close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3 непредельные соединения

код для вставкиСкачать
taro.ukr.net
ОРГАНИКА - 3
НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ
СОЕДИНЕНИЯ
byaki.net
Строение алкенов и алкинов
• Окружение двойной связи – плоскость.
2 атома С двойной связи и 4 ее соседа лежат в 1
плоскости.
• Невозможность вращения вокруг двойной связи
геометрическая изомерия.
www.chemistry.ssu.samara.ru
• Окружение тройной связи – прямая.
2 атома С тройной связи и 2 ее соседа лежат на 1
прямой.
Химические свойства
непредельных соединений
• Непредельность
присоединение; все реакции получения
отщеплением можно запустить в обратную
сторону при других условиях.
• Кратная связь - место повышенной электронной
плотности
электрофильное присоединение
(electrophilic addition) АЕ
легкое окисление по кратной связи
Присоединение и замещение
A
S
Электрофильное
присоединение
• Электрофил - «любитель электронов».
Примеры электрофилов?
chem.ucalgary.ca
-комплекс
CH3-CH=CH2 + H-Br CH3-CH=CH2 + + H
Br CH3-CH2-CH2+
+ Br - CH3-CH2-CH2Br
(1)
CH3-CH+-CH3
-комплексы
+ Br - CH3-CHBr-CH3
(2)
Что получится?
Электрофильное
присоединение
• Правило Марковникова – еще один «волчий
закон»: где много Н, там еще добавится.
Только для чистых углеводородов!
СF3-CH=CH2
+ HCl
CF3-CH2-CH2+
CF3-CH+-CH3
Что получится?
CF3-CH2-CH2Cl
(1)
CF3-CHCl-CH3
(2)
Нюансы АЕ
Алкины менее активны в АЕ, чем алкены
присоединение к алкину идет до конца (до алкана)
для реакции иногда требуется катализатор
Особенности сопряженных
диенов
СН3-С(CH3)=СН-СН=СН2 + HBr 1,2-присоединение:
СH3-CBr(CH3)-CH2-CH=CH2
CH3-C(CH3)=CH-CHBr-CH3
1,4-присоединение:
СH3-C(CH3)=CH-CH+-CH3 CH3-C(CH3)+-CH=CH-CH3
CH3-C(CH3)Br-CH=CH-CH3
Какого больше?
1,21,4-
Образуется быстрее
Устойчивее термодинамически
-80оС
+40оС
80%
20%
20%
80%
Примеры АЕ
• Гидрогалогенирование
CH3-CCH + 2HCl CH3-CCl2-CH3 (Hg2+)
• Галогенирование
СН2=СH2 + Br2 CH2Br-CH2Br (н.у., кач. реакция)
• Гидратация
CH3-CН=CH2 + Н2О СН3-СН(ОН)-СН3 (в прис. Н+)
CH3-CCH + Н2О [СН3-С(ОН)=СН2] CH3-CO-CH3
(реакция Кучерова, в прис. Н+ и Hg2+)
• Алкилирование
СН2=СН2 + (СН3)3СН (CH3)3C-CH2-CH3
( в прис. H2SO4, HF, BF3, AlCl3)
Гидрирование – не АЕ, а АR!
Часть 2
Получение непредельных
соединений
• 1. Получение из готовой группировки с кратной
связью
СaC2 + 2H2O Са(ОН)2 + НССН
• 2. Получение из предельных соединений
– отщепление (элиминирование Е):
– а) дегидрирование (-H2)
CaC2
СН3-СН3 СН2=СН2 + Н2
thoughts.com
o
(Pt, Ni, t , не повышать p!)
– б) дегалогенирование (-Х2)
СН2Сl-CН2Сl + Zn CH2=CH2 + ZnCl2
СНBr2-CHBr2 + 2Mg HCСН + 2MgBr2
Получение непредельных
соединений
в) дегидратация спиртов (-H2O)
t
СН3-СН2-СНОН-СН3 + H2SO4 CH3-CH=CH-CH3 + H2SO4H2O
г) дегидрогалогенирование (-HX)
t
СН3-СН2-СНCl-СН3 + КОНспиртовой р-р CH3-CH=CH-CH3 + KCl + H2O
CH3-CHBr2 + 2NaOHсп. HCCH + 2NaBr + 2H2O
Правило Зайцева: «волчий закон»
– Н уходит оттуда, где его и так мало.
