Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о химическом составе. Для материала см. Олефиновое волокно .
Не следует путать с алкана или алкиным .

Трехмерная модель этилена , простейшего алкена.

В химии , алкен представляет собой углеводород , который содержит углерод -carbon двойной связи . [1]

Этот термин часто используется как синоним олефина , то есть любого углеводорода, содержащего одну или несколько двойных связей. [2] Однако IUPAC рекомендует использовать название «алкен» только для ациклических углеводородов с одной двойной связью; алкадиен , алкатриен и т. д. или полиен для ациклических углеводородов с двумя или более двойными связями; циклоалкен , циклоалкадиен и др. для циклических; и «олефин» для общего класса - циклический или ациклический, с одной или несколькими двойными связями. [3] [4] [5]

Ациклические алкены, только с одной двойной связью и без каких - либо других функциональных групп (также известный как моно-ены ) образуют гомологический ряд из углеводородов с общей формулой С п Н 2 н с п быть 2 или более (что два атома водорода меньше , чем соответствующий алкан ). Когда n равно четырем или более, имеется несколько изомеров с этой формулой, различающихся положением и конформацией двойной связи.

Алкены, как правило, представляют собой бесцветные аполярные соединения, отчасти похожие на алканы, но более реакционные. Первые несколько членов этого ряда - это газы или жидкости при комнатной температуре. Простейший алкен, этилен (C 2 H 4 ) (или «этен» в номенклатуре ИЮПАК ) - это органическое соединение, производимое в самых крупных промышленных масштабах. [6]

Ароматические соединения часто изображаются как циклические алкены, но их структура и свойства достаточно различны, чтобы их не классифицировать как алкены или олефины. [4] Углеводороды с двумя перекрывающимися двойными связями (C = C = C) называются алленами - простейшее такое соединение само называется алленом - и углеводороды с тремя или более перекрывающимися связями (C = C = C = C, C = C = C = C = C и т. Д.) Называются кумуленами . Некоторые авторы [ кто? ] не считают аллены и кумулены «алкенами».

Структурная изомерия [ править ]

Алкены, содержащие четыре или более атомов углерода, могут образовывать различные структурные изомеры . Большинство алкенов также являются изомерами циклоалканов . Структурные изомеры ациклического алкена только с одной двойной связью следуют: [7] [ ненадежный источник? ]

  • C 2 : только этилен
  • C 3 : только пропилен
  • C 4 : 3 изомеры: 1-бутен , 2-бутен и изобутилен
  • C 5 : 5 изомеров: 1-пентен , 2-пентен, 2-метил-1-бутен, 3-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен.
  • С 6 : 13 изомеров: 1-гексно , 2-гексны, 3-гексно, метилпентны (7 изомеров), dimethylbutene (3 изомеров)
  • C 7 : 27 изомеров (рассчитано)
  • C 12 : 2,281 изомеров (то же самое)
  • C 31 : 193 706 542 776 изомеров (то же самое)

Многие из этих молекул проявляют цис-транс-изомерию . Также могут быть хиральные атомы углерода, особенно в более крупных молекулах (от C 5 ). Число потенциальных изомеров быстро увеличивается с добавлением дополнительных атомов углерода.

Структура [ править ]

Связь [ править ]

Этилен (этен), пи-связь показана зеленым цветом.

Как и одинарная ковалентная связь , двойные связи могут быть описаны в терминах перекрывающихся атомных орбиталей, за исключением того, что, в отличие от одинарной связи (которая состоит из одинарной сигма-связи ), двойная связь углерод-углерод состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи. . Эта двойная связь прочнее одинарной ковалентной связи (611  кДж / моль для C = C против 347 кДж / моль для C – C) [1], а также короче, со средней длиной связи 1,33 ангстрема (133 пм ).

Каждый углерод двойной связи использует свои три гибридные орбитали sp 2 для образования сигма-связей с тремя атомами (другим углеродом и двумя атомами водорода). Негибридизированные атомные орбитали 2p, которые лежат перпендикулярно плоскости, созданной осями трех гибридных орбиталей sp², объединяются, образуя связь пи. Эта связь лежит за пределами главной оси C – C, причем половина связи находится на одной стороне молекулы, а половина - на другой. При силе 65 ккал / моль пи-связь значительно слабее сигма-связи.

Вращение вокруг двойной связи углерод-углерод ограничено, потому что это требует энергетических затрат, чтобы нарушить выравнивание p-орбиталей на двух атомах углерода. Как следствие, замещенные алкены могут существовать в виде одного из двух изомеров , называемых цис- или транс- изомерами. Более сложные алкены могут быть названы с Е - Z обозначения для молекул с тремя или четырьмя различными заместителями (боковые группы). Например, из изомеров бутена две метильные группы ( Z ) -бут-2- ена (также известного как цис- 2-бутен) появляются на одной стороне двойной связи, а в (E ) -бут-2-ен (также известный как транс- 2-бутен) метильные группы появляются с противоположных сторон. Эти два изомера бутена обладают разными свойствами.

Скручивание на двугранный угол 90 ° между двумя группами на атомах углерода требует меньше энергии, чем прочность пи-связи , и связь все еще сохраняется. Атомы углерода двойной связи становятся пирамидальными , что позволяет сохранить некоторое р-орбитальное выравнивание и, следовательно, пи-связь. Две другие присоединенные группы остаются под большим двугранным углом. Это противоречит распространенному в учебниках утверждению, что два атома углерода сохраняют свою планарную природу при скручивании, и в этом случае p-орбитали повернутся достаточно далеко друг от друга, чтобы не поддерживать пи-связь. В алкене, закрученном на 90 °, p-орбитали смещены только на 42 °, а энергия деформации составляет всего около 40 ккал / моль. Напротив, полностью разорванная пи-связь имеет энергетические затраты около 65 ккал / моль. [8]

Некоторые пирамидальные алкены стабильны. Так , например, транс - циклооктен является стабильным напряженным алкеном и орбитальное смещение только 19 °, несмотря на наличие значительного двугранный угла 137 ° (плоская система имеет двугранный угол 180 °) и степень pyramidalization 18 °. Даже транс - циклогептен стабилен при низких температурах. [8]

Форма [ править ]

Как предсказано моделью отталкивания электронных пар VSEPR , молекулярная геометрия алкенов включает валентные углы вокруг каждого углерода в двойной связи около 120 °. Угол может изменяться из-за стерической деформации , вносимой несвязанными взаимодействиями между функциональными группами, присоединенными к атомам углерода двойной связи. Например, валентный угол C – C – C в пропилене равен 123,9 °.

Для мостиковых алкенов правило Бредта гласит, что двойная связь не может возникнуть в мостиковой кольцевой системе, если кольца не достаточно большие. [9] Следуя Фосетту и определив S как общее количество атомов, не являющихся мостами в кольцах, [10] бициклические системы требуют S  ≥ 7 для стабильности [9], а трициклические системы требуют S  ≥ 11. [11]

Физические свойства [ править ]

Многие физические свойства алкенов и алканов схожи: они бесцветны, неполярны и горючие. Физическое состояние зависит от молекулярной массы : как соответствующие насыщенные углеводороды, простейшие алкенов ( этилена , пропилена и бутена ) являются газами при комнатной температуре. Линейные алкены, содержащие приблизительно от пяти до шестнадцати атомов углерода, являются жидкостями, а высшие алкены - воскообразными твердыми веществами. Температура плавления твердых веществ также увеличивается с увеличением молекулярной массы.

Алкены обычно имеют более сильный запах, чем соответствующие алканы. У этилена сладкий и затхлый запах. Связывание иона меди с олефином в обонятельном рецепторе млекопитающих MOR244-3 связано с запахом алкенов (а также тиолов). Известно, что напряженные алкены, в частности, такие как норборнен и транс- циклооктен , обладают сильным неприятным запахом, что согласуется с более сильными π-комплексами, которые они образуют с ионами металлов, включая медь. [12]

Реакции [ править ]

Алкены являются относительно стабильными соединениями, но они более реакционноспособны, чем алканы , либо из-за реакционной способности пи-связи углерод-углерод, либо из-за наличия аллильных центров CH. Большинство реакций алкенов включает присоединения к этой пи-связи с образованием новых одинарных связей . Алкены служат сырьем для нефтехимической промышленности, поскольку они могут участвовать в самых разных реакциях, особенно в полимеризации и алкилировании.

Дополнительные реакции [ править ]

Алкены реагируют во многих реакциях присоединения , которые происходят путем раскрытия двойной связи. Большинство этих реакций присоединения следуют механизму электрофильного присоединения . Примерами являются гидрогалогенирование , галогенирование , образование галогидрина , оксимеркурация , гидроборирование , добавление дихлоркарбена , реакция Симмонса – Смита , каталитическое гидрирование , эпоксидирование , радикальная полимеризация и гидроксилирование .

Гидрирование и родственные гидроэлементации [ править ]

Гидрирование алкенов дает соответствующие алканы . Иногда реакцию проводят под давлением и при повышенной температуре. Металлический катализатор требуется почти всегда. В основе общепромышленных катализаторов лежат платина , никель и палладий . Широкомасштабное применение - производство маржерина.

Помимо добавления HH через двойную связь, могут быть добавлены многие другие HX. Эти процессы часто имеют большое коммерческое значение. Одним из примеров является добавление H-SiR 3 , т.е. гидросилилирование . Эта реакция используется для образования кремнийорганических соединений . Другая реакция - гидроцианирование , добавление H-CN через двойную связь.

Гидратация [ править ]

Гидратация , добавление воды через двойную связь алкенов, дает спирты . Реакция катализируется фосфорной кислотой или серной кислотой . Эта реакция проводится в промышленном масштабе для получения синтетического этанола .

СН 2 = СН 2 + Н 2 О → СН 3 –СН 2 ОН

Алкены также могут быть превращены в спирты посредством реакции oxymercuration-демеркуризации , в реакции окисления гидроборирования- либо Mukaiyama гидратации .

Галогенирование [ править ]

При электрофильном галогенировании добавление элементарного брома или хлора к алкенам дает вицинальные дибром- и дихлоралканы (1,2-дигалогениды или дигалогениды этилена) соответственно. Обесцвечивание раствора брома в воде - это аналитический тест на наличие алкенов:

CH 2 = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br

Родственные реакции также используются в качестве количественных показателей ненасыщенности, выражаемой как бромное число и йодное число соединения или смеси.

Гидрогалогенирование [ править ]

Гидрогалогенирование - это добавление галогенидов водорода , таких как HCl или HI , к алкенам с образованием соответствующих галогеналканов :

C H 3 –CH = CH
2+ HI → C H 3 –CH I - CH
2- H

Если два атома углерода по двойной связи связаны с разным числом атомов водорода, галоген предпочтительно находится у углерода с меньшим количеством водородных заместителей. Эта закономерность известна как правило Марковникова . Использование радикальных инициаторов или других соединений может привести к противоположному результату продукта. В частности, бромистоводородная кислота склонна к образованию радикалов в присутствии различных примесей или даже кислорода воздуха, что приводит к обратному результату Марковникова: [13]

C H 3 –CH = CH
2+ HBr → C H 3 –CH H - CH
2- Br

Образование галогидрина [ править ]

Алкены реагируют с водой и галогенами с образованием галогидринов в результате реакции присоединения. Встречаются марковниковская региохимия и антистереохимия .

CH 2 = CH 2 + X 2 + H 2 O → XCH 2 –CH 2 OH + HX

Окисление [ править ]

Алкены реагируют с перкарбоновыми кислотами и даже с перекисью водорода с образованием эпоксидов :

RCH = CH 2 + RO 2 H → RCHOCH 2 + RO 2 H

Эпоксидирование этилена в промышленных масштабах проводится в очень больших масштабах. Этот коммерческий маршрут использует кислород в присутствии катализаторов:

С 2 Н 4 + 1/2 О 2 → С 2 Н 4 О

Алкены реагируют с озоном, приводя к разрыву двойной связи. Процесс называется озонолизом . Часто процедура реакции включает мягкий восстановитель, такой как диметилсульфид (SMe 2 ):

RCH = CHR '+ O 3 + SMe 2 → RCHO + R'CHO + O = SMe 2
R 2 C = CHR '+ O 3 → R 2 CHO + R'CHO + O = SMe 2

При обработке горячим концентрированным подкисленным раствором KMnO 4 алкены представляют собой расщепленные кетоны и / или карбоновые кислоты . Стехиометрия реакции зависит от условий. Эта реакция и озонолиз могут быть использованы для определения положения двойной связи в неизвестном алкене.

Окисление можно остановить на вицинальном диоле, а не на полном расщеплении алкена, используя четырехокись осмия или другие окислители:

R'CH = CR 2 + 1/2 O 2 + H 2 O → R'CH (OH) -C (OH) R 2

Эта реакция называется дигидроксилированием .

В присутствии подходящего фотосенсибилизатора , такого как метиленовый синий и свет, алкены могут вступать в реакцию с активными формами кислорода, генерируемыми фотосенсибилизатором, такими как гидроксильные радикалы , синглетный кислород или ион супероксида . Реакции возбужденного сенсибилизатора могут включать перенос электрона или водорода, обычно с восстанавливающим субстратом (реакция типа I) или взаимодействие с кислородом (реакция типа II). [14] Этими различными альтернативными процессами и реакциями можно управлять путем выбора конкретных условий реакции, что позволяет получать широкий спектр продуктов. Типичным примером является [4 + 2] - циклоприсоединение синглетного кислорода к диеновойтакие как циклопентадиен с образованием эндопероксида :

Другим примером является реакция Шенкена , в которой синглетный кислород реагирует с аллильной структурой с образованием транспонированного пероксида аллила :

Полимеризация [ править ]

Основная статья: полиолефин

Полимеризация алкенов - это реакция, которая дает полимеры, имеющие высокую промышленную ценность при большой экономии, такие как пластмассы, полиэтилен и полипропилен . Полимеры из мономеров алкенов обычно называют полиолефинами или, в редких случаях, полиалкенами . Полимер из альфа-олефинов называется полиальфаолефином (ПАО). Полимеризация может протекать через FREE- либо радикал , или ионный механизм, преобразование двойного к одинарной связи и формирования одинарных связей , чтобы присоединиться к другим мономерам. Полимеризация сопряженных диенов, таких как бута-1,3-диенили изопрен (2-метилбута-1,3-диен) приводит в основном к 1,4-присоединению с возможным некоторым 1,2-присоединением диенового мономера к растущей полимерной цепи.

Металлообразование [ править ]

Структура бис (циклооктадиен) никеля (0) , металл-алкенового комплекса

Алкены являются лигандами в алкеновых комплексах переходных металлов . Два углеродных центра связываются с металлом с помощью пи- и пи * -орбиталей C – C. Моно- и диолефины часто используются в качестве лигандов в стабильных комплексах. Циклооктадиен и норборнадиен являются популярными хелатирующими агентами, и даже сам этилен иногда используется в качестве лиганда, например, в соли Цейзе . Кроме того, комплексы металл-алкен являются промежуточными продуктами во многих катализируемых металлами реакциях, включая гидрирование, гидроформилирование и полимеризацию.

Обзор реакции [ править ]

Название реакцииТоварКомментарий
Гидрированиеалканыдобавление водорода
Гидроалкенилированиеалкеныгидрометаллирование / введение / бета-отщепление металлическим катализатором
Реакция присоединения галогена1,2-дигалогенидэлектрофильное добавление галогенов
Гидрогалогенирование ( Марковников )галогеналканыдобавление галогеноводородных кислот
Антимарковниковское гидрогалогенированиегалогеналканысвободные радикалы, опосредованное добавлением галогеноводородных кислот
Гидроаминированиеаминыдобавление связи N – H через двойную связь C – C
Гидроформилированиеальдегидыпромышленный процесс, добавление CO и H 2
Гидрокарбоксилирование и реакция Кохакарбоновая кислотапромышленный процесс, добавление CO и H 2 O.
Карбоалкоксилированиесложный эфирпромышленный процесс, добавление CO и спирта.
алкилированиесложный эфирпромышленный процесс: алкилирование карбоновой кислоты алкеном кремневольфрамовой кислотой в качестве катализатора.
Бишидроксилирование по методу Sharplessдиолыокисление, реагент: четырехокись осмия, хиральный лиганд
Цис- гидроксилирование Вудвордадиолыокисление, реагенты: йод, ацетат серебра
Озонолизальдегиды или кетоныреагент: озон
Метатезис олефиновалкеныдва алкена перегруппировываются с образованием двух новых алкенов
Реакция Дильса – Альдерациклогексеныциклоприсоединение с диеном
Реакция Паусона-Хандациклопентеноныциклоприсоединение с алкином и CO
Гидроборирование – окислениеспиртыреагенты: боран, затем пероксид
Оксимеркурация-редукцияспиртыэлектрофильное добавление ацетата ртути, затем восстановление
Реакция принса1,3-диолыэлектрофильное присоединение с альдегидом или кетоном
Реакция Патерно – Бюхиоксетаныфотохимическая реакция с альдегидом или кетоном
Эпоксидированиеэпоксидэлектрофильное добавление пероксида
Циклопропанированиециклопропаныдобавление карбенов или карбеноидов
Гидроацилированиекетоныокислительное добавление / восстановительное удаление металлическим катализатором
Гидрофосфинированиефосфины

Синтез [ править ]

Промышленные методы [ править ]

Алкены получают крекингом углеводородов . Сырье - это в основном компоненты природного газового конденсата (в основном этан и пропан) в США и на Ближнем Востоке и нафта в Европе и Азии. Алканы распадаются при высоких температурах, часто в присутствии цеолитного катализатора, с образованием смеси преимущественно алифатических алкенов и алканов с более низкой молекулярной массой. Смесь зависит от сырья и температуры и разделяется фракционной перегонкой. В основном он используется для производства небольших алкенов (до шести атомов углерода). [15]

С этим связано каталитическое дегидрирование , при котором алкан теряет водород при высоких температурах с образованием соответствующего алкена. [1] Это обратное каталитическому гидрированию алкенов.

Этот процесс также известен как реформирование . Оба процесса являются эндотермическими и при высоких температурах движутся к алкену за счет энтропии .

Каталитический синтез высших α-алкенов (типа RCH = CH 2 ) также может быть осуществлен реакцией этилена с металлоорганическим соединением триэтилалюминий в присутствии никеля , кобальта или платины .

Реакции элиминации [ править ]

Одним из основных методов синтеза алкенов в лаборатории является удаление алкилгалогенидов, спиртов и подобных соединений в помещении. Наиболее распространенным является β-устранение по механизму E2 или E1 [16], но также известны α-исключения.

Механизм E2 обеспечивает более надежный метод β-элиминирования, чем E1, для большинства синтезов алкенов. Большинство случаев удаления E2 начинается с алкилгалогенида или сложного эфира алкилсульфоновой кислоты (например, тозилата или трифлата ). Когда используется алкилгалогенид, реакция называется дегидрогалогенированием . Для несимметричных продуктов более замещенные алкены (с меньшим количеством атомов водорода, присоединенными к C = C) имеют тенденцию преобладать (см . Правило Зайцева ). Двумя распространенными методами реакций элиминирования являются дегидрогалогенирование алкилгалогенидов и дегидратация спиртов. Типичный пример показан ниже; обратите внимание, что, если возможно, H является анти -уходящей группой, даже если это приводит к менее стабильному Z- изомеру.[17]

Алкены могут быть синтезированы из спиртов путем дегидратации , и в этом случае вода теряется по механизму E1. Например, при дегидратации этанола образуется этилен:

СН 3 СН 2 ОН → Н 2 С = СН 2 + Н 2 О

Алкоголь также могут быть преобразованы в более уходящую группу (например, ксантогената ), с тем чтобы обеспечить более мягкий син элиминирования , такие как устранение Чугаева и ликвидации GRIECO . Связанные реакции включают отщепление β-галогенэфирами ( синтез олефинов Бора ) и сложными эфирами ( пиролиз сложных эфиров ).

Алкены могут быть получены косвенным образом из алкильных аминов . Амин или аммиак не являются подходящей уходящей группой, поэтому амин сначала либо алкилируют (как при отщеплении Хофмана ), либо окисляют до оксида амина ( реакция Копа ), чтобы сделать возможным плавное отщепление. Реакция Коупа представляет собой син- элиминирование, которое происходит при температуре 150 ° C или ниже, например: [18]

Отщепление Хофмана необычно тем, что менее замещенный (отличный от Зайцева ) алкен обычно является основным продуктом.

Алкены образуются из α- галогенсульфонов в реакции Рамберга – Бэклунда через трехчленное кольцевое промежуточное соединение сульфона.

Синтез из карбонильных соединений [ править ]

Другой важный метод синтеза алкена включает создание новой двойной углерод-углеродной связи путем связывания карбонильного соединения (такого как альдегид или кетон ) с эквивалентом карбаниона . Такие реакции иногда называют олефинациями . Наиболее известным из этих методов является реакция Виттига , но известны и другие родственные методы, в том числе реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса .

Реакци Виттига включает взаимодействие альдегида или кетона с реагентом Виттига (или фосфораном) типа Ph 3 P = CHR с получением алкена и Ph 3 P = O . Реагент Виттига легко готовится из трифенилфосфина и алкилгалогенида. Реакция является довольно общей, и допускаются многие функциональные группы, даже сложные эфиры, как в этом примере: [19]

С реакцией Виттига связано олефинирование Петерсона , в котором вместо фосфорана используются реагенты на основе кремния. Эта реакция позволяет выбирать E- или Z- продукты. Если Е -продуктовые желательно, другая альтернатива является Джулия олефинированием , который использует карбанион сгенерированный из фенила сульфона . Олефинирование Такай на основе organochromium промежуточного также поставляет электронные продукты. Соединение титана, реагент Теббе , полезно для синтеза метиленовых соединений; в этом случае вступают в реакцию даже сложные эфиры и амиды.

Пара кетонов или альдегидов может быть деоксигенирована с образованием алкена. Симметричные алкены могут быть получены путем сочетания одного альдегида или кетона с самим собой с использованием восстановления металлического титана ( реакция МакМурри ). Если необходимо связать разные кетоны, требуется более сложный метод, например реакция Бартона – Келлогга .

Отдельный кетон можно также превратить в соответствующий алкен через его тозилгидразон, используя метоксид натрия ( реакция Бэмфорда – Стивенса ) или алкиллитий ( реакция Шапиро ).

Синтез из алкенов: метатезис олефинов и гидровинилирование [ править ]

Основная статья: олефиновый метатезис

В этом процессе используется гетерогенный катализ, содержащий рений и молибден , который в коммерческих целях используется для взаимного превращения этилена и 2-бутена в пропилен: [20]

СН 2 = СН 2 + СН 3 СН = СНСН 3 → 2 СН 2 = СНСН 3

Гидровинилирование, катализируемое переходными металлами, является еще одним важным процессом синтеза алкена, начиная с самого алкена. [21] Он включает присоединение водорода и винильной группы (или алкенильной группы) через двойную связь.

Из алкинов [ править ]

Восстановление алкинов - полезный метод стереоселективного синтеза дизамещенных алкенов. Если желателен цис- алкен, обычно используется гидрирование в присутствии катализатора Линдлара (гетерогенный катализатор, состоящий из палладия, нанесенного на карбонат кальция и обработанного различными формами свинца), хотя гидроборирование с последующим гидролизом обеспечивает альтернативный подход. Восстановление алкина металлическим натрием в жидком аммиаке дает транс- алкен. [22]

Для получения мультизамещенных алкенов карбометалирование алкинов может привести к большому разнообразию производных алкенов.

Перестановки и связанные реакции [ править ]

Алкены можно синтезировать из других алкенов с помощью реакций перегруппировки . Помимо метатезиса олефинов (описанного выше ), можно использовать многие перициклические реакции , такие как еновая реакция и перегруппировка Коупа .

В реакции Дильса-Альдера , A циклогексен производное получают из диеновых и реактивной или электронно-дефицитных алкена.

Номенклатура ИЮПАК [ править ]

Хотя номенклатура широко не соблюдается, согласно IUPAC, алкен - это ациклический углеводород с одной двойной связью между атомами углерода. [3] Олефины включают в себя более широкий набор циклических и ациклических алкенов, а также диенов и полиенов. [4]

Чтобы сформировать корень имен IUPAC для алкенов с прямой цепью, измените инфикс -an- родительского элемента на -en- . Например, CH 3 -CH 3 представляет собой алкан ethANe . Таким образом, название CH 2 = CH 2 - ethENe .

Для алкенов с прямой цепью с 4 или более атомами углерода это название не полностью идентифицирует соединение. Для этих случаев и для разветвленных ациклических алкенов применяются следующие правила:

  1. Найдите самую длинную углеродную цепь в молекуле. Если эта цепь не содержит двойной связи, назовите соединение в соответствии с правилами наименования алканов. Иначе:
  2. Пронумеруйте атомы углерода в этой цепочке, начиная с конца, ближайшего к двойной связи.
  3. Определите местоположение k двойной связи как номер ее первого углерода.
  4. Назовите боковые группы (кроме водорода) согласно соответствующим правилам.
  5. Определите положение каждой боковой группы как номер углеродной цепи, к которой она присоединена.
  6. Напишите позицию и название каждой боковой группы.
  7. Напишите названия алканов с той же цепочкой, заменив суффикс «-ан» на « k -ene».

Положение двойной связи часто вставляется перед названием цепи (например, «2-пентен», а не перед суффиксом («пент-2-ен»).

Позиции указывать не нужно, если они уникальны. Обратите внимание, что двойная связь может означать другую нумерацию цепей, чем та, которая используется для соответствующего алкана: (H
3C)
3C– CH
2- CH
3представляет собой «2,2-диметилпентан», тогда как (H
3C)
3C– CH = CH
2 представляет собой «3,3-диметил-1-пентен».

Для полиенов и циклоалкенов применяются более сложные правила. [5]

Обозначение замещенных гекс-1-енов

Цис - транс изомерия [ править ]

Если двойная связь ациклического моно-ена не первая связь цепи, название, построенное выше , еще не полностью идентифицировать соединение, из - цис - транс - изомерии . Затем необходимо указать, находятся ли две одинарные связи C – C, смежные с двойной связью, на одной стороне ее плоскости или на противоположных сторонах. Для моноалкенов конфигурация часто обозначается префиксом цис - (от латинского «на этой стороне»]] или транс - («поперек», «на другой стороне») перед названием соответственно; как в цис - 2-пентен или транс- 2-бутен.

Разница между цис- и транс- изомерами

В более общем смысле , цис - транс - изомерия будет существовать , если каждый из двух атомов углерода в двойных св зи состоит из двух различных атомов или групп , присоединенных к нему. Принимая во внимание эти случаи, IUPAC рекомендует более общую нотацию EZ вместо префиксов cis и trans . Это обозначение рассматривает группу с наивысшим приоритетом CIP в каждом из двух атомов углерода. Если эти две группы находятся на противоположных сторонах плоскости двойной связи, конфигурация обозначается буквой E (от немецкого entgegen, означающего «противоположный»); если они находятся на одной стороне, это обозначается Z (от немецкого zusammen, "вместе"). Этому обозначению можно обучить мнемоническим символом « Z означает« on ze zame zide »». [23]

Разница между изомерами E и Z

Группы, содержащие двойные связи C = C [ править ]

IUPAC признает два названия углеводородных групп, содержащих двойные углерод-углеродные связи: виниловая группа и аллильная группа. [5]

См. Также [ править ]

  • Альфа-олефин
  • Аннулен
  • Ароматический углеводород («Арен»)
  • Циклоалкен
  • Дендрален
  • Диен
  • Нитроалкен
  • Полиен
  • Radialene


Номенклатурные ссылки [ править ]

