Alkenlər hbr. Alkenlər: hazırlanma üsulları, kimyəvi xassələri və tətbiqi. Alkinlərin əsaslarla reaksiyası
Alkenlər seriyasının ilk nümayəndəsi etendir (etilen); seriyanın növbəti nümayəndəsi üçün düstur qurmaq üçün ilkin düstura CH 2 qrupunu əlavə etmək lazımdır; Bu proseduru dəfələrlə təkrarlamaqla alkenlərin homoloji seriyasını qurmaq olar.
CH 2 +CH 2 +CH 2 +CH 2 +CH 2 +CH 2 +CH 2 +CH 2
C 2 H 4 ® C 3 H 6 ® C 4 H 8 ® C 5 H 10 ® C 6 H 12 ® C 7 H 14 ® C 8 H 16 ® C 9 H 18 ® C 10 H 20
Alkenin adını qurmaq üçün müvafiq alkanın adındakı şəkilçini dəyişdirmək lazımdır (alkendəki kimi eyni sayda karbon atomu ilə) az haqqında - az(və ya - ilen).Məsələn, zəncirində dörd karbon atomu olan alkan butan, uyğun alken isə buten (butilen) adlanır. İstisna dekandır; müvafiq alken desen deyil, desen (desilen) adlanacaq. Penten adından əlavə, zəncirində beş karbon atomu olan alkenə amilen deyilir. Aşağıdakı cədvəldə alkenlər seriyasının ilk on nümayəndəsinin düsturları və adları verilmişdir.
Bununla birlikdə, bir sıra alkenlərin nümayəndəsi olan üçüncüdən başlayaraq, "butene" şifahi adından əlavə, yazıdan sonra karbondakı ikiqat bağın yerini göstərən 1 və ya 2 rəqəmi olmalıdır. zəncir.
CH 2 = CH – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH = CH – CH 3
buten 1 buten 2
Sistemli nomenklaturaya əlavə olaraq, alkenlər üçün rasional adlar tez-tez istifadə olunur; alkenlər etilen törəmələri hesab olunur, molekulunda hidrogen atomları radikallarla əvəz olunur və "etilen" adı əsas götürülür.
Məsələn, CH 3 – CH = CH – C 2 H 5 – simmetrik metiletilen.
(CH 3) – CH = CH – C 2 H 5 – simmetrik etilizopropiletilen.
(CH 3)C – CH = CH – CH(CH 3) 2 – simmetrik izopropil izobutiletilen.
Doymamış karbohidrogen radikalları sistematik nomenklaturaya görə - şəkilçisi əlavə edilməklə adlandırılır. enil: etenil
CH 2 =CH -, propenil-2 CH 2 = CH – CH 2 -. Ancaq daha tez-tez bu radikallar üçün empirik adlar istifadə olunur - müvafiq olaraq vinil Və allil.
Alkenlərin izomerliyi.
Alkenlər çox sayda müxtəlif izomerizm növləri ilə xarakterizə olunur.
A) Karbon skeletinin izomeriyası.
CH 2 = C – CH 2 – CH 2 – CH 3 CH 2 = CH – CH – CH 2 – CH 3
2-metilpenten-1 3-metilpenten-1
CH 2 = CH – CH 2 – CH – CH 3
4-metilpenten-1
B) İkiqat istiqrazın mövqeyinin izomeriyası.
CH 2 = CH – CH 2 – CH 3 CH 3 – CH = CH – CH 3
buten-1 buten-2
B) Məkan (stereoizomerizm).
Eyni əvəzedicilərin qoşa bağın eyni tərəfində yerləşdiyi izomerlər deyilir cis-izomerlər, lakin müxtəlif yollarla - trans-izomerlər:
H 3 C CH 3 H 3 C H
cis-butene trans-buten
Cis- Və trans- izomerlər təkcə fəza quruluşuna görə deyil, həm də bir çox fiziki və kimyəvi (hətta fizioloji) xassələrinə görə fərqlənirlər. Trans -İzomerlər ilə müqayisədə daha sabitdir cis izomerləri. Bu, ikiqat bağla bağlanmış atomlardakı qrupların fəzada daha böyük məsafəsi ilə izah olunur trans- izomerlər.
G) Müxtəlif sinif üzvi birləşmələrin maddələrinin izomerliyi.
Alkenlərin izomerləri oxşar ümumi formuluna malik olan sikloparafinlərdir - C n H 2 n.
CH 3 – CH = CH – CH 3
buten -2
siklobutan
4. Alkenlərin təbiətdə yeri və onların alınma üsulları.
Alkanlar kimi, alkenlər də təbiətdə neft, səmt neft və təbii qazlar, qəhvəyi kömür və kömür, neft şistlərində olur.
A) Alkanların katalitik dehidrogenləşməsi ilə alkenlərin alınması.
СH 3 – CH – CH 3 ® CH 2 = C – CH 3 + H 2
CH 3 pişik. (K 2 O-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3) CH 3
B) Sülfürik turşunun təsiri altında və ya Al 2 O 3 iştirakı ilə spirtlərin susuzlaşdırılması(parafaza susuzlaşdırma).
etanol H2SO4 (konk.) eten
C 2 H 5 OH ® CH 2 = CH 2 + H 2 O
etanol Al2O3 eten
Spirtlərin susuzlaşdırılması A.M. Zaitsev, buna görə hidrogen ən az hidrogenləşdirilmiş karbon atomundan, yəni ikincili və ya üçüncüdən ayrılır.
H 3 C – CH – C ® H 3 C – CH = C – CH 3
3-metilbutanol-2 2-metilbuten
IN) Haloalkillərin qələvilərlə reaksiyası(dehidrohalogenləşmə).
H 3 C – C – CH 2 Cl + KOH ® H 3 C – C = CH 2 + H 2 O + KCl
1-xloro2-metilpropan(spirt məhlulu) 2-metilpropen-1
D) Maqneziumun və ya sinkin bitişik karbon atomlarında halogen atomlu alkillərin dihalogen törəmələrinə təsiri (dehalogenləşmə).
spirt. t
CH 3 -CHCl-CH 2 Cl + Zn ® CH 3 -CH = CH 2 + ZnCl 2
1.2-diklorpropan propen-1
D) Alkinlərin katalizatorda seçici hidrogenləşməsi.
СH º CH + H 2 ® CH 2 =CH 2
etene etene
5. Alkenlərin fiziki xassələri.
Etilenin homoloji seriyasının ilk üç nümayəndəsi qazlardır.
C 5 H 10-dan C 17 H 34-ə qədər - mayelər, C 18 H 36-dan başlayaraq və sonra bərk maddələr. Molekulyar çəki artdıqca ərimə və qaynama nöqtələri də artır. Normal karbon zənciri olan alkenlər, izostrukturlu izomerlərindən daha yüksək temperaturda qaynayırlar. Qaynama temperaturu cis-dən yüksək izomerlər trans– izomerlər, ərimə nöqtəsi isə əksinədir. Alkenlər bir qədər qütblüdür, lakin asanlıqla qütbləşirlər. Alkenlər suda zəif həll olunur (lakin müvafiq alkanlardan daha yaxşıdır). Onlar üzvi həlledicilərdə yaxşı həll olunur. Etilen və propilen qaynar alovla yanır.
Aşağıdakı cədvəldə bir sıra alkenlərin bəzi nümayəndələrinin əsas fiziki xassələri göstərilir.
| Alken | Düstur | t pl. oC | t kip. oC | d 4 20 |
| Eten (etilen) | C2H4 | -169,1 | -103,7 | 0,5700 |
| Propen (propilen) | C3H6 | -187,6 | -47,7 | 0.6100 (at t(kip)) |
| Buten (butilen-1) | C4H8 | -185,3 | -6,3 | 0,5951 |
| cis– Buten-2 | C4H8 | -138,9 | 3,7 | 0,6213 |
| trans– Buten-2 | C4H8 | -105,5 | 0,9 | 0,6042 |
| İzobutilen (2-metilpropen) | C4H8 | -140,4 | -7,0 | 0,6260 |
| Penten-1 (amilen) | C5H10 | -165,2 | +30,1 | 0,6400 |
| Heksen-1 (heksilen) | C6H12 | -139,8 | 63,5 | 0,6730 |
| Hepten-1 (heptilen) | C 7 H 14 | -119 | 93,6 | 0,6970 |
| Okten-1 (oktilen) | C 8 H 16 | -101,7 | 121,3 | 0,7140 |
| Heç biri-1 (nonilen) | C 9 H 18 | -81,4 | 146,8 | 0,7290 |
| Decen-1 (desilen) | C 10 H 20 | -66,3 | 170,6 | 0,7410 |
6. Alkenlərin kimyəvi xassələri.
A) Hidrogen əlavəsi(hidrogenləşmə).
CH 2 = CH 2 + H 2 ® CH 3 – CH 3
eten etan
B) Halojenlərlə qarşılıqlı əlaqə(halogenləşmə).
Alkenlərə xlor və brom əlavə etmək daha asan, yod isə daha çətindir.
CH 3 – CH = CH 2 + Cl 2 ® CH 3 – CHCl – CH 2 Cl
propilen 1,2-diklorpropan
IN) hidrogen halidlərinin əlavə edilməsi ( hidrohalogenləşmə)
Normal şəraitdə alkenlərə hidrogen halidlərinin əlavə edilməsi Markovnikov qaydasına uyğun olaraq baş verir: Qeyri-simmetrik alkenlərə hidrogen halogenidlərinin ion əlavəsi zamanı (normal şəraitdə) ən çox hidrogenləşmiş (ən çox hidrogen atomu ilə bağlanmış) karbon atomuna ikiqat bağda hidrogen, daha az hidrogenləşmiş birinə isə halogen əlavə olunur. .
CH 2 =CH 2 + HBr ® CH 3 – CH 2 Br
eten bromoetan
G) Alkenlərə suyun əlavə edilməsi(nəmləndirici).
Alkenlərə suyun əlavə edilməsi də Markovnikov qaydasına görə baş verir.
CH 3 – CH = CH 2 + H – OH ® CH 3 – CHOH – CH 3
propen-1 propanol-2
E) Alkanların alkenlərlə alkilləşməsi.
Alkilləşmə, müxtəlif karbohidrogen radikallarının (alkil) üzvi birləşmələrin molekullarına daxil edilə biləcəyi bir reaksiyadır. Alkilləşdirici maddələr kimi haloalkillər, doymamış karbohidrogenlər, spirtlər və digər üzvi maddələr istifadə olunur. Məsələn, konsentratlaşdırılmış sulfat turşusunun olması ilə izobutanın izobutilenlə alkilləşmə reaksiyası aktiv şəkildə baş verir:
3CH 2 = CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ® 3CH 2 OH – CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
eten etilen qlikol
(etandiol-1,2)
Alken molekulunun ikiqat bağda parçalanması, güclü oksidləşdirici maddə (konsentratlaşdırılmış azot turşusu və ya xrom qarışığı) istifadə edilərsə, müvafiq karboksilik turşunun əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.
