2 Октен-1

CH3(CH2)6CH=CH2 Нонен-1

CH3(CH2)7CH=CH2 Децен-1

H

H H

H

1.330 Å

1.076

Å121.7°

116.6°

Алкены Общая информация

3

Алкены Физические свойства

4

Формула Название Температура кипения, ºС

Температура плавления, ºС Плотность, г/мл

С2H4 Этилен -104 -169 0.57

Пропен (пропилен) -47 -186 0.61

Бутен-1 -6 -130 595

цис-Бутен-2 4 -139 0.62

транс-Бутен-2 1 -105 6042-Метилпропен

(изобутилен) -7 -140 595

цис-Пентен-2 37 -151 0.66

Пентен-1 30 -165 0.64

транс-Пентен-2 36 -140 0.65

3-Метилбутен-1 25 -137 0.65

2-Метилбутен-2 39 -134 0.66

CH3(CH2)3CH=CH2 Гексен-1 64 - 0.68

2,3-Диметилбутен-2 73 - 0.71

CH3(CH2)4CH=CH2 Гептен-1 93 - 0.70

CH3(CH2)5CH=CH2 Октен-1 122 -119 0.72

CH3(CH2)6CH=CH2 Нонен-1 146 - 0.73

CH3(CH2)7CH=CH2 Децен-1 171 - 0.74

Алкены Номенклатура ИЮПАК

5

Название непредельных углеводородов характеризуется окончанием «ЕН»; Все разветвленные алкены рассматриваются как производные углеводорода с наиболее длинной цепью атомов углерода, содержащих двойную связь в цепи; Нумерация наиболее длинной цепи начинается с конца, ближнего к расположению двойной связи; Двойная связь и каждый заместитель в цепи обозначается номером, и группы называются в алфавитном порядке. Если при двойной связи находяться четыре различных заместителя, то необходимо определить их старшинство по правилам Кана-Ингольда-Прелога. В случае, если два самых старших заместителя находятся по одну сторону двойной связи, то двойная связь имеет конфигурацию Z, если по разные стороны то E.

Алкены Номенклатура ИЮПАК

6

1

2

3

4 5 67

8

4,5-диизопропил-6,7-диметилоктен-1

Алкены Номенклатура ИЮПАК

7

4,5-ди(3-метилбутан-2-ил)-2,3,6,7-тераметилоктен-4

1

23

4 5

67

8

12

34

Алкены Номенклатура ИЮПАК

8

3-(трет-бутил)-5-изопропил-1-метилциклопентен-1

1

2

34

5

Алкены. Номенклатура ИЮПАК E,Z-Номенклатура

9

(Z)

I

FCl

Br

43

2 1

(Z)

I

ClF

Br

4 3

2 1

(Z)

Br

FCl

I

43

21

(Z)

F

IBr

Cl

12

3 4

(E)

I

FBr

Cl

42

3 1

(E)

F

ICl

Br

13

2 4

(E)

I

BrCl

F

23

4 1

(E)

Cl

FI

Br

41

2 3

Алкены. Номенклатура ИЮПАК E,Z-Номенклатура

10

(E)

H1 2

3 4

5 6

(E)

H

1

23

4

(E)-2,3-диметилгексен-3

Алкены. Номенклатура ИЮПАК E,Z-Номенклатура

11

(Z) (Z)

1

2 3

4 5

6 7

8

12

34

(Z)-5-(трет-бутил)-4-изопропил-2,3,6-триметилоктен-4

Алкены Способы получения

12

H

H

H

HY

X

O

HH H

H

Алкены Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов

13

Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов - реакция, заключающаяся в отщеплении молекулы HHal от молекулы алкилгалогенида под действием сильного основания

Часто используемые основания - KOH, t-BuOK, NaNH2, [Bu4N]OH, DBU, основание Хюнига i-Pr2EtN

HHH

Hal B

t °C H

HBH + Hal

N

N

DBU

Алкены Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов

14

Cl t-BuOK

t-BuOH, 100 °C

BrDBU

150 °C

88%

94%

Алкены Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов. Правило Зайцева

15

Правило Зайцева - дегидрогалогенировании вторичных и третичных галогенидов водород отщепляется преимущественно от наименее гидрогенизированного атома углерода

BrHH

HEtONa

H

H

51%

H H

18%

HH

H31%

EtH

H

H Me

Br

0.5 kcal

0.9 kcal

H

H Et

Br

MeH

HH

Et

H

Br

Me

EtH

H

H

Br

Me

trans

cis

Алкены Дегалогенирование вицинальных дигалогенидов

16

HHHal

Hal Zn or NaI or Ph3P

H

H

Br

Br

NaI

Me2CO

70%

Алкены Дегидратация спиртов

17

HHH

OH

H

H

85% H3PO4

170 °C

HH2SO4 or H3PO4

OH

80%

R R

OH

H+

R R

OH2R R

H-H+

R R

Алкены Реакция Гофмана. Элиминирование третичных аминов из гидроксидов

тетраалкиламмония

18

HHH

N

H

HAg2O

H2O, 150 °C

N

Ag2O

H2O, 150 °C74%

N Ag2O

H2O, 150 °C

99% 1%

Правило Гофмана - стерические эффекты оказывают наибольшее влияние на отщепление третичного амина. Потеря бета-водорода происходит от наименее замещенного атома углерода в молекуле -CH3>CH2R>CHR2

Алкены Дегидрирование алканов

19

HHH

H

H

HPt

t °C

Pt

t °CH2

Алкены Элиминирование по Чугаеву

20

OH

H

S C SO

H

SH

SNaOH O

H

SNa

S

MeI O

H

S

S

O

H

S

SΔ

H

+ COS + CH3SH

OH 1. CS2/NaOH/MeI

2. Δ45%

1. CS2/NaOH/MeI

2. 100 °COH

80%

Алкены Стереоселективное восстановление алкинов до цис-алкенов

21

H2/Pd/BaSO4, qinoline

0-20°C H H

Ni(OAc)2/NaBH4

EtOH, H2NCH2CH2NH2 20 °C H H

H2/Pd/BaSO4, qinoline

0-20°C

93%

Ni(OAc)2/NaBH4

EtOH, H2NCH2CH2NH2 20 °C99%

Алкены Стереоселективное восстановление алкинов до транс-алкенов

22

Na, NH3

-33 °C H

H

65%

Na, NH3

-33 °C

Na, NH3

-33 °C78%

Алкены Реакция Виттига

23

P R1 HalEtOH

refluxPPh

PhPh R1 Hal

PPh

PhPh R1 HalBase

PPh

PhPh

R1R2 R3

O

R3

R2 R1

E/Z

+ Ph3PO

PPh3 1. 2.4 eq. t-BuOK, THF

2. 1 eq. RCHOBr

R

E/Z 8:2O

THF

Алкены Реакция Виттига

24

P R1 HalEtOH

refluxPPh

PhPh R1 Hal

PPh

PhPh R1 HalBase

PPh

PhPh

R1R2 R3

O

R3

R2 R1

E/Z

+ Ph3PO

PPh3 1. 2.4 eq. t-BuOK, THF

2. 1 eq. RCHOBr

R

E/Z 8:2O

THF

Алкены Реакция Шапиро

25

R2

OR1

SO

O

HN NH2Ts EtOH

reflux R2

NR1

NHTs1. 2 eq. BuLi

2. H2OR2

R1

O TsNHNH2

EtOH, reflux

NNHTs 1. 2 eq. BuLi

2. H2O92%

O TsNHNH2

EtOH, reflux

NNHTs 1. 2 eq. BuLi

2. D2O89%

D

Самостоятельная работа

26

1. Обязательно прочитать Реутова: том 1, стр. 362-374.

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СПАСИБО ЗА ВАШЕ ВНИМАНИЕ!

преподаватель дисциплины Бунев Александр Сиясатович

Институт Химии и Инженерной Экологии кафедра

«Химия, Химические Процессы и Технологии»