  • Правило А-3. Ненасыщенные соединения и одновалентные радикалы [1] Синяя книга ИЮПАК.
  • Правило А-4. Двухвалентные и многовалентные радикалы [2] Синяя книга ИЮПАК.
  • Правила A-11.3, A-11.4, A-11.5 Ненасыщенные моноциклические углеводороды и заместители [3] Синяя книга ИЮПАК.
  • Правило А-23. Гидрированные соединения конденсированных полициклических углеводородов [4] Синяя книга ИЮПАК.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Уэйд, LG (2006). Органическая химия (6-е изд.). Пирсон Прентис Холл . С.  279 . ISBN 978-1-4058-5345-3.
  2. ^ Х. Стивен Стокер (2015): Общая, органическая и биологическая химия . 1232 страницы. ISBN 9781305686182 
  3. ^ a b ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) " alkenes ". DOI : 10,1351 / goldbook.A00224
  4. ^ a b c ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « олефины ». DOI : 10,1351 / goldbook.O04281
  5. ^ a b c Мосс, ГП; Смит, PAS; Тавернье, Д. (1995). «Глоссарий названий классов органических соединений и реакционноспособных промежуточных продуктов на основе структуры (Рекомендации IUPAC 1995 г.)». Чистая и прикладная химия . 67 (8–9): 1307–1375. DOI : 10,1351 / pac199567081307 . S2CID 95004254 . 
  6. ^ «Производство: рост - это норма». Новости химии и техники . 84 (28): 59–236. 10 июля 2006 г. doi : 10.1021 / cen-v084n034.p059 .
  7. ^ Слоан, Н. Дж. А. (ред.). «Последовательность A000631 (Число производных этилена с n атомами углерода)» . Он -лайн энциклопедия целочисленных последовательностей . Фонд OEIS.
  8. ^ a b Barrows, Susan E .; Эберлейн, Томас Х. (2005). «Понимание вращения о двойной связи C = C». J. Chem. Educ . 82 (9): 1329. Bibcode : 2005JChEd..82.1329B . DOI : 10.1021 / ed082p1329 .
  9. ^ a b Бансал, Радж К. (1998). «Правило Бредта» . Органические механизмы реакции (3-е изд.). McGraw-Hill Education . С. 14–16. ISBN 978-0-07-462083-0.
  10. ^ Фосетт, Фрэнк С. (1950). "Правило Бредта двойных связей в атомно-мостиковых кольцевых структурах". Chem. Ред. 47 (2): 219–274. DOI : 10.1021 / cr60147a003 . PMID 24538877 .  
  11. ^ "Правило Бредта". Комплексные органические названия реакций и реагентов . 116 . 2010. С. 525–528. DOI : 10.1002 / 9780470638859.conrr116 . ISBN 978-0-470-63885-9.
  12. ^ Дуань, Сюйфан; Блок, Эрик; Ли, Чжэнь; Коннелли, Тимоти; Чжан, Цзянь; Хуанг, Чжимин; Су, Сюбо; Пан, Йи; Ву, Лифанг (28 февраля 2012 г.). «Решающая роль меди в обнаружении металл-координирующих запахов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (9): 3492–3497. Bibcode : 2012PNAS..109.3492D . DOI : 10.1073 / pnas.1111297109 . ISSN 0027-8424 . PMC 3295281 . PMID 22328155 .   
  13. ^ Streiwieser, A .; Хиткок, Швейцария ; Kosower, EM (1992). «11.6.G. Алкены: реакции: присоединения свободных радикалов». Введение в органическую химию (4-е изд.). Нью-Йорк: Макмиллан. п. 288.
  14. ^ Баптиста, Маурисио S .; Кадет Жан; Маскио, Паоло Ди; Ghogare, Ashwini A .; Грир, Александр; Hamblin, Michael R .; Лоренте, Каролина; Нуньес, Сильвия Кристина; Рибейро, Марта Симойнс; Thomas, Andrés H .; Виньони, Мариана; Йошимура, Таня Матеус (2017). «Реакции фотосенсибилизированного окисления типа I и типа II: рекомендации и механизмы» . Фотохимия и фотобиология . 93 (4): 912–919. DOI : 10.1111 / php.12716 .
  15. ^ Уэйд, LG (2006). Органическая химия (6-е изд.). Пирсон Прентис Холл . С.  309 . ISBN 978-1-4058-5345-3.
  16. ^ Сондерс, WH (1964). Патай, Саул (ред.). Химия алкенов . Wiley Interscience. С. 149–150.
  17. ^ Пиши, DJ; Грин, Фредерик Д.; Депуи, CH (1956). "Исследования по стереохимии. XXV. Затменные эффекты в реакции E21". Журнал Американского химического общества . 78 (4): 790–796. DOI : 10.1021 / ja01585a024 .
  18. ^ Бах, RD; Анджеевский, Денис; Дусольд, Лоуренс Р. (1973). «Механизм ликвидации Коупа». J. Org. Chem . 38 (9): 1742–3. DOI : 10.1021 / jo00949a029 .
  19. ^ Снайдер, Барри Б .; Мацуо, Y; Снайдер, BB (2006). «Синтез энт-таллузина» . Орг. Lett . 8 (10): 2123–6. DOI : 10.1021 / ol0605777 . PMC 2518398 . PMID 16671797 .  
  20. ^ Lionel Delaude, Альфред Ф. уровни NOEL (2005). «Метатезис». Кирк-Отмер Энциклопедия химической технологии . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 0471238961.metanoel.a01 . ISBN 978-0471238966.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  21. Перейти ↑ Vogt, D. (2010). «Катализируемое кобальтом асимметричное гидровинилирование». Энгью. Chem. Int. Эд . 49 (40): 7166–8. DOI : 10.1002 / anie.201003133 . PMID 20672269 . 
  22. ^ Цвайфель, Джордж S .; Нантц, Майкл Х. (2007). Современный органический синтез: введение . Нью-Йорк: WH Freeman & Co., стр.  366 . ISBN 978-0-7167-7266-8.
  23. ^ Джон Э. Макмерри (2014): Органическая химия с биологическими приложениями ; 3-е издание. 1224 страницы. ISBN 9781285842912