HNO3(konk.)
CH 3 – CH = CH – CH 3 ® 2CH 3 COOH
buten-2 etanoik turşusu (sirkə turşusu)
Etilenin metal gümüşün iştirakı ilə atmosfer oksigeni ilə oksidləşməsi etilen oksidinin əmələ gəlməsinə səbəb olur.
2CH 2 = CH 2 + O 2 ® 2CH 2 – CH 2
VƏ) Alkenin polimerləşmə reaksiyası.
n CH 2 = CH 2 ® [–CH 2 – CH 2 –] n
etilen pişik. polietilen
7.Alkenlərin tətbiqi.
A) Metalların kəsilməsi və qaynaqlanması.
B) Boyaların, həlledicilərin, lakların, yeni üzvi maddələrin istehsalı.
B) Plastik və digər sintetik materialların istehsalı.
D) Spirtlərin, polimerlərin, kauçukların sintezi
D) Dərman vasitələrinin sintezi.
IV. Dien karbohidrogenləri(alkadienlər və ya diolefinlər) ümumi formul C olan doymamış mürəkkəb üzvi birləşmələrdir. n H 2 n -2, zəncirdə karbon atomları arasında iki qoşa bağ olan və karbon atomunun valentlik doymaması səbəbindən hidrogen, halogenlər və digər birləşmələrin molekullarını birləşdirməyə qadirdir.
Dien karbohidrogen seriyasının ilk nümayəndəsi propadiendir (allen). Dien karbohidrogenlərinin quruluşu alkenlərin quruluşuna bənzəyir, yeganə fərq ondadır ki, dien karbohidrogenlərinin molekullarında bir deyil, iki qoşa rabitə var.
Alkenlərin ümumi düsturu: CnH2n(n 2)
Alkenlərin homoloji seriyasının ilk nümayəndələri:
Alkenlərin düsturlarını alkanların (doymuş karbohidrogenlərin) müvafiq düsturlarından tərtib etmək olar. Alkenlərin adları müvafiq alkanın -an şəkilçisinin -ene və ya –ilen ilə əvəzlənməsi ilə əmələ gəlir: butan - butilen, pentan - penten və s. Qoşa bağlı karbon atomunun sayı addan sonra ərəb rəqəmi ilə göstərilir.
Qoşa bağın əmələ gəlməsində iştirak edən karbon atomları sp-hibridləşmə vəziyyətindədir. Hibrid orbitallardan əmələ gələn və bir-birinə 120° bucaq altında eyni müstəvidə yerləşən üç bağ. Qeyri-hibrid p-orbitalların yanal üst-üstə düşməsi ilə əlavə bir bağ əmələ gəlir:
C=C qoşa bağının uzunluğu (0,133 nm) tək rabitənin uzunluğundan (0,154 nm) qısadır. İkiqat bağın enerjisi tək bir rabitənin enerjisindən iki dəfə azdır, çünki -bağlanın enerjisi -bağ enerjisindən azdır.
Alken izomerləri
Etilendən başqa bütün alkenlərin izomerləri var. Alkenlər karbon skeletinin izomeriyası, qoşa bağın vəziyyətinin izomeriyası, siniflərarası və məkan izomeriyası ilə xarakterizə olunur.
Propenin siniflərarası izomeri (C 3 H 6) siklopropandır. Buten (C 4 H 8) ilə başlayan izomerizm ikiqat bağın (buten-1 və buten-2), karbon skeletinin izomerizminin (metilpropen və ya izobutilen), eləcə də məkan izomerizminin (cis-buten- 2 və trans-buten-2). Sis izomerlərində əvəzedicilər bir tərəfdə, trans izomerlərdə isə qoşa bağın əks tərəflərində yerləşirlər.
Alkenlərin kimyəvi xassələri və kimyəvi aktivliyi onların molekullarında ikiqat bağın olması ilə müəyyən edilir. Alkenlər üçün ən çox rast gəlinən reaksiyalar elektrofilik əlavədir: hidrohalogenləşmə, hidratasiya, halogenləşmə, hidrogenləşmə, polimerləşmə.
İkiqat bağa keyfiyyətli reaksiya – brom suyunun rəngsizləşməsi:
"Alkenlərin düsturu" mövzusunda məsələlərin həlli nümunələri
NÜMUNƏ 1
| Məşq edin | C 3 H 5 Cl tərkibli maddənin brom suyunu rəngsizləşdirə bilən neçə izomeri var? Bu izomerlərin struktur düsturlarını yazın |
| Həll | C 3 H 5 Cl karbohidrogen C 3 H 6-nın monoxlor törəməsidir. Bu düstur ya propenə, bir qoşa bağa malik karbohidrogenə, ya da siklopropana (siklik karbohidrogen) uyğun gəlir. Bu maddə brom suyunu rəngsizləşdirir, yəni tərkibində ikiqat bağ var. Yalnız üç karbon atomu bu quruluşu yarada bilər: çünki belə sayda karbon atomu ilə karbon skeletinin izomeriyası və qoşa bağın mövqeyi qeyri-mümkündür. Müəyyən bir molekulda struktur izomerizmi yalnız xlor atomunun ikiqat bağa nisbətən mövqeyinin dəyişməsi səbəbindən mümkündür: 1-xloropropen üçün cis-trans izomerizmi mümkündür: |
| Cavab verin | Problem şərtləri 4 izomer tərəfindən ödənilir |
NÜMUNƏ 2
| Məşq edin | Həcmi 11,2 litr (n.s.) olan izomer karbohidrogenlərin (hidrogen sıxlığı 21 qazlar) qarışığı bromlu su ilə reaksiyaya girdi. Nəticə 40,4 q müvafiq dibromo törəməsi olmuşdur. Bu karbohidrogenlər hansı quruluşa malikdir? Qarışıqda onların həcmini təyin edin (%). |
| Həll | Karbohidrogenlərin ümumi formulu C x H y-dir. Karbohidrogenlərin molyar kütləsini hesablayaq: Buna görə də karbohidrogenlərin formulu C 3 H 6-dır. Yalnız iki maddədə bu formula var - propen və siklopropan. Bromlu su ilə yalnız propen reaksiya verir: Dibromo törəmə maddənin miqdarını hesablayaq: Reaksiya tənliyinə görə: n(propen) mol Qarışıqdakı karbohidrogenlərin ümumi miqdarı bərabərdir: |
4. Alkenlərin kimyəvi xassələri
Etilendəki ikiqat karbon-karbon bağının enerjisi (146 kkal/mol) etandakı tək bir C-C bağının enerjisindən (2 88 = 176 kkal/mol) iki dəfə aşağı olur. Etilendəki -C rabitəsi -bağdan daha güclüdür, ona görə də alkenlərin reaksiyaları -bağının parçalanması ilə iki yeni sadə -bağ əmələ gəlməsi termodinamik cəhətdən əlverişli prosesdir. Məsələn, qaz fazasında, hesablanmış məlumatlara görə, aşağıda göstərilən bütün reaksiyalar faktiki mexanizmindən asılı olmayaraq əhəmiyyətli mənfi entalpiya ilə ekzotermikdir.
Molekulyar orbitallar nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən belə nəticəyə gəlmək olar ki, -bağ -bağdan daha reaktivdir. Etilenin molekulyar orbitallarını nəzərdən keçirək (şək. 2).
Doğrudan da, etilenin bağlanma orbitalının bağlanma -orbitalından daha yüksək enerjisi var və əksinə, etilenin antibonding * orbitalı C=C bağının antibond * orbitalından aşağıda yerləşir. Normal şəraitdə etilenin *- və *-orbitalları boşdur. Deməli, etilen və digər alkenlərin reaktivliyini təyin edən sərhəd orbitalları -orbitallar olacaqdır.
4.1. Alkenlərin katalitik hidrogenləşməsi
Etilen və digər alkenlərin alkanlara hidrogenləşməsinin istilik ayrılması ilə müşayiət olunmasına baxmayaraq, bu reaksiya yalnız müəyyən katalizatorların iştirakı ilə nəzərə çarpan sürətlə baş verir. Katalizator, tərifinə görə, reaksiyanın istilik effektinə təsir göstərmir və onun rolu aktivləşmə enerjisini azaltmağa qədər azalır. Alkenlərin heterojen və homojen katalitik hidrogenləşməsini ayırd etmək lazımdır. Heterojen hidrogenləşmədə incə üyüdülmüş metal katalizatorlardan istifadə olunur - platin, palladium, rutenium, rodium, osmium və nikel, ya saf formada, ya da inert daşıyıcılarda dəstəklənir - BaSO 4, CaCO 3, aktivləşdirilmiş karbon, Al 2 O 3 və s. Hamısı. onlardan üzvi mühitdə həll olunmur və heterojen katalizator kimi fəaliyyət göstərir. Onların arasında ən aktiv olanlar rutenium və rodiumdur, lakin platin və nikel ən çox yayılmışdır. Platin adətən Adams katalizatoru kimi tanınan qara dioksid PtO 2 şəklində istifadə olunur. Platin dioksid xlorplatin turşusu H 2 PtCl 6-nın əridilməsi ilə əldə edilir. 6H 2 O və ya ammonium heksaxlorplatinat (NH 4) 2 PtCl 6 natrium nitrat ilə. Alkenlərin Adams katalizatoru ilə hidrogenləşməsi adətən normal təzyiqdə və 20-50 0 C temperaturda spirtdə, sirkə turşusunda, etil asetatda aparılır. Hidrogen keçdikdə, platin dioksid reaksiya qabında birbaşa hidrogenləşməni kataliz edən platin qara rəngə çevrilir. Digər daha aktiv platin qrupu metalları inert dayaqlarda istifadə olunur, məsələn, Pd/C və ya Pd/BaSO 4, Ru/Al 2 O 3; Rh/C və s. Kömürdə dəstəklənən palladium 0-20 0 C və normal təzyiqdə spirt məhlulunda alkenlərin alkanlara hidrogenləşməsini katalizləşdirir. Nikel adətən "Raney nikel" adlanan formada istifadə olunur. Bu katalizatoru əldə etmək üçün nikel-alüminium ərintisi, demək olar ki, bütün alüminiumu çıxarmaq üçün isti sulu qələvi ilə və sonra neytral reaksiyaya qədər su ilə müalicə olunur. Katalizator məsaməli bir quruluşa malikdir və buna görə də skelet nikel katalizatoru adlanır. Raney nikel üzərində alkenlərin hidrogenləşməsi üçün tipik şərtlər 5-10 atm və 50-100 0 C temperaturda təzyiqin istifadəsini tələb edir, yəni bu katalizator platin qrupunun metallarından daha az aktivdir, lakin daha ucuzdur. . Aşağıda asiklik və siklik alkenlərin heterojen katalitik hidrogenləşməsinin bəzi tipik nümunələri verilmişdir:
Hər iki hidrogen atomu katalizator metalının səthindən qoşa bağın karbon atomlarına əlavə olunduğu üçün əlavə adətən qoşa bağın bir tərəfində baş verir. Bu cür əlaqə adlanır sin- qoşulma. Çoxlu bağın müxtəlif tərəflərinə iki reagent fraqmentinin əlavə edildiyi hallarda (ikiqat və ya üçqat), anti- qoşulma. Şərtlər sin- Və anti- terminlərə məna baxımından ekvivalentdir cis- Və trans-. Şərtləri çaşqınlıq və səhv başa düşməmək üçün sin- Və anti- əlaqə növünə və şərtlərə baxın cis- Və trans- substratın strukturuna.