3. Промышленные способы
- Пиролиз метана: 2СН4 HCCH + 3Н2 (1500оС)
- Способ Лебедева: (ZnO, Al2O3, to)
2С2Н5ОН СН2=СН-СН=СН2 + Н2 + 2Н2О
Окисление непредельных
соединений
• 1. Перманганат в нейтральной (слабощелочной) среде
3CR2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O =
2MnO2 + 3CR2OH-CH2OH + 2KOH
RCCR ? • 2. Перманганат в кислой среде
5CHR=CHR + 8KMnO4 + 12H2SO4 =
10RCOOH + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
СH2=CHR CO2 + RCOOH
CR2=CR2 2R2C=O
HCCR CO2 + RCOOH
• 3. Озонолиз
O
СНR=СН2 + О3 СНR-О-О-О-СН2 СНR-О-О-СН2 (Zn+HCl) CH2=O + RCH=O + H2O
• 4. Горение
Другие реакции
• АR (radical addition)
1) Гидрирование
2) Присоединение против правила Марковникова
в среде Н2О2 (атакующая частица – Br.)
R-CH=CH2 + HBr R-CH2-CH2Br
• SR (radical substitution) – реакции алкила
CH2=CH-CH3 + Br2 (to>300oC) CH2=CH-CH2Br
• AN (nucleophilic addition) – винилирование
алкинов (Nu + C2H2 CH2=CH-Nu)
ROH + C2H2 CH2=CH-OR
R2NH + C2H2 CH2=CH-NR2
RCOO- + C2H2 CH2=CH-OOCR
HCN + C2H2 CH2=CH-CN акрилонитрил
C2H2 + C2H2 CH2=CH-CCH
(димеризация ацетилена в прис. CuCl и NH4Cl)
Другие реакции
• Кислотные свойства алкинов с концевой тройной
связью (образование ацетиленидов,
распадающихся при подкислении)
2RCCH + NaH (NaNH2) 2RCCNa + H2 (NH3)
RCCH + [Ag(NH3)2]OH RCCAg (ж.) + 2NH3 + H2O
RCCH + [Cu(NH3)2]Cl RCCCu (кр.) + NH3 + NH4Cl
• Тримеризация алкинов (в прис. Сакт или Cr2O3, to)
3HCCH
3RCCH
3RCCR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Полимеризация
•
•
•
•
•
Схема:
ненасыщенное соединение разрыв связи и связывание с соседом:
CH2=CH2 .CH2-CH2. (-CH2-CH2-)n
CH2=CHR .CH2-CHR. (-CH2-CHR-)n
CH2=CH-CH=CH2 .CH2-CH.-.CH-CH2. (-CH2-CH=CH-CH2-)n
Механизмы разные – AR, AE, AN
Полимеризация – цепной процесс.
greenfacts.org
Термины полимеризации
• Полимеризация – последовательное
присоединение молекул непредельных
соединений друг к другу с образованием
высокомолекулярного продукта
• Мономер – низкомолекулярное соединение, из
которого получается цепь (Х)
• Полимер – высокомолекулярное соединение,
состоящее из повторяющихся или сходных
фрагментов (Хn)
• Структурное звено – группы атомов, многократно
повторяющиеся в молекуле полимера
• Cтепень полимеризации – число структурных
звеньев (n) в молекуле полимера
Свойства полимеров
Строение полимеров
Гидрирование алкинов
• Гетерогенный катализ:
С2Н5-СС-С2Н5 + Н2 Н
Н
С=С
Et
Et
(Pd/CaCO3, +PbO)
• Гомогенные реакции:
Et
H
С2Н5-СС-С2Н5 + 2Na + NH3 С=С
+ 2NaNH2
H
Et
Кислотные свойства
Кдисс
СН3СООН
1,7510-5
Н2О
1,810-16
НССН
10-26
СН2=СН2
10-37
СН4
~10-45
Влияние растворителя
• 1. Cкорость ионных реакций зависит от
полярности растворителя:
Br2/H2O > Br2/EtOH >> Br2/CCl4
• 2. Чем полярнее растворитель, тем больше
побочных продуктов:
R-CH=CH2 + Br2/H2O R-CH(OH)-CH2Br;
R-CHBr-CH3
(Br2 + H2O H+Br- + HO--Br+)
R-CH=CH2 + Br2/H2O, LiCl R-CHCl-CH2Br
Электрофилы
• частицы с положительным зарядом (катионы)
H+, CH3+ (CH3Cl), Cl+, Br+, CH3CO+ (CH3COCl),
CH2=NH2+
• ковалентные соединения металлов с
дефицитом электронов (с вакантными
орбиталями)
AlCl3, FeCl3, ZnCl2, FeBr3, SnCl2
Полимеры
(– C H 2 – C H 2 – ) n
ч асто – пр о зр ач ная плен ка
по лиэ ти лен
пр и нагр ева н ии р азм ягч аетс я, вы тягиваю тся
ни ти; го р и т си ним п лам е нем , пла вясь и
о бр азуя ка пл и
(– C H 2 – C H – ) n
м атер иал
дл я
и зо лято р о в,
тр уб,
м аш ин и т.п.
