O kráse země i historie naší

Vítejte na nicotna.osoba.cz Michal Šedivý

Sbírka vlakové pošty

17. Alkeny (CnH2n) a alkiny (CnH2n-2)

 

17. Alkeny (CnH2n) a alkiny (CnH2n-2)


Alkeny

Alkeny jsou nenasycené uhlovodíky s jednou dvojnou vazbou C=C. Kromě radikálových reakcí (např. hoření) dochází u alkenů k reakcím na dvojné vazbě. Při některých z nich se činidla adují na dvojné vazby za vzniku vazeb jednoduchých, při jiných se účinkem činidla molekuly v místě dvojné vazby štěpí. Příkladem adicí na dvojnou vazbu jsou reakce propylenu:

CH2=CHCH3 H2, kat. CH3CH2CH3

CH2=CHCH3 HCl CH3CHCH3

CH3

CH2=CHCH3 Br2 BrCH2CHCH3

Br

CH2=CHCH3 H2SO4 CH3CHCH3

OSO2OH

Adice vodíku na propylen se provádí v přítomnosti katalyzátorů (jemně rozptýlené kovy, jako Pt, Pd nebo NI). Je to radikálová katalytická hydrogenace.

Adice halogenovodíků má charakter elektrofilní adice a u alkenů s dvojnou vazbou umístěnou nesouměrně v řetězci probíhá podle Markovnikova pravidla (nukleofilní část adované molekuly se připojuje k uhlovodíkovému atomu násobné vazby, který má méně vodíkových atomů). Toto pravidlo však ztrácí smysl u alkenů s dvojnou vazbou umístěnou v řetězci souměrně. Adice halogenů na dvojnou vazbu je rovněž elektrofilní. Reakce bromu s alkeny se užívá k jejich důkazu (odbarvení bromové vody). Adice kyseliny sírové probíhá též podle Markovnikova pravidla. Hydrolýzou vzniklého alkylhydrogensulfátu se tvoří alkohol.

isopropylhydrogensulfát + H2O 2-propanol + H2SO4

Oxidací dvojné vazby vzniká řada různých kyslíkatých derivátů podle druhu použitého oxidačního činidla. oxidace propylenu: CH2=CHCH3 O2, kat CH2CHCH3

O

CH2=CHCH3 hydrolýza, O3 CH2O + CH3CHO

formaldehyd acetaldehyd

CH2=CHCH3 KMnO4 CH2CHCH3

studený vodný

roztok OH OH

CH2=CHCH3 KMnO4 HCOOH + CH3COOH

teplý vodný roztok kys. mravenčí kys. octová

Polymerace alkenů vadou k polyalkenům, surovinám na výrobu plastů.

Ethylen, ethen CH2=CH2 (g) vzniká ve velkých množstvích při pyrolýze zemního plynu a při krakování frakcí ropy. Je základní surovinou organické průmyslové chemie. Asi polovina produkce se spotřebuje na výrobu polyethylenu, zbytek na výrobu ethanolu, ethylchloridu, ethylenoxidu, ethylbenzenu, acetaldehydu a dalších látek.

Propylen, propen CH2=CHCH3 (g) se způsobem výroby a použitím velmi podobá ethylenu.


Alkadieny

Obsahují dvě dvojné vazby. Pokud jsou tyto vazby izolované, neliší se alkadieny chováním od alkenů. Pokud jsou konjugované, pak se vzájemně ovlivňují a adice na ně může probíhat dvěma způsoby:

CH2=CHCH=CH2 Br2 CH2=CHCHCH2 1,2 adice

Br Br

CH2=CHCH=CH2 Br2 CH2CH=CHCH2 1,4 adice

Br Br

Adice 1,2 probíhá podle očekávání, adice 1,4 je spojena s posunem dvojné vazby ke středu molekuly. Adicí další molekuly Br vzniká 1,2,3,4-tetrabrombutan.

Polymerace také vede k průmyslově důležitým plastům.

1,3-butadien CH2=CHCH=CH2 (g) se vyrábí dehydrogenací uhlovodíků C4. Převážně se používá k výrobě syntetického kaučuku.

Isopren, 2-methyl-1,3-butadien, CH2=C(CH3)CH=CH2 (g) je strukturním základem přírodních látek, isoprenoidů. Polymerací poskytuje látky velmi podobnou přírodnímu kaučuku.

Alkiny

Jsou nenasycené uhlovodíky s jednou trojnou vazbou CC, na níž se mohou uskutečnit radikálové i elektrofilní adice (dochází k reakci mezi -elektrony násobných vazeb a mezi elektrofilními činidly: Br

CH2=CHCH3 + HBr HCH2C+HCH3 + Br- CH3CHCH3). Reakce nejprve probíhá za vzniku sloučenin s dvojnou vazbou. V této fázi je možno v mnoha případech reakci zastavit a získat tak produkt s dvojnou vazbou. Při nadbytku činidla však pokračuje adice dál a konečným výsledkem je nasycená sloučenina.

Adice vodíku se uskutečňuje v přítomnosti katalyzátoru (jemně rozptýlený kov Pt, Pd, Ni). Jde tedy o katalytickou hydrogenaci.

Adici bromu lze, stejně jako u alkenů, využít u alkinů k důkazu jejich nenasycenosti.

Adice vody na acetylen má průmyslový význam, protože vede k acetaldehydu. Provádí se v prostředí kyseliny sírové a rtuťnatých solí jako katalyzátoru. Nestálým produktem adice je vinylalkohol, který se hned přesmykuje na acetaldehyd. Vinylalkohol a acetaldehyd jsou zvláštním případem konstitučních izomerů zvaných tautomery (liší se druhem dvojné vazby a polohou jednoho z vodíkových atomů: CH2=CCH3 a CH3CCH3). OH (enolforma)

O (ketoforma)

Nenasycený alkohol se označuje jako enolforma, aldehyd jako ketoforma. Mezi tautomery se ustavuje rovnováha, která je v tomto případě zcela posunuta ve prospěch ketoformy.

Adiční reakce acetylenu: CHCH H2, kat CH2=CH2 H2, kat CH3CH3

CHCH HCl CH2=CHCl HCl CH3CHCl2

CHCH Br2 BrCH=CHBr Br2 Br2CHCHBr2

CHCH H2O, kat (CH2=CHOH) CH3CHO

Vodíkové atomy vázané na uhlíkových atomech, mezi nimiž je trojná vazba, lze nahrazovat ionty kovů za vzniku solí, obecně zvaných karbidy. Karbidy odvozené od acetylenu se nazývají acetylidy.

Acetylen, ethin CHCH (g) se vyrábí petrochemicky pyrolýzou methanu nebo starším způsobem, hydrolýzou karbidu vápníku CaC2: CaC2 + 2 H2O CHCH + Ca(OH)2

Acetylen je významnou surovinou chemického průmyslu. Acetylidy těžkých kovů vybuchují.

Žádné komentáře
 
Made by: MICHAL ŠEDIVÝ studio Lísek 26 Postupice ANNO 2006