Alkenlərdəki qoşa bağ bir çox digər funksional qruplara (C=O, COOR, CN və s.) nisbətən daha yüksək sürətlə hidrogenləşir və buna görə də C=C ikiqat bağının hidrogenləşməsi, əgər hidrogenləşmə həyata keçirilirsə, çox vaxt selektiv proses olur. mülayim şəraitdə (0- 20 0 C və atmosfer təzyiqində). Aşağıda bəzi tipik nümunələr verilmişdir:
Bu şərtlər altında benzol halqası azalmır.
Katalitik hidrogenləşmədə böyük və əsaslı mühüm nailiyyət homojen məhlulda hidrogenləşməni kataliz edən həll olunan metal komplekslərinin kəşfidir. Metal katalizatorların səthində heterojen hidrogenləşmə alkenlərin izomerləşməsi və tək karbon-karbon bağlarının parçalanması (hidrogenoliz) kimi bir sıra əhəmiyyətli çatışmazlıqlara malikdir. Homojen hidrogenləşmənin bu mənfi cəhətləri yoxdur. Son illərdə homojen hidrogenləşdirmə katalizatorlarının böyük qrupu - tərkibində müxtəlif liqandlar olan keçid metal kompleksləri əldə edilmişdir. Homojen hidrogenləşmə üçün ən yaxşı katalizatorlar rodium (I) və rutenium (III) xloridlərin trifenilfosfin - tris(trifenilfosfin)rodium xlorid (Ph 3 P) 3 RhCl (Wilkinson katalizatoru) və trifosfin hidroklorür (Ph 3 P) ilə kompleksləridir. ) 3 RuHCl. Ən əlçatan rodium kompleksi rodium (III) xloridi trifenilfosfinlə reaksiyaya salmaqla əldə edilir. Normal şəraitdə ikiqat bağı hidrogenləşdirmək üçün Wilkinson rodium kompleksindən istifadə olunur.
Homojen katalizatorların mühüm üstünlüyü, onların hidrogenləşmə sürətlərindəki böyük fərqlərə görə, üç və tetra-əvəz edilmiş ikiqat rabitənin mövcudluğunda mono və ya disəbədsiz qoşa rabitəni seçici şəkildə azaltmaq qabiliyyətidir.
Homojen katalizatorlar vəziyyətində hidrogen əlavəsi də olaraq baş verir sin- qoşulma. Beləliklə, bərpa cis-buten-2 deuterium ilə bu şərtlərdə gətirib çıxarır mezo-2,3-dideuterobutan.
4.2. Diimiddən istifadə edərək ikiqat bağın azaldılması
Alkenlərin müvafiq alkanlara reduksiyası diimid NH=NH-dən istifadə etməklə uğurla həyata keçirilə bilər.
Diimidi iki əsas üsulla əldə edirlər: hidrazinin Cu 2+ ionlarının iştirakı ilə hidrogen peroksidlə oksidləşməsi və ya hidrazinin Ni-Raney ilə reaksiyası (hidrazinin dehidrogenləşməsi). Reaksiya qarışığında bir alken varsa, onun ikiqat bağı çox qeyri-sabit diimid tərəfindən hidrogenləşir. Bu metodun fərqli bir xüsusiyyəti sərtlikdir sin-bərpa prosesinin stereospesifikliyi. Güman edilir ki, bu reaksiya kosmosda hər iki reaksiya verən molekulun ciddi oriyentasiyası ilə siklik aktivləşdirilmiş kompleks vasitəsilə gedir.
4.3. Alkenlərin ikiqat bağında elektrofilik əlavə reaksiyaları
Alkenlərin sərhəd HOMO və LUMO orbitalları işğal edilmiş və boş * orbitallardır. Nəticə etibarilə, -orbital elektrofillərlə (E +) reaksiyalarda, C=C bağının *-orbitalı isə nukleofillərlə (Nu -) reaksiyalarda iştirak edəcək (bax. Şəkil 3). Əksər hallarda sadə alkenlər elektrofillərlə asanlıqla reaksiya verir, lakin nukleofillərlə çox çətinliklə reaksiya verirlər. Bu, adətən əksər elektrofillərin LUMO-nun enerji baxımından alkenlərin -HOMO-nun enerjisinə yaxın olması, əksər nukleofillərin HOMO-nun isə *-LUMO-dan xeyli aşağıda olması ilə izah olunur.
Sadə alkenlər sərt şəraitdə yalnız çox güclü nukleofil agentlərlə (karbanionlarla) reaksiya verirlər, lakin elektron çəkən qrupların alkenlərə daxil edilməsi, məsələn, NO 2, COR və s., * səviyyəsinin azalmasına səbəb olur. alken orta güclü nukleofillərlə reaksiya vermək qabiliyyətini əldə edir (ammiak, RO - , Nє C - , enolat anion və s.).
Elektrofilik agent E+-nın alkenlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində yüksək reaktivliyə malik olan karbokasiya əmələ gəlir. Karbokatyon nukleofil agent Nu-nun sürətli əlavə edilməsi ilə daha da sabitləşir - :
Yavaş mərhələ bir elektrofilin əlavə edilməsi olduğundan, hər hansı bir qütb agenti E + Nu - əlavə edilməsi prosesi alkenin çoxsaylı bağına elektrofilik əlavə kimi dəqiq nəzərə alınmalıdır. Bu tip çox sayda reaksiyalar məlumdur, burada elektrofilik agentin rolunu halogenlər, hidrogen halidləri, su, ikivalentli civə duzları və digər qütb reagentləri oynayır. Üzvi reaksiya mexanizmlərinin təsnifatında ikiqat bağa elektrofilik əlavə Ad E simvoluna malikdir ( Əlavə Elektrofilik) və reaksiya verən molekulların sayından asılı olaraq, Ad E 2 (bimolekulyar reaksiya) və ya Ad E 3 (trimolekulyar reaksiya) kimi təyin olunur.
4.3.a. Halojenlərin əlavə edilməsi
Alkenlər brom və xlorla reaksiyaya girərək bir halogen molekulunun qoşa bağında əlavə məhsullar əmələ gətirirlər. Flüor çox aktivdir və alkenlərin məhvinə səbəb olur. Əksər hallarda alkenlərə yodun əlavə edilməsi geri dönən reaksiyadır, tarazlığı ilkin reagentlərə doğru sürüşür.
CCl4-də brom məhlulunun sürətli rəngsizləşdirilməsi doymamışlıq üçün ən sadə sınaqlardan biri kimi xidmət edir, çünki alkenlər, alkinlər və dienlər bromla tez reaksiya verirlər.
Brom və xlorun alkenlərə əlavə edilməsi radikal deyil, ion mexanizmi ilə baş verir. Bu nəticə ondan irəli gəlir ki, halogen əlavəsinin sürəti şüalanmadan, oksigenin və radikal prosesləri başlatan və ya maneə törədən digər reagentlərin mövcudluğundan asılı deyil. Çoxlu sayda eksperimental məlumat əsasında bu reaksiya üçün bir neçə ardıcıl mərhələ daxil olmaqla mexanizm təklif edilmişdir. Birinci mərhələdə halogen molekulunun qütbləşməsi bağlayıcı elektronların təsiri altında baş verir. Müəyyən bir fraksiya müsbət yükü əldə edən halogen atomu, -kompleks və ya yük köçürmə kompleksi adlanan -bağ elektronları ilə qeyri-sabit aralıq təşkil edir. Qeyd etmək lazımdır ki, -kompleksdə halogen hər hansı xüsusi karbon atomu ilə istiqamətlənmiş əlaqə yaratmır; Bu kompleksdə elektron cütünün donor-akseptor qarşılıqlı əlaqəsi - donor kimi bağ və akseptor kimi halogen sadəcə olaraq həyata keçirilir.
Sonra -kompleksi siklik bromonium ionuna çevrilir. Bu siklik katyonun əmələ gəlməsi zamanı Br-Br bağının heterolitik parçalanması baş verir və boş R-hibridləşdirilmiş karbon atomunun sp 2 orbitalı ilə üst-üstə düşür R-siklik bromon ionunu meydana gətirən halogen atomunun elektronlarının "tək cütünün" orbitalı.
Sonuncu, üçüncü mərhələdə brom anionu nukleofil agent kimi bromon ionunun karbon atomlarından birinə hücum edir. Bromid ionunun nukleofil hücumu üç üzvlü halqanın açılmasına və vicinal dibromidin əmələ gəlməsinə səbəb olur ( vic- yaxın). Bu addım formal olaraq ayrılan qrupun Br+ olduğu karbon atomunda SN 2-nin nukleofil əvəzlənməsi kimi qəbul edilə bilər.
Alkenlərin ikiqat bağına halogenlərin əlavə edilməsi formal olaraq sadə model reaksiyalardan biridir, onun nümunəsindən istifadə etməklə prosesin təfərrüatlı mexanizmi haqqında əsaslandırılmış nəticələr çıxarmağa imkan verən əsas amillərin təsirini nəzərdən keçirmək olar. Hər hansı reaksiyanın mexanizmi haqqında məlumatlı nəticə çıxarmaq üçün aşağıdakılar haqqında məlumatınız olmalıdır: 1) reaksiya kinetikası; 2) stereokimya (reaksiyanın stereokimyəvi nəticəsi); 3) əlaqəli, rəqabət aparan prosesin mövcudluğu və ya olmaması; 4) orijinal substratda olan əvəzedicilərin reaksiya sürətinə təsiri; 5) etiketlənmiş substratların və (və ya) reagentlərin istifadəsi; 6) reaksiya zamanı yenidən qurulma ehtimalı; 7) həlledicinin reaksiya sürətinə təsiri.
Bu amilləri alkenlərin halogenləşməsi nümunəsindən istifadə edərək nəzərdən keçirək. Kinetik məlumatlar hər bir komponent üçün reaksiya qaydasını təyin etməyə və bunun əsasında reaksiyanın ümumi molekulyarlığı, yəni reaksiya verən molekulların sayı haqqında nəticə çıxarmağa imkan verir.