CH3
по хо ж на по л иэтиле н, но пр о ч нее
по ли пр о п иле н
(– C H 2 – C H – ) n
иск усствен ная
ко ж а,
кл еенк и,
дета лей
п лащ и,
изо ля то р ы , тр убы
Сl
пр и нагр еван и и р азм ягч аетс я; го р ит, о бр азуя
по ли ви н ил хло р и д
ч ер ны й ш ар и к, в не п лам е ни гас нет; пр и
р азло ж ен ии вы дел яется H C l
djournal.com.ua, technoavia.ru
Полимеры
(– C H 2 – C H – ) n
C 6H 5
по лис тир о л
(– C H 2 – C H – ) n
CN
по лиа кр и ло н итр и л (н итр о н)
пено пласт,
изо л ято р ы ,
бы то вы е
издел ия,
тр убы
твер ды й,
пр о зр ач ны й,
при
нагр еван ии
р азм ягч ается, вы тягива ю тся нити
во ло кно , ис к усс тве нна я ш ер сть
го р ит, о бр азуя тем ны й ш ар ик; р аство р яется
в H N O 3 и H 2S O 4;
CH3
о р г.стекло
пр и на гр еван ии р азм ягч аетс я; го р ит ж ел ты м
(– C H 2 – C – ) n
COOCH3
по лим е ти лм етакр ила т
vodpolimer.ru, upload.wikimedia.org
плам е нем с си ней кайм о й, с тр еско м и
запахо м эф ир о в; р аство р яется в бензо ле,
C C l4
Полимеры
кле й , связую щ ее д ля п лас тм асс
вязк и е ж и дко сти с зап а хо м ; п р и н а гр еван и и
стан о вя тся твер ды м и , хр уп ки м и , тем н ы м и ;
CH2
п р и с и ль н о м н агр ева н и и р а злагаю тс я; го р ят
HOCH2
OH
с зап ахо м ф ен о ла, в н е п лам ен и гас н ут
n
ф ен о лф о р м альдеги д н ы е
см о лы
(– С 6 Н 7 О 2 (О С О С Н 3 ) 3 – ) n
ки н о п лен ка, во ло к н о , и ск ус ствен н ы й ш ел к
тр и ац е тат ц ел лю ло зы
го р и т бы стр о , о бр азуя тем н о – бур ы й ш ар и к,
вн е п ла м ен и гасн ет; р аство р яется в H N O 3 и
H 2 S O 4 , ац е то н е, N aO H
(– С О – С 6 Н 4 – С О – (С Н 2 ) 2 – О – ) n
во ло кн о
п о ли э ти лен тер еф тала т
го р и т ко п тящ и м п лам ен ем , о бр азуя тем н ы й
(лавсан )
ш ар и к; р аство р яетс я в H N O 3 и H 2 S O 4 ;
(– N H – (C H 2 ) 5 – C O – ) n
во ло кн о
п о ли ам и д – 6 (кап р о н ,
п р и н агр еван и и п лав и тс я, о бр азуя тем н ы й
н ей ло н )
ш ар и к; п р о д укты р азло ж е н и я п ло хо п ах н ут;
р аство р яется в H N O 3 и H 2 S O 4
оml.ru, liveinternet.ru, galstyki.ru
Полимеры
(– С Н 2 – С = С Н – С Н 2 – ) n
ш ины
эласти ч е н ,
CH3
п о ли и зо п р е н (ка уч ук)
и зо л ято р ,
н аб у хает
и
р аство -
р яется в C C l 4 , C S 2 , бен зо ле
(– С Н 2 – С Н = С Н – С Н 2 – ) n
ш ины
эласти ч н ее п р и р о дн о го ка уч ука
n
ц и с – д и ви н и ло вы й ка уч ук
и зо ля ц и я кабе ле й , о б увь, бы то вы е п р едм еты
м ен ее эласти ч ен , ч ем п р и р о дн ы й ка уч ук
n
тр ан с – б утади е н о вы й
ка уч ук
gov.cap.ru, cleansoap.ru, bmk.spb.ru
Строение полипропилена
Нерегулярное строение (атактический):
Регулярное строение:
Изотактический:
Синдиотактический:
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
45
Размер файла
1 500 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа