Alchenele ( olefine , hidrocarburi etilenice ) sunt hidrocarburi nesaturate aciclice care conțin o dublă legătură între atomi de carbon , formând o serie omoloagă cu formula generală C n H 2n .
Atomii de carbon din legătura dublă sunt în stare de hibridizare sp 2 și au un unghi de legătură de 120°. Cea mai simplă alchenă este etilena ( C2H4 ) . Conform nomenclaturii IUPAC , denumirile alchenelor sunt formate din numele alcanilor corespunzători prin înlocuirea sufixului „ -an ” cu „ -ene ”; poziţia dublei legături este indicată printr-o cifră arabă.
Radicalii hidrocarburi derivați din alchene au sufixul „-enil” . Nume banale: CH 2 \u003d CH - "vinil" , CH 2 \u003d CH - CH 2 - "alil" .
Alchenele, numărul de atomi de carbon în care este mai mare de doi, (adică, în plus față de etilenă) au proprii lor izomeri . Alchenele se caracterizează prin izomerie a scheletului de carbon, poziții de legături duble, interclase și geometrice. De exemplu, singurul izomer al propilenei este ciclopropanul ( C3H6 ) prin izomerie interclasă . Începând cu butilenă , există izomeri după poziția dublei legături (butenă-1 și butenă-2), după scheletul de carbon (izobutilenă sau metilpropilenă) și izomeri geometrici (cis-butenă-2 și trans-butenă-). 2). Odată cu creșterea numărului de atomi de carbon dintr-o moleculă, numărul de izomeri crește rapid.
Serii omoloage de alchene:
etena ( etilena ) | C2H4 _ _ _ |
Propenă ( propilenă ) | C3H6 _ _ _ |
butenă ( butilenă ) | C4H8 _ _ _ |
Penten | C5H10 _ _ _ |
Hexen | C6H12 _ _ _ |
Heptenă | C7H14 _ _ _ |
Octena | C8H16 _ _ _ |
nici unul | C9H18 _ _ _ |
decene | C10H20 _ _ _ |
Alchenele pot exista ca izomeri spațiali sau geometrici .
Distinge:
IUPAC recomandă denumirea izomerilor geometrici folosind următoarea nomenclatură:
În conformitate cu teoria hibridizării , se formează o legătură dublă datorită suprapunerii de-a lungul liniei de legătură C-C a orbitalilor hibrizi sp 2 ai atomilor de carbon ( legatura σ ) și suprapunerii laterale a orbitalilor p de carbon (legatura π ).
În starea de hibridizare sp 2 , starea electronică a atomului de carbon poate fi reprezentată după cum urmează:
Toți atomii de etilenă se află în același plan, iar valoarea unghiului de legătură CH este practic de 120°. Centrele atomilor de carbon din etilenă sunt la o distanță de 0,134 nm, adică lungimea dublei legături este ceva mai scurtă decât C-C .
Conform teoriei orbitalilor moleculari , o combinație liniară a doi orbitali 2p atomici de carbon formează doi orbitali π moleculari ai etilenei [1] :
Primul potențial de ionizare al etilenei este de 10,51 eV [2] , ceea ce permite electronului să părăsească relativ ușor (interacțiune electrofilă) din orbital molecular cel mai înalt ocupat (HOMO). În același timp, cel mai mic orbital molecular de legătură (LUMO) al etilenei are o energie destul de scăzută: −1,6–1,8 eV, ceea ce explică ușurința relativă de atașare a electronilor pentru a forma anioni [2] (interacțiune nucleofilă).
Adăugarea unui substituent metil reduce potențialul de ionizare al electronilor π cu aproximativ 0,6–0,8 eV și crește energia LUMO cu 0,2 eV, iar energia HOMO cu 0,7 eV [2] .
Etilena a fost obținută pentru prima dată în 1669 de către chimistul și medicul german I. I. Becher prin acțiunea acidului sulfuric asupra alcoolului etilic . Omul de știință a descoperit că „aerul” său este mai activ din punct de vedere chimic decât metanul, dar nu a putut identifica gazul rezultat și nu i-a atribuit un nume [3] .
În al doilea rând și în același mod, „aerul lui Becher” a fost obținut și descris de chimiștii olandezi J.R. Deiman , Potts-van-Troostvik, Bond și Lauwerenburg în 1795 . Ei l-au numit „oxigen gazos”, deoarece atunci când a interacționat cu clorul , a format un lichid uleios - dicloroetan (acest lucru a devenit cunoscut mai târziu). Franceză pentru „uleioasă” este oléfiant . Chimistul francez Antoine Fourcroix a introdus acest termen în practică, iar când au fost descoperite și alte hidrocarburi de același tip, această denumire a devenit comună pentru întreaga clasă de olefine (sau, în nomenclatura modernă, alchene) [4] .
La începutul secolului al XIX-lea, chimistul francez J. Gay-Lussac a descoperit că etanolul constă din gaz „uleios” și apă. A găsit același gaz și în clorura de etil [5] . În 1828, J. Dumas și P. Bulley au sugerat că etilena este o bază care poate da săruri precum amoniacul . Jakob Berzelius a adoptat această idee, denumind compusul „etherine” și desemnându-l cu litera E [6] .
După ce au stabilit că etilena constă din hidrogen și carbon , pentru o lungă perioadă de timp chimiștii nu au putut scrie formula sa reală. În 1848, Kolbe a scris formula pentru etilenă ca C4H4 , iar Liebig a fost de aceeași părere . J. Dumas a determinat corect compoziţia substanţei, dar structura acesteia a fost încă descrisă greşit: C 2 HH 3 [5] .
În 1862, chimistul organic german E. Erlenmeyer a sugerat prezența unei duble legături în molecula de etilenă, iar în 1870, cunoscutul om de știință rus A. M. Butlerov a recunoscut acest punct de vedere ca fiind corect, confirmându-i natura experimental [7] .
Alchenele aciclice practic nu se găsesc în natură [8] . Cel mai simplu reprezentant al acestei clase de compuși organici - etilena (C 2 H 4 ) - este un hormon pentru plante și este sintetizat în ele în cantități mici.
Una dintre puținele alchene naturale, muscalura ( cis -tricosene-9) este un atractant sexual al muștei femele de casă ( Musca domestica ).
Alchenele inferioare în concentrații mari au un efect narcotic . Membrii superiori ai seriei provoacă, de asemenea, convulsii și iritații ale mucoaselor tractului respirator [9] .
Reprezentanti individuali:
Proprietățile fizice ale alchenelor [10] | |||||
---|---|---|---|---|---|
Nu. | Nume | Formulă | punctul de topire °C | Punct de fierbere, °C | Densitatea, d20 4 |
unu | Etilenă | C2H4 _ _ _ | −169,1 | −103,7 | 0,5700* |
2 | propilenă | C3H6 _ _ _ | −187,6 | −47,7 | 0,5193* |
3 | Butene-1 | C4H8 _ _ _ | −185,3 | −6.3 | 0,5951* |
patru | cis - Butene-2 | CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 | −138,9 | 3.7 | 0,6213 |
5 | trans - Buten-2 | CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 | −105,5 | 0,9 | 0,6042 |
6 | 2-Metilpropen-1 | CH3- C (CH3 ) = CH2 | −140,4 | −7,0 | 0,5942* |
7 | Penten-1 | CH2 \ u003d CH- CH2 - CH2 - CH3 | −165,2 | 30.1 | 0,6405 |
opt | Hexen-1 | CH2 \ u003d CH-CH2 - CH2 - CH2 - CH3 | −139,8 | 63,5 | 0,6730 |
9 | Hepten-1 | C7H14 _ _ _ | −119,0 | 93,6 | 0,6970 |
zece | Octena-1 | C8H16 _ _ _ | −101,7 | 121.3 | 0,7140 |
… | Heptadecene [11] | C17H34 _ _ _ | 4.1 | 284,4 | 0,7811 |
* Valori măsurate la punctul de fierbere.
Alchenele sunt active din punct de vedere chimic. Proprietățile lor chimice sunt în mare măsură determinate de prezența unei duble legături. Pentru alchene, reacțiile de adiție electrofile și reacțiile de adiție radicală sunt cele mai caracteristice . Reacțiile de adiție nucleofile necesită de obicei un nucleofil puternic și nu sunt tipice pentru alchene.
O caracteristică a alchenelor sunt, de asemenea, reacțiile de cicloadiție și metateză .
Alchenele intră cu ușurință în reacții de oxidare , sunt hidrogenate cu agenți reducători puternici sau hidrogen sub acțiunea catalizatorilor și sunt, de asemenea, capabile de substituție radicală .