Alkenlərin bromlaşması üçün reaksiya sürəti adətən aşağıdakı tənliklə təsvir edilir:
v = k`[alken] + k``[alken] 2,
nadir hallarda sadələşdirilir
v = k`[alken].
Kinetik məlumatlara əsaslanaraq, bir və ya iki brom molekulunun sürəti təyin edən addımda iştirak etdiyi qənaətinə gəlmək olar. Bromdakı ikinci sıra o deməkdir ki, bromon ionu ilə reaksiya verən bromid ionu Br deyil, brom və bromid ionunun qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan tribromid ionudur:
Bu balans sağa sürüşdürülür. Kinetik məlumatlar ikiqat bağa halogen əlavəsinin reaksiyasında keçid vəziyyətinin strukturu və elektrofil növlərin təbiəti haqqında başqa nəticə çıxarmağa imkan vermir. Bu reaksiyanın mexanizmi haqqında ən qiymətli məlumat əlavənin stereokimyasına dair məlumatlardır. İkiqat bağa halogenin əlavə edilməsi stereospesifik prosesdir (mümkün stereoizomerlərdən yalnız birinin əmələ gəldiyi proses; stereoselektiv prosesdə bir stereomerin üstünlük təşkil etməsi müşahidə olunur) anti-ikiqat rabitənin benzol halqasına konyuqasiya olunmadığı alkenlər və sikloalkenlər üçün əlavələr. üçün cis- Və trans-buten-2, penten-2, heksen-3, sikloheksen, siklopenten və digər alkenlərin izomerləri, bromun əlavə edilməsi yalnız aşağıdakı kimi baş verir. anti- qoşulma. Bu halda, sikloheksen vəziyyətində, yalnız trans-1,2-dibromosikloheksan (enantiomerlərin qarışığı).
1,2-dibromosikloheksanda brom atomlarının trans düzülüşü sikloheksan halqasının orta müstəvisinə nisbətən sadələşdirilmiş şəkildə təsvir edilə bilər (nəzərə alınmadan). uyğunluqlar):
Brom sikloheksenlə birləşdikdə əvvəlcə əmələ gəlir trans-1,2-dibromosikloheksan a,a-konformasiya, sonra dərhal enerji baxımından daha əlverişli çevrilir onun- uyğunlaşma. Anti- ikiqat bağa halogenlərin əlavə edilməsi bizə bir halogen molekulunun qoşa bağa bir pilləli sinxron əlavə mexanizmini rədd etməyə imkan verir ki, bu da yalnız aşağıdakı kimi baş verə bilər. sin- qoşulma. Anti-halogenin əlavə edilməsi də aralıq məhsul kimi açıq karbokasiya RCH + -CH 2 Hal əmələ gəlməsi ilə uyğun gəlmir. Açıq karbokatasiyada C-C bağı ətrafında sərbəst fırlanma mümkündür ki, bu da Br anionunun hücumuna səbəb olmalıdır. - kimi məhsulların qarışığının əmələ gəlməsinə anti- və sairə sin- qoşulmalar. Stereospesifik anti-halogenlərin əlavə edilməsi bromon və ya xloronium ionlarının diskret ara növlər kimi qəbul edilməsinin əsas səbəbi olmuşdur. Bu konsepsiya qaydanı mükəmməl şəkildə təmin edir anti-əlavə, çünki halid ionunun nukleofilik hücumu ilə mümkündür anti S N 2 mexanizmi vasitəsilə halid ionunun iki karbon atomunun hər hansı bir tərəfində.
Qeyri-simmetrik olaraq əvəzlənmiş alkenlər vəziyyətində bu, iki enantiomerlə nəticələnməlidir trio-brom əlavə edildikdə əmələ gəlir cis-izomer və ya enantiomer eritro-halogenləşmə zamanı əmələ gəlir trans-izomer. Bu, məsələn, brom əlavə edildikdə müşahidə olunur. cis- Və trans-penten-2 izomerləri.
Simmetrik alkenlərin bromlaşması halında, məsələn, cis- və ya trans-heksen-3 əmələ gəlməli və ya rasemat olmalıdır ( D,L-forma) və ya mezo-son dibromidin forması, əslində müşahidə olunan budur.
Aşağı temperaturda qeyri-nukleofil, laqeyd bir mühitdə halogenium ionlarının mövcudluğuna dair müstəqil, birbaşa sübutlar var. NMR spektroskopiyasından istifadə edərək, -80 0 C-də maye kükürd dioksidin məhlulunda sürmə pentafluoridin çox güclü Lyuis turşusunun təsiri altında 3-bromo-2-metil-2-ftorbutanın ionlaşması zamanı bromon ionlarının əmələ gəlməsi qeydə alınmışdır. .
Bu kation qeyri-nukleofil mühitdə -80 0 C-də kifayət qədər sabitdir, lakin istənilən nukleofilik agentlərin təsiri ilə və ya qızdırıldıqda dərhal məhv olur.
Sterik maneələr nukleofillərin təsiri altında onların açılmasına mane olarsa, siklik bromonium ionları bəzən təmiz formada təcrid edilə bilər:
Aydındır ki, xüsusi şəraitdə kifayət qədər sabit olan bromonium ionlarının mövcudluğu ehtimalı alkenin spirtdə, sirkə turşusunda və digər elektronlarda ikiqat bağa bromun əlavə edilməsi reaksiyasında onların əmələ gəlməsinə birbaşa sübut ola bilməz. -həlledicilərin verilməsi. Belə məlumatlar yalnız ikiqat bağda elektrofilik əlavə prosesində halogenium ionlarının əmələ gəlməsinin əsas imkanlarının müstəqil təsdiqi kimi qəbul edilməlidir.
Halid ionunun konsepsiyası ikiqat bağa yodun əlavə edilməsinin tərsinə çevrilməsi üçün rasional izahat verməyə imkan verir. Halogenium kationunun halogen anionunun nukleofil hücumuna məruz qala bilən üç elektrofilik mərkəzi var: iki karbon atomu və bir halogen atomu. Xloronium ionları vəziyyətində, Cl - anion üstünlüklü və ya hətta müstəsna olaraq kationun karbon mərkəzlərinə hücum edir. Bromon kationu üçün halogenium ionunun açılmasının hər iki istiqaməti, həm bromid ionunun həm karbon atomlarına, həm də brom atomuna hücumuna görə eyni dərəcədə ehtimal olunur. Bromon ionunun brom atomuna nukleofilik hücum brom və alkenin başlanğıc reagentlərinə gətirib çıxarır:
Yod ionu əsasən yodid ionunun yod atomuna hücumu nəticəsində aşkar edilir və buna görə də başlanğıc reagentlər ilə yodon ionu arasındakı tarazlıq sola sürüşür.
Bundan əlavə, son əlavə məhsul, vicinal diiodide, məhlulda mövcud olan triiodid anionunun yod atomuna nukleofil hücumuna məruz qala bilər ki, bu da ilkin reagentlər alken və yodun əmələ gəlməsinə səbəb olur. Başqa sözlə desək, əlavə reaksiyası şəraitində yaranan vicinal diiodid triiodid anionunun təsiri altında yodsuzlaşdırılır. Vicinal dixloridlər və dibromidlər, alkenlərə müvafiq olaraq xlor və ya bromun əlavə edilməsi şəraitində dehalogenləşdirilmir.
Xlor və ya bromun əlavə edilməsinin əleyhinə olması ikiqat bağın benzol halqasının -elektronları ilə birləşmədiyi alkenlər üçün xarakterikdir. Stirol, stilben və onların törəmələri üçün anti- qoşulma baş verir və sin-qütb mühitində hətta dominant ola bilən halogenin əlavə edilməsi.
Bir halogenin ikiqat bağa əlavə edilməsi nukleofilik həlledici mühitdə həyata keçirildiyi hallarda, həlledici halogenium ionunun üç üzvlü halqasını açmaqda halid ionu ilə effektiv şəkildə rəqabət aparır:
Bir həlledicinin və ya başqa bir "xarici" nukleofil agentin iştirakı ilə əlavə məhsulların meydana gəlməsinə konjugat əlavə reaksiyası deyilir. Brom və stirol metanolda reaksiya verdikdə iki məhsul əmələ gəlir: nisbəti metanoldakı brom konsentrasiyasından asılı olan vicinal dibromid və brom esteri
Yüksək seyreltilmiş məhlulda konjugat əlavə məhsulu üstünlük təşkil edir, konsentrat məhlulda isə əksinə, vicinal dibromid üstünlük təşkil edir. Sulu məhlulda halohidrin (karbon atomunda halogen olan spirt) - konjugat əlavəsinin məhsulu həmişə üstünlük təşkil edir.
onun-konformatoru trans-2-xlorosikloheksanol O-H hidrogen bağı ilə daha da sabitləşir . . . Cl. Qeyri-simmetrik alkenlər halında, konjugat əlavə reaksiyalarında halogen həmişə ən çox hidrogen atomu olan karbon atomuna, nukleofil agent isə ən az hidrogen atomu olan karbona əlavə olunur. Birləşən qrupların fərqli düzülüşü ilə izomer məhsul əmələ gəlmir. Bu o deməkdir ki, ara məhsul kimi əmələ gələn siklik halogenonium ionu enerji və güc baxımından fərqlənən iki C 1 -Hal və C 2 -Hal rabitəsi və daxili karbon atomu C 2 üzərində böyük müsbət yükə malik asimmetrik quruluşa malik olmalıdır. qrafik olaraq iki şəkildə ifadə edilir:
Buna görə də, halogenium ionunun C2 karbon atomu, daha çox əvəzlənmiş və sterik olaraq daha az əlçatan olmasına baxmayaraq, həlledici tərəfindən nukleofilik hücuma məruz qalır.
Bromohidrinlərin sintezi üçün ən yaxşı hazırlıq üsullarından biri N-bromosuksinimiddən istifadə edərək alkenlərin hidroksibrominasiyasıdır. N.B.S.) dimetil sulfoksidin ikili qarışığında ( DMSO) və su.
Bu reaksiya suda və ya susuz həyata keçirilə bilər DMSO, lakin bu halda bromohidrinlərin məhsuldarlığı bir qədər aşağı olur.
Alkenlərin halogenləşmə reaksiyasında birləşmiş əlavə məhsulların əmələ gəlməsi də bir halogen molekulunun əlavə edilməsinin sinxron mexanizmini rədd etməyə imkan verir. Qoşa bağa konjugat əlavə edilməsi, aralıq kimi halogenium kationunu əhatə edən iki mərhələli mexanizmlə yaxşı uyğunlaşır.
İkiqat bağa elektrofilik əlavənin reaksiyası üçün elektron verən alkil əvəzedicilərinin iştirakı ilə reaksiya sürətinin artması və ikiqat bağda elektron çəkən əvəzedicilərin olmasının azalması gözləmək lazımdır. Həqiqətən, etilendən onun metillə əvəz edilmiş törəmələrinə keçdikdə ikiqat bağa xlor və brom əlavə edilmə sürəti kəskin şəkildə artır. Məsələn, tetrametiletilenə bromun əlavə edilmə sürəti onun 1-butene əlavə edilməsi sürətindən 10 5 dəfə yüksəkdir. Bu nəhəng sürətlənmə keçid vəziyyətinin yüksək polaritesini və keçid vəziyyətində yüklərin yüksək dərəcədə ayrılmasını açıq şəkildə göstərir və əlavənin eletrofilik mexanizminə uyğundur.
Bəzi hallarda tərkibində elektron verən əvəzediciləri olan alkenlərə xlorun əlavə edilməsi xlorid ionunun əlavə edilməsi əvəzinə ara birləşmədən protonun çıxarılması ilə müşayiət olunur. Protonun abstraksiyası xlorla əvəz edilmiş alkenin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir ki, bu da formal olaraq ikiqat bağ miqrasiyası ilə birbaşa əvəzetmə kimi qəbul edilə bilər. Bununla belə, izotop izləyicilərlə aparılan təcrübələr burada baş verən transformasiyaların daha mürəkkəb təbiətini göstərir. İzobutilen 0 0 C-də xlorlandıqda, gözlənilən dixlorid əvəzinə 2-metil-3-xloropropen (metalilxlorid) əmələ gəlir, qoşa bağda əlavə məhsulu.
Formal olaraq, sanki qoşulma yox, əvəzləmə var. 14 C izotopu ilə 1-ci mövqedə etiketlənmiş izobutilendən istifadə edərək bu reaksiyanın tədqiqi göstərdi ki, hidrogenin birbaşa xlorla əvəzlənməsi baş vermir, çünki nəticədə yaranan metallil xloriddə etiket 14 CH 2 Cl qrupunda yerləşir. Bu nəticə aşağıdakı çevrilmə ardıcıllığı ilə izah edilə bilər:
Bəzi hallarda alkil qrupunun 1,2-miqrasiyası da baş verə bilər
CCl 4-də (qütb olmayan həlledici) bu reaksiya demək olar ki, 100% dixlorid verir. B- ikiqat bağda adi əlavənin hasili (yenidən təşkil edilmədən).
Bu tip skeletin yenidən qurulması, ara hissəciklər kimi açıq karbokasyonların iştirak etdiyi proseslər üçün ən xarakterikdir. Ola bilsin ki, bu hallarda xlorun əlavə edilməsi xlorium ionu vasitəsilə deyil, açıq karbokasiyaya yaxın olan katyonik hissəcik vasitəsilə baş verir. Eyni zamanda qeyd etmək lazımdır ki, skeletin yenidən qurulması ikiqat bağda halogenlərin və qarışıq halogenlərin əlavə edilməsi proseslərində olduqca nadir bir hadisədir: onlar xlorun əlavə edilməsi zamanı daha tez-tez və daha az tez-tez əlavə edilərkən müşahidə olunur. brom. Qütb olmayan həlledicilərdən (CCl 4) qütblü olanlara (nitrometan, asetonitril) keçdikdə belə yenidən qurulma ehtimalı artır.
Stereokimya, konyuqativ birləşmə, alkendə əvəzedicilərin təsiri, o cümlədən ikiqat rabitədə halogenlərin əlavə reaksiyalarında yenidən təşkili haqqında təqdim olunan məlumatları ümumiləşdirərək qeyd etmək lazımdır ki, onlar elektrofil birləşmə mexanizmi ilə yaxşı uyğunlaşır. siklik halogenium ionu. Qarışıq halogenlərin alkenlərə əlavə edilməsinə dair məlumatlar, əlavə edilmə mərhələləri iki halogen atomunun əlaqəsinin polaritesi ilə müəyyən edilir, eyni şəkildə şərh edilə bilər.
Bilik Hipermarketi >>Kimya >>Kimya 10-cu sinif >> Kimya: Alkenlər
Doymamışlara molekullarında karbon atomları arasında çoxsaylı bağlar olan karbohidrogenlər daxildir. Doymamış alkenlər, alkinlər, alkadienlər (polienlər). Tərkibində halqada qoşa bağ olan siklik karbohidrogenlər (sikloalkenlər), eləcə də halqada az sayda karbon atomu olan sikloalkanlar (üç və ya dörd atom) da doymamış xarakter daşıyır. "Doymamışlıq" xüsusiyyəti bu maddələrin doymuş və ya doymuş karbohidrogenlərin - alkanların əmələ gəlməsi ilə əlavə reaksiyalara, ilk növbədə hidrogenə daxil olmaq qabiliyyəti ilə əlaqələndirilir.
Struktur
Alkenlər asiklikdir, molekulda tək bağlara əlavə olaraq, karbon atomları arasında bir cüt bağ var və ümumi C n H 2n düsturuna uyğundur.
Alkenlər ikinci adını aldılar - "olefinlər" doymamış yağ turşuları (oleik, linoleik), qalıqları maye yağların bir hissəsi olan yağlar (ingilis dilindən - yağ).
Aralarında ikiqat bağ olan karbon atomları, bildiyiniz kimi, sp 2 hibridləşmə vəziyyətindədirlər. Bu o deməkdir ki, hibridləşmədə bir s və iki p orbital iştirak edir və bir p orbital hibridləşməmiş qalır. Hibrid orbitalların üst-üstə düşməsi a-bağının yaranmasına səbəb olur və etilen molekulunun qonşu karbon atomlarının hibridləşməmiş -orbitalları hesabına ikincisi əmələ gəlir. P- əlaqə. Beləliklə, ikiqat istiqraz bir Þ bağından və bir p bağından ibarətdir.
Qoşa rabitə əmələ gətirən atomların hibrid orbitalları eyni müstəvidə, n rabitəsini əmələ gətirən orbitallar isə molekulun müstəvisinə perpendikulyar yerləşdirilir (bax şək. 5).
İkiqat bağ (0,132 nm) tək bağdan daha qısadır və enerjisi daha yüksəkdir, yəni daha güclüdür. Buna baxmayaraq, mobil, asanlıqla qütbləşə bilən 7g-bağının olması alkenlərin kimyəvi cəhətdən alkanlardan daha aktiv olmasına və əlavə reaksiyaları keçirməyə qadir olmasına gətirib çıxarır.
Etenin homoloji seriyası
Düz zəncirli alkenlər etenin (etilen) homoloji seriyasını təşkil edir.
C2H4 - eten, C3H6 - propen, C4H8 - buten, C5H10 - penten, C6H12 - heksen və s.
İzomerizm və nomenklatura
Alkenlər, alkanlar kimi, struktur izomerizmi ilə xarakterizə olunur. Struktur izomerləri, xatırladığınız kimi, karbon skeletinin quruluşuna görə bir-birindən fərqlənir. Struktur izomerləri ilə xarakterizə edilən ən sadə alken butendir.
CH3-CH2-CH=CH2 CH3-C=CH2
l
CH3
buten-1 metilpropen
Struktur izomerizmin xüsusi bir növü ikiqat bağın mövqeyinin izomeriyasıdır:
CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
buten-1 buten-2
Karbon atomlarının demək olar ki, sərbəst fırlanması tək bir karbon-karbon bağı ətrafında mümkündür, buna görə də alkan molekulları müxtəlif formalar ala bilər. İkiqat bağ ətrafında fırlanma qeyri-mümkündür, bu da alkenlərdə başqa bir izomerizm növünün - həndəsi və ya cis-trans izomerizmi.
Cis izomerləri müstəviyə nisbətən molekulyar fraqmentlərin (bu halda metil qruplarının) məkan düzülüşünə görə döş qəfəsinin izomerlərindən fərqlənir. P-əlaqələr və buna görə də xassələr.
Alkenlər sikloalkanlara izomerdir (siniflərarası izomerizm), məsələn:
CH2 = CH-CH2-CH2-CH2-CH3
heksen-1 sikloheksan
Nomenklatura alkenlər, IUPAC tərəfindən hazırlanmış, alkanların nomenklaturasına bənzəyir.
1. Əsas dövrə seçimi
Karbohidrogen adının əmələ gəlməsi əsas zəncirin - molekuldakı karbon atomlarının ən uzun zəncirinin müəyyən edilməsi ilə başlayır. Alkenlərdə əsas zəncirdə ikiqat rabitə olmalıdır.
2. Baş zəncirin atomlarının nömrələnməsi
Əsas zəncirin atomlarının nömrələnməsi ikiqat bağın ən yaxın olduğu ucdan başlayır. Məsələn, düzgün əlaqə adıdır
dn3-dn-dn2-dn=dn-dn3 dn3
Gözlənildiyi kimi 2-metilheksen-4 deyil, 5-metilheksen-2.
Əgər qoşa bağın mövqeyi zəncirdə atomların nömrələnməsinin başlanğıcını müəyyən edə bilmirsə, o zaman doymuş karbohidrogenlərdə olduğu kimi əvəzedicilərin mövqeyi ilə müəyyən edilir.
CH3- CH2-CH=CH-CH-CH3
l
CH3
2-metilheksen-3
3. Adın formalaşması
Alkenlərin adları alkanların adları ilə eyni şəkildə əmələ gəlir. Adın sonunda qoşa bağın başladığı karbon atomunun nömrəsini və birləşmənin alkenlər sinfinə aid olduğunu bildirən şəkilçini, -ene qeyd edin.
Qəbz
1. Neft məhsullarının krekinqi. Doymuş karbohidrogenlərin termiki krekinqi prosesində alkanların əmələ gəlməsi ilə yanaşı alkenlərin əmələ gəlməsi də baş verir.
2. Doymuş karbohidrogenlərin dehidrogenləşməsi. Alkanları katalizator üzərindən yüksək temperaturda (400-600 °C) keçirdikdə hidrogen molekulu xaric olur və alken əmələ gəlir: 
3. Spirtlərin susuzlaşdırılması (suyun aradan qaldırılması). Su çıxaran maddələrin (H2804, Al203) yüksək temperaturda monohidrik spirtlərə təsiri su molekulunun aradan qaldırılmasına və ikiqat bağın yaranmasına səbəb olur:
Bu reaksiya molekuldaxili susuzlaşdırma adlanır (efirlərin əmələ gəlməsinə səbəb olan molekullararası susuzlaşdırmadan fərqli olaraq, § 16 “Spirtlər”də öyrəniləcəkdir).
4. Dehidrohalogenləşmə (hidrogen halogenin aradan qaldırılması).
Haloalkan spirt məhlulunda qələvi ilə reaksiya verdikdə, hidrogen halid molekulunun aradan qaldırılması nəticəsində ikiqat bağ yaranır.
Qeyd edək ki, bu reaksiya buten-1 deyil, əsasən buten-2 istehsal edir ki, bu da uyğun gəlir. Zaitsev qaydası:
İkinci və üçüncü haloalkanlardan bir hidrogen halidi çıxarıldıqda, ən az hidrogenləşdirilmiş karbon atomundan bir hidrogen atomu çıxarılır.
5. Dehalogenasiya. Sink bir alkanın dibromo törəməsinə təsir etdikdə, qonşu karbon atomlarında yerləşən halogen atomları xaric olur və ikiqat bağ əmələ gəlir: 
Fiziki xassələri
Alkenlərin homoloji seriyasının ilk üç nümayəndəsi qazlar, C5H10-C16H32 tərkibli maddələr maye, daha yüksək alkenlər isə bərk maddələrdir.
Qaynama və ərimə nöqtələri birləşmələrin molekulyar çəkisinin artması ilə təbii olaraq artır.
Kimyəvi xassələri
Əlavə reaksiyalar
Yada salaq ki, doymamış karbohidrogenlərin - alkenlərin nümayəndələrinin fərqli xüsusiyyəti əlavə reaksiyalara girmək qabiliyyətidir. Bu reaksiyaların əksəriyyəti elektrofilik əlavə mexanizmi ilə baş verir.
1. Alkenlərin hidrogenləşməsi. Alkenlər hidrogenləşmə katalizatorlarının - metalların - platin, palladium, nikelin iştirakı ilə hidrogen əlavə etməyə qadirdir:
CH3-CH2-CH=CH2 + H2 -> CH3-CH2-CH2-CH3
Bu reaksiya həm atmosfer, həm də yüksək təzyiqdə baş verir və ekzotermik olduğundan yüksək temperatur tələb etmir. Temperatur artdıqda, eyni katalizatorlar əks reaksiyaya səbəb ola bilər - dehidrogenləşmə.
2. Halogenləşmə (halogenlərin əlavə edilməsi). Alkenin bromlu su və ya bromun üzvi həlledicidə (CCl4) məhlulu ilə qarşılıqlı təsiri alkenə halogen molekulunun əlavə edilməsi və dihaloalkanların əmələ gəlməsi nəticəsində bu məhlulların tez rəngsizləşməsinə səbəb olur.
Markovnikov Vladimir Vasilieviç
(1837-1904)
Rus üzvi kimyaçı. Kimyəvi quruluşdan asılı olaraq ikili bağda əvəzetmə, aradan qaldırma, əlavə etmə və izomerləşmə reaksiyalarının istiqamətləri üzrə tərtib edilmiş qaydalar (1869). O, (1880-ci ildən) neftin tərkibini öyrənmiş və müstəqil elm kimi neft kimyasının əsasını qoymuşdur. Kəşf edildi (1883) üzvi maddələrin yeni sinfi - sikloparafinlər (naftenlər).
3. Hidrohalogenləşmə (hidrogen halidin əlavə edilməsi).
Hidrogen halid əlavə reaksiyası aşağıda daha ətraflı müzakirə olunacaq. Bu reaksiya Markovnikovun qaydasına tabedir:
Bir hidrogen halidi alkenə bağlandıqda, hidrogen daha çox hidrogenləşdirilmiş karbon atomuna, yəni daha çox hidrogen atomunun olduğu atoma və halogen daha az hidrogenləşdirilmiş birinə bağlanır.
4. Nəmləndirmə (suyun əlavə edilməsi). Alkenlərin nəmlənməsi spirtlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Məsələn, etene suyun əlavə edilməsi etil spirtinin istehsalının sənaye üsullarından birinin əsasını təşkil edir:
CH2=CH2 + H2O -> CH3-CH2OH
eten etanol
Qeyd edək ki, ilkin spirt (əsas karbonda hidroksi qrupu olan) yalnız eten nəmləndirildikdə əmələ gəlir. Propen və ya digər alkenlər hidratlandıqda ikinci dərəcəli spirtlər əmələ gəlir. 
Bu reaksiya da Markovnikov qaydasına uyğun olaraq gedir - hidrogen kationu daha çox hidrogenləşdirilmiş karbon atomuna, hidroksi qrupu isə daha az hidrogenləşdirilmiş birinə bağlanır.
5. Polimerləşmə. Əlavənin xüsusi halı alkenlərin polimerləşmə reaksiyasıdır:
Bu əlavə reaksiya sərbəst radikal mexanizm vasitəsilə baş verir.
Oksidləşmə reaksiyaları
Hər hansı üzvi birləşmələr kimi, alkenlər də CO2 və H20 əmələ gətirmək üçün oksigendə yanar.
Məhlullarda oksidləşməyə davamlı olan alkanlardan fərqli olaraq, alkenlər kalium permanqanatın sulu məhlullarının təsiri ilə asanlıqla oksidləşirlər. Neytral və ya bir qədər qələvi məhlullarda alkenlərin diollara (ikihidrik spirtlər) oksidləşməsi baş verir və oksidləşmədən əvvəl ikiqat bağ mövcud olan atomlara hidroksil qrupları əlavə olunur.
Artıq bildiyiniz kimi, doymamış karbohidrogenlər - alkenlər əlavə reaksiyalara girməyə qadirdir. Bu reaksiyaların əksəriyyəti elektrofilik əlavə mexanizmi ilə baş verir.
Elektrofilik əlaqə
Elektrofilik reaksiyalar elektrofillərin təsiri altında baş verən reaksiyalardır - elektron sıxlığı çatışmazlığı olan hissəciklər, məsələn, doldurulmamış orbital. Ən sadə elektrofilik hissəcik hidrogen katyonudur. Məlumdur ki, hidrogen atomunun 3-cü orbitalda bir elektronu var. Bir atom bu elektronu itirdikdə hidrogen kationu əmələ gəlir, buna görə də hidrogen kationunda ümumiyyətlə elektron yoxdur:
Н· - 1е - -> Н +
Bu halda kation kifayət qədər yüksək elektron yaxınlığına malikdir. Bu amillərin birləşməsi hidrogen kationunu kifayət qədər güclü elektrofilik hissəcik halına gətirir.
Turşuların elektrolitik dissosiasiyası zamanı hidrogen kationunun əmələ gəlməsi mümkündür:
НВr -> Н + + Вr -
Məhz bu səbəbdən turşuların iştirakı və iştirakı ilə bir çox elektrofilik reaksiyalar baş verir.
Elektrofilik hissəciklər, əvvəllər qeyd edildiyi kimi, artan elektron sıxlığı sahələri olan sistemlərə təsir göstərir. Belə bir sistemə misal olaraq çoxlu (ikiqat və ya üçlü) karbon-karbon bağını göstərmək olar.
Artıq bilirsiniz ki, aralarında qoşa bağ əmələ gələn karbon atomları sp 2 hibridləşmə vəziyyətindədir. Eyni müstəvidə yerləşən qonşu karbon atomlarının hibridləşməmiş p-orbitalları üst-üstə düşür, P- Þ bağından daha az möhkəm olan və ən əsası xarici elektrik sahəsinin təsiri altında asanlıqla qütbləşən bağ. Bu o deməkdir ki, müsbət yüklü hissəcik yaxınlaşdıqda, CS bağının elektronları ona doğru sürüşür və sözdə P- kompleks.
Çıxır P-kompleks və hidrogen katyonunun əlavə edilməsi ilə P- əlaqələr. Hidrogen kationunun molekul müstəvisindən çıxan elektron sıxlığına çarpdığı görünür. P-bağlanır və ona qoşulur. 
Növbəti mərhələdə elektron cütünün tam yerdəyişməsi baş verir P-karbon atomlarından birinə bağlanır ki, bu da üzərində tək elektron cütünün yaranmasına səbəb olur. Bu cütün yerləşdiyi karbon atomunun orbitalı ilə hidrogen kationunun boş orbitalı üst-üstə düşür ki, bu da donor-akseptor mexanizmi vasitəsilə kovalent bağın yaranmasına səbəb olur. İkinci karbon atomu hələ də doldurulmamış bir orbitala, yəni müsbət yükə malikdir.
Nəticədə yaranan hissəcik karbon atomunda müsbət yük ehtiva etdiyi üçün karbokatasiya adlanır. Bu hissəcik istənilən anionla, tək elektron cütü olan hissəciklə, yəni nukleofillə birləşə bilər.
Etenin hidrobrominasiyası (hidrogen bromidin əlavə edilməsi) nümunəsindən istifadə edərək elektrofilik əlavə reaksiyasının mexanizmini nəzərdən keçirək:
СН2= СН2 + НВг --> СНВr-СН3
Reaksiya hidrogen bromid molekulunun dissosiasiyası nəticəsində baş verən elektrofilik hissəcik - hidrogen kationunun əmələ gəlməsi ilə başlayır.
Hidrogen kation hücumları P- əlaqə, formalaşma P- sürətlə karbokatasiyaya çevrilən kompleks: 
İndi daha mürəkkəb bir işə baxaq.
Hidrogen bromidin etene əlavə edilməsi reaksiyası birmənalı şəkildə davam edir və hidrogen bromidin propenlə qarşılıqlı təsiri nəzəri olaraq iki məhsul verə bilər: 1-bromopropan və 2-bromopropan. Eksperimental məlumatlar göstərir ki, əsasən 2-bromopropan istehsal olunur.
Bunu izah etmək üçün ara hissəciyi - karbokasiyanı nəzərdən keçirməli olacağıq.
Propenə bir hidrogen kationunun əlavə edilməsi iki karbokasiyanın meydana gəlməsinə səbəb ola bilər: əgər bir hidrogen kationu birinci karbon atomuna, zəncirin sonunda yerləşən atoma qoşularsa, ikincisi müsbət yükə sahib olacaqdır, yəni. molekulun mərkəzi (1); ikinciyə qoşularsa, onda birinci atom müsbət yükə malik olar (2). 
Reaksiyanın üstünlük istiqaməti reaksiya mühitində hansı karbokasiyanın daha çox olmasından asılı olacaq ki, bu da öz növbəsində karbokasiyanın sabitliyi ilə müəyyən edilir. Təcrübə 2-bromopropanın üstünlük təşkil etdiyini göstərir. Bu o deməkdir ki, mərkəzi atomda müsbət yüklə karbokasiya (1) əmələ gəlməsi daha çox baş verir.
Bu karbokatsiyanın daha böyük sabitliyi, mərkəzi karbon atomuna müsbət yükün ümumi təsiri bir etil qrupunun +/- təsirindən daha yüksək olan iki metil qrupunun müsbət induktiv təsiri ilə kompensasiya edilməsi ilə izah olunur:
Alkenlərin hidrohalogenləşməsi reaksiyalarının qanunlarını A.M.Butlerovun tələbəsi, məşhur rus kimyaçısı V.V.Markovnikov tədqiq etmiş, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, onun adını daşıyan qaydanı tərtib etmişdir.
Bu qayda empirik, yəni eksperimental şəkildə qurulmuşdur. Hazırda buna tam inandırıcı izahat verə bilərik.
Maraqlıdır ki, digər elektrofil əlavə reaksiyaları da Markovnikov qaydasına tabedir, ona görə də onu daha ümumi formada formalaşdırmaq düzgün olardı.
Elektrofilik əlavə reaksiyalarında elektrofil (doldurulmamış orbitalı olan hissəcik) daha çox hidrogenləşdirilmiş karbon atomuna, nukleofil (yalnız elektron cütü olan hissəcik) isə daha az hidrogenləşmiş birinə əlavə olunur.
Polimerləşmə
Əlavə reaksiyasının xüsusi halı alkenlərin və onların törəmələrinin polimerləşmə reaksiyasıdır. Bu reaksiya sərbəst radikal əlavə mexanizmi ilə gedir:
Polimerləşmə sərbəst radikalların mənbəyi olan təşəbbüskarların - peroksid birləşmələrinin iştirakı ilə həyata keçirilir. Peroksid birləşmələri molekullarında -O-O- qrupunu ehtiva edən maddələrdir. Ən sadə peroksid birləşməsi hidrogen peroksid HOOH-dur.
100 °C temperaturda və 100 MPa təzyiqdə qeyri-sabit oksigen-oksigen bağının homolizi və radikalların - polimerləşmə təşəbbüskarlarının əmələ gəlməsi baş verir. KO- radikallarının təsiri altında sərbəst radikalların əlavə reaksiyası kimi inkişaf edən polimerləşmə başlayır. Polimer zənciri və radikallar və ya COCH2CH2- reaksiya qarışığında radikalların rekombinasiyası baş verdikdə zəncir artımı dayanır.
İkiqat bağ olan maddələrin sərbəst radikal polimerləşməsi reaksiyasından istifadə edərək çoxlu sayda yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmələr əldə edilir: 
Alkenlərin müxtəlif əvəzedicilərlə istifadəsi geniş spektrli xassələrə malik olan polimer materialların geniş spektrini sintez etməyə imkan verir. 
Bütün bu polimer birləşmələri insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrində - sənayedə, tibbdə geniş istifadə olunur, biokimyəvi laboratoriyalar üçün avadanlıqların istehsalı üçün istifadə olunur, bəziləri digər yüksək molekulyar birləşmələrin sintezi üçün ara məhsullardır.
Oksidləşmə
Artıq bilirsiniz ki, neytral və ya bir qədər qələvi məhlullarda alkenlərin diollara (iki atomlu spirtlər) oksidləşməsi baş verir. Turşu mühitdə (kükürd turşusu ilə turşulaşdırılmış məhlul) ikiqat bağ tamamilə məhv edilir və ikiqat bağın mövcud olduğu karbon atomları karboksil qrupunun karbon atomlarına çevrilir: 
Alkenlərin dağıdıcı oksidləşməsi onların strukturunu müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Beləliklə, məsələn, müəyyən bir alkenin oksidləşməsi zamanı sirkə və propion turşuları əldə edilirsə, bu o deməkdir ki, penten-2 oksidləşməyə məruz qalmışdır və butir turşusu və karbon qazı alınırsa, ilkin karbohidrogen penten-1 olur. .
Ərizə
Alkenlər kimya sənayesində müxtəlif üzvi maddələrin və materialların istehsalı üçün xammal kimi geniş istifadə olunur.
Məsələn, eten etanol, etilen qlikol, epoksidlər və dikloroetan istehsalı üçün başlanğıc materialdır.
Böyük miqdarda eten qablaşdırma filmi, qab-qacaq, borular və elektrik izolyasiya materialları hazırlamaq üçün istifadə olunan polietilenə çevrilir.
Propendən qliserin, aseton, izopropanol və həlledicilər alınır. Propeni polimerləşdirməklə bir çox göstəricilərə görə polietilendən üstün olan polipropilen əldə edilir: daha yüksək ərimə nöqtəsinə və kimyəvi müqavimətə malikdir.
Hal-hazırda, unikal xüsusiyyətləri olan liflər polimerlərdən - polietilenin analoqlarından istehsal olunur. Məsələn, polipropilen lif bütün məlum sintetik liflərdən daha güclüdür.
Bu liflərdən hazırlanan materiallar perspektivlidir və insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrində getdikcə daha çox istifadə olunur.
1. Alkenlər üçün hansı izomerizm növləri xarakterikdir? Penten-1-in mümkün izomerləri üçün düsturları yazın.
2. Hansı birləşmələrdən əldə etmək olar: a) izobuten (2-metilpropen); b) buten-2; c) buten-1? Müvafiq reaksiyalar üçün tənlikləri yazın.
3. Aşağıdakı çevrilmə zəncirini deşifrə edin. A, B, C birləşmələrini adlandırın. 4. 1-xlorpropandan 2-xloropropanın alınması üsulunu təklif edin. Müvafiq reaksiyalar üçün tənlikləri yazın.
5. Etanın etilen çirklərindən təmizlənməsi üsulunu təklif edin. Müvafiq reaksiyalar üçün tənlikləri yazın.
6. Doymuş və doymamış karbohidrogenləri ayırd etmək üçün istifadə oluna bilən reaksiyalara misallar göstərin.
7. 2,8 q alkenin tam hidrogenləşməsi üçün 0,896 litr hidrogen (n.e.) sərf edilmişdir. Normal karbon atomları zəncirinə malik olan bu birləşmənin molekulyar çəkisi və struktur formulu nədir?
8. Bu qazın 20 sm3 hissəsinin tam yanması üçün 90 sm3 (n.s.) oksigen tələb olunduğu məlumdursa, silindrdə hansı qaz (eten və ya propen) var?
9*. Alken qaranlıqda xlorla reaksiyaya girdikdə 25,4 q diklorid, eyni kütləli bu alken isə karbon tetraxloriddə bromla reaksiyaya girdikdə 43,2 q dibromid əmələ gəlir. Başlanğıc alkenin bütün mümkün struktur düsturlarını təyin edin.
Kəşf tarixi
Yuxarıdakı materialdan biz artıq başa düşdük ki, etilen bir qoşa bağa malik olan doymamış karbohidrogenlərin homoloji seriyasının əcdadıdır. Onların düsturu C n H 2n-dir və alkenlər adlanır.
1669-cu ildə alman həkimi və kimyaçısı Bexer ilk dəfə sulfat turşusunu etil spirti ilə reaksiyaya salaraq etilen əldə etmişdir. Becher etilenin metandan daha kimyəvi cəhətdən aktiv olduğunu müəyyən etdi. Amma təəssüf ki, o zaman alim yaranan qazı müəyyən edə bilmədi və buna görə də ona heç bir ad vermədi.
Bir az sonra Hollandiya kimyaçıları etilen əldə etmək üçün eyni üsuldan istifadə etdilər. Xlorla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, yağlı bir maye əmələ gətirməyə meylli olduğundan, "neft qazı" adını aldı. Sonradan məlum oldu ki, bu maye dikloroetandır.
Fransız dilində "neft" termini olefiantdır. Və bu tip digər karbohidrogenlər kəşf edildikdən sonra fransız kimyaçısı və alimi Antuan Fourcroix bütün olefinlər və ya alkenlər sinfi üçün ümumi olan yeni bir termin təqdim etdi.
Lakin on doqquzuncu əsrin əvvəllərində fransız kimyaçısı J. Gay-Lussac etanolun təkcə "neft" qazından deyil, həm də sudan ibarət olduğunu kəşf etdi. Bundan əlavə, eyni qaz etil xloriddə də aşkar edilmişdir.
Və kimyaçılar etilenin hidrogen və karbondan ibarət olduğunu müəyyən etsələr də, maddələrin tərkibini artıq bilsələr də, uzun müddət onun əsl formulunu tapa bilməyiblər. Və yalnız 1862-ci ildə E.Erlenmeyer etilen molekulunda ikiqat bağın olduğunu sübut edə bildi. Bunu rus alimi A.M.Butlerov da etiraf etmiş və bu nöqteyi-nəzərin düzgünlüyünü eksperimental olaraq təsdiq etmişdir.
Alkenlərin təbiətdə meydana gəlməsi və fizioloji rolu
Bir çox insan alkenlərin təbiətdə harada tapıla biləcəyi sualı ilə maraqlanır. Beləliklə, məlum olur ki, onlar təbiətdə praktiki olaraq baş vermir, çünki onun ən sadə nümayəndəsi etilen bitkilər üçün bir hormondur və onlarda yalnız az miqdarda sintez olunur.
Düzdür, təbiətdə müskalur kimi alken var. Təbii alkenlərdən biri dişi ev milçəyinin cinsi cəlbedicisidir.
Yüksək konsentrasiyaya malik olan aşağı alkenlərin selikli qişaların konvulsiyalarına və qıcıqlanmasına səbəb ola biləcək narkotik təsirə malik olduğuna diqqət yetirməyə dəyər.
Alkenlərin tətbiqi
Müasir cəmiyyətin həyatını polimer materiallardan istifadə etmədən təsəvvür etmək çətindir. Təbii materiallardan fərqli olaraq, polimerlər müxtəlif xüsusiyyətlərə malik olduğundan, onları emal etmək asandır və qiymətə baxsanız, nisbətən ucuzdur. Polimerlərin lehinə olan digər vacib cəhət, onların bir çoxunun təkrar emal oluna bilməsidir.
Alkenlər plastik, kauçuk, plyonka, teflon, etil spirti, asetaldehid və digər üzvi birləşmələrin istehsalında istifadə edilmişdir.
Kənd təsərrüfatında meyvələrin yetişmə prosesini sürətləndirən vasitə kimi istifadə olunur. Propilen və butilenlər müxtəlif polimerlər və spirtlər istehsal etmək üçün istifadə olunur. Ancaq sintetik kauçuk istehsalında izobutilen istifadə olunur. Buna görə də belə nəticəyə gələ bilərik ki, alkenlərsiz etmək mümkün deyil, çünki onlar ən vacib kimyəvi xammaldır.
Etilenin sənaye istifadəsi
Sənaye miqyasında propilen adətən polipropilenin sintezi və izopropanol, qliserin, butiraldehidlər və s. istehsalı üçün istifadə olunur. Hər il propilenə tələbat artır.
Alkenlər bir və ya bir neçə karbon-karbon ikiqat bağı olan doymamış alifatik karbohidrogenlərdir. İkiqat bağ iki karbon atomunu 120°C bitişik bağlar arasında bağ açıları olan planar quruluşa çevirir:
Homoloji alkenlər sırasının ümumi formuluna malikdir; onun ilk iki üzvü eten (etilen) və propendir (propilen):
Dörd və ya daha çox karbon atomu olan bir sıra alkenlərin üzvləri bağ mövqeyinin izomerizmini nümayiş etdirirlər. Məsələn, düsturlu bir alkenin üç izomeri var, bunlardan ikisi əlaqə mövqeyi izomerləridir:
Qeyd edək ki, alken zənciri ikiqat bağa ən yaxın olan ucundan nömrələnir. İkiqat bağın mövqeyi iki ədədin ən aşağısı ilə göstərilir ki, bu da ikiqat bağla bağlanmış iki karbon atomuna uyğun gəlir. Üçüncü izomer budaqlanmış quruluşa malikdir:
İstənilən alkenin izomerlərinin sayı karbon atomlarının sayı ilə artır. Məsələn, heksenin üç əlaqə mövqeyi izomerləri var:
Dien buta-1,3-dien və ya sadəcə butadiendir:
Üç qoşa rabitədən ibarət birləşmələrə trienlər deyilir. Çoxlu qoşa bağları olan birləşmələrə ümumi olaraq polienlər deyilir.
Fiziki xassələri
Alkenlərin ərimə və qaynama nöqtələri müvafiq alkanlardan bir qədər aşağıdır. Məsələn, pentanın qaynama nöqtəsi var. Etilen, propen və butenin üç izomeri otaq temperaturunda və normal təzyiqdə qaz halında olur. Karbon atomlarının sayı 5-dən 15-ə qədər olan alkenlər normal şəraitdə maye vəziyyətdədirlər. Onların uçuculuğu, alkanlar kimi, karbon zəncirində budaqlanma olduqda artır. 15-dən çox karbon atomu olan alkenlər normal şəraitdə bərk maddələrdir.
Laboratoriya şəraitində əldə edilir
Laboratoriyada alkenlərin alınması üçün iki əsas üsul spirtlərin susuzlaşdırılması və haloalkanların dehidrohalogenləşdirilməsidir. Məsələn, etilen, 170 ° C temperaturda konsentrasiya edilmiş sulfat turşusunun həddindən artıq təsiri altında etanolun susuzlaşdırılması ilə əldə edilə bilər (bax: bölmə 19.2):
Etilen, etanol buxarını qızdırılan alüminium oksidinin səthindən keçirərək etanoldan da istehsal edilə bilər. Bu məqsədlə Şəkil 1-də sxematik şəkildə göstərilən quraşdırmadan istifadə edə bilərsiniz. 18.3.
Alkenlərin hazırlanması üçün ikinci ümumi üsul əsas kataliz şəraitində halogenləşdirilmiş alkanların dehidrohalogenləşdirilməsinə əsaslanır.
Bu tip eliminasiya reaksiyasının mexanizmi Bölmədə təsvir edilmişdir. 17.3.
Alken reaksiyaları
Alkenlər alkanlardan qat-qat reaktivdir. Bu, ikiqat bağın elektronlarının elektrofilləri cəlb etmək qabiliyyəti ilə bağlıdır (bax: Bölmə 17.3). Buna görə alkenlərin xarakterik reaksiyaları əsasən ikiqat bağda elektrofilik əlavə reaksiyalarıdır:
Bu reaksiyaların çoxunun ion mexanizmləri var (bax: Bölmə 17.3).
Hidrogenləşmə
Hər hansı bir alken, məsələn, etilen, hidrogenlə qarışdırılırsa və bu qarışığı otaq temperaturunda bir platin katalizatorunun və ya təxminən 150 ° C temperaturda nikel katalizatorunun səthindən keçirərsə, əlavə baş verəcəkdir.
alkenin ikiqat bağında hidrogen. Bu, müvafiq alkan istehsal edir:
Bu tip reaksiya heterojen kataliz nümunəsidir. Onun mexanizmi Bölmədə təsvir edilmişdir. 9.2 və Şəkildə sxematik şəkildə göstərilmişdir. 9.20.
Halojenlərin əlavə edilməsi
Xlor və ya brom asanlıqla alkenin ikiqat bağına əlavə olunur; bu reaksiya tetraxlorometan və ya heksan kimi qeyri-polyar həlledicilərdə baş verir. Reaksiya ion mexanizmi ilə davam edir, bu da bir karbokatonun meydana gəlməsini əhatə edir. İkiqat bağ halogen molekulunu qütbləşdirir və onu dipola çevirir:
Buna görə də bromun heksan və ya tetraxlorometandakı məhlulu alkenlə çalxalandıqda rəngsiz olur. Eyni şey bir alkeni bromlu su ilə silkələsəniz baş verir. Bromlu su bromun suda məhluludur. Bu məhlulda hipobrom turşusu var. Hipobrom turşusu molekulu alkenin qoşa bağına bağlanır və nəticədə bromla əvəz edilmiş spirt əmələ gəlir. Misal üçün
Hidrogen halidlərinin əlavə edilməsi
Bu tip reaksiyanın mexanizmi Bölmədə təsvir edilmişdir. 18.3. Nümunə olaraq, propenə hidrogen xlorid əlavə edilməsini nəzərdən keçirək:
Qeyd edək ki, bu reaksiyanın məhsulu 1-xlorpropan deyil, 2-xlorpropandır:
Bu cür əlavə reaksiyalarında ən elektronmənfi atom və ya ən elektronmənfi qrup həmişə birləşmiş karbon atomuna əlavə olunur.
hidrogen atomlarının ən kiçik sayı. Bu nümunə Markovnikov qaydası adlanır.
Elektromənfi atomun və ya qrupun ən az sayda hidrogen atomu ilə əlaqəli karbon atomuna üstünlüklə bağlanması, karbon atomunda alkil əvəzedicilərinin sayı artdıqca karbokasiyanın sabitliyinin artması ilə əlaqədardır. Sabitliyin bu artımı öz növbəsində alkil qruplarında baş verən induktiv effektlə izah olunur, çünki onlar elektron donorlarıdır:
Hər hansı bir üzvi peroksidin iştirakı ilə propen hidrogen bromid ilə reaksiya verir, yəni Markovnikov qaydasına görə deyil. Belə bir məhsula anti-Markovnikov deyilir. İon mexanizmindən daha çox radikal tərəfindən baş verən reaksiya nəticəsində əmələ gəlir.
Nəmləndirmə
Alkenlər soyuq konsentratlı sulfat turşusu ilə reaksiyaya girərək alkil hidrogen sulfatlar əmələ gətirirlər. Misal üçün
Bu reaksiya əlavədir, çünki ikiqat bağda bir turşunun əlavə edilməsini nəzərdə tutur. Bu, etilenin əmələ gəlməsi üçün etanolun susuzlaşdırılmasına əks reaksiyadır. Bu reaksiyanın mexanizmi ikiqat bağda hidrogen halidlərinin əlavə edilməsi mexanizminə bənzəyir. Bu, bir karbokasyon ara məhsulunun meydana gəlməsini əhatə edir. Bu reaksiyanın məhsulu su ilə seyreltildikdə və yumşaq bir şəkildə qızdırıldıqda, etanol əmələ gətirmək üçün hidroliz olur:
Kükürd turşusunun alkenlərə əlavə edilməsi reaksiyası Markovnikov qaydasına tabedir:
Kalium permanganatın turşulaşdırılmış məhlulu ilə reaksiya
Kalium permanganatın turşulaşdırılmış məhlulunun bənövşəyi rəngi, bu məhlul hər hansı bir alkenlə qarışıqda çalxalandıqda yox olur. Alkenin hidroksilləşməsi baş verir (oksidləşmə nəticəsində əmələ gələn hidroksi qrupunun daxil olması), nəticədə diola çevrilir. Məsələn, artıq miqdarda etilen turşulaşdırılmış məhlulla çalxalandıqda etan-1,2-diol (etilenqlikol) əmələ gəlir.
Bir alken həddindən artıq miqdarda -ion məhlulu ilə sarsılırsa, alkenin oksidləşdirici parçalanması baş verir və aldehidlərin və ketonların əmələ gəlməsinə səbəb olur:
Bu halda əmələ gələn aldehidlər karboksilik turşuları əmələ gətirmək üçün daha da oksidləşməyə məruz qalırlar.
Diolların əmələ gəlməsi üçün alkenlərin hidroksilasiyası da kalium permanganatın qələvi məhlulundan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər.
Perbenzoy turşusu ilə reaksiya
Alkenlər peroksiturşularla (perasidlər), məsələn, perbenzoy turşusu ilə reaksiyaya girərək siklik efirləri (epoksi birləşmələri) əmələ gətirir. Misal üçün
Epoksietanı bir turşunun seyreltilmiş məhlulu ilə yumşaq bir şəkildə qızdırdıqda etan-1,2-diol əmələ gəlir:
Oksigenlə reaksiyalar
Bütün digər karbohidrogenlər kimi, alkenlər də yanır və bol hava ilə karbon qazı və su əmələ gətirir:
Məhdud hava çıxışı ilə alkenlərin yanması karbonmonoksit və suyun əmələ gəlməsinə səbəb olur:
Alkenlər müvafiq alkanlardan daha yüksək nisbi karbon tərkibinə malik olduqları üçün daha dumanlı alovla yanırlar. Bu, karbon hissəciklərinin əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır:
Hər hansı bir alkeni oksigenlə qarışdırsanız və bu qarışığı gümüş katalizatorun səthindən keçirsəniz, təxminən 200 ° C temperaturda epoksietan əmələ gəlir:
Ozonoliz
Ozon qazı alkenin triklorometan və ya tetraxlorometandakı məhlulundan 20 °C-dən aşağı temperaturda keçirildikdə, müvafiq alkenin (oksiran) ozonid əmələ gəlir.
Ozonidlər qeyri-sabit birləşmələrdir və partlayıcı ola bilər. Aldehidlər və ya ketonlar əmələ gətirmək üçün hidrolizdən keçirlər. Misal üçün
Bu vəziyyətdə metanalın bir hissəsi (formaldehid) hidrogen peroksid ilə reaksiyaya girərək metan (qarışqa) turşusu əmələ gətirir:
Polimerləşmə
Ən sadə alkenlər ana alkenlə eyni empirik düstura malik yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmələr yaratmaq üçün polimerləşə bilər:
Bu reaksiya yüksək təzyiqdə, 120°C temperaturda və katalizator rolunu oynayan oksigenin iştirakı ilə baş verir. Bununla belə, Ziegler katalizatoru istifadə edilərsə, etilen polimerləşməsi daha aşağı təzyiqdə həyata keçirilə bilər. Ən çox yayılmış Ziegler katalizatorlarından biri trietilaluminium və titan tetraklorid qarışığıdır.
Alkenlərin polimerləşməsi Bölmədə daha ətraflı müzakirə olunur. 18.3.
Yüklənir...