În aceste reacții , particula atacatoare este un electrofil.
HalogenareHalogenarea alchenelor, care are loc în absența inițiatorilor de reacții radicalice, este o reacție tipică de adiție electrofilă . Se efectuează într-un mediu de solvenți inerți nepolari (de exemplu: CCl 4 ):
Reacția de halogenare este stereospecifică - adiția are loc din părți opuse față de planul moleculei de alchenă [1]
Mecanismul reacțiilor de acest tip în general formează:
Hidrohalogenare
Adăugarea electrofilă de halogenuri de hidrogen la alchene are loc conform regulii lui Markovnikov :
Cu toate acestea, în prezența peroxizilor, adăugarea procedează în principal împotriva acestei reguli ( efectul Harasz ) [1] :
Acest lucru se explică prin faptul că reacția în acest caz se va desfășura în funcție de mecanismul radical și de adăugarea radicalului Br . merge de-a lungul atomului de carbon terminal cel mai accesibil steric al dublei legături:
Hidroborare
Adăugarea hidrurilor de bor la alchene și scindarea lor ulterioară într-un mediu alcalin, descoperită de G. Brown în 1958 , este o reacție atât de importantă, încât omul de știință a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1979 pentru descoperirea și studiul său [12] .
Adăugarea are loc în multe etape cu formarea unui complex intermediar activat ciclic, iar adăugarea de bor are loc împotriva regulii Markovnikov - la cel mai hidrogenat atom de carbon:
În sinteză, de obicei nu se utilizează diboranul în sine , ci complexul său donor-acceptor cu un eter simplu:
Alchilboranii sunt ușor de scindat. Deci sub acțiunea peroxidului de hidrogen într-un mediu alcalin se formează alcooli :
Reacția de hidroborare este o reacție de adiție sin - are ca rezultat aducti cis .
HidratareaReacția de adiție a apei la alchene are loc în prezența acidului sulfuric [13] :
Reacția se desfășoară după regula lui Markovnikov.
AlchilareAdăugarea de alcani la alchene în prezența unui catalizator acid ( HF sau H 2 SO 4 ) la temperaturi scăzute duce la formarea unei hidrocarburi cu o greutate moleculară mai mare și este adesea folosită în industrie [14] :
Această reacție poate avea loc și în funcție de mecanismul radicalilor liberi în absența unui catalizator la temperatură ridicată (500 °C) și presiune (15-30 MPa) [13] .
Alte reacții de adiție electrofileAlchenele sunt, de asemenea, caracterizate prin următoarele reacții de adiție electrofile [13] :
În condiții propice clivajului legăturii omolotice (temperatură ridicată, iradiere, prezența radicalilor liberi etc.), adăugarea la alchene are loc printr-un mecanism radicalic [16] .
după regula lui Markovnikov.
etc.
Mecanism de reacție:
Carbene CR 2 : - particule foarte reactive cu viață scurtă care se pot adăuga cu ușurință la dubla legătură a alchenelor [17] . Ca rezultat al reacției de adiție cu carben, se formează derivați de ciclopropan :
Carbenele în stare singlet , care este mai caracteristică pentru ei , reacționează pentru a da produse de adiție sin stereospecific [13] .
Pe lângă carbena în sine, derivații săi pot intra și în astfel de reacții [13] :
etc.
Adesea, reacțiile de adiție ale carbenelor apar fără dovada directă a prezenței lor libere, adică are loc transferul carbenelor . În acest caz și, de asemenea, dacă generarea unui carben liber este în dubiu, se folosește termenul carbenoid [18] .
În practica de laborator, reacția Simmons-Smith [19] este adesea folosită :
Pentru mai multe informații despre metodele de obținere a carbenelor, consultați articolul Carbene .
Hidrogenarea alchenelor direct cu hidrogen are loc numai în prezența unui catalizator . Platina , paladiul și nichelul servesc ca catalizatori heterogeni de hidrogenare [20] .
Hidrogenarea poate fi efectuată și în fază lichidă cu catalizatori omogene (de exemplu: catalizatorul Wilkinson ((C 6 H 5 ) 3 P) 3 Rh Cl) [20] .
Diimida (NH=NH), diboranul (B 2 H 6 ) și altele pot acționa ca reactivi de hidrogenare [21] .
La temperaturi ridicate (peste 400 °C), reacțiile de adiție de radicali reversibile sunt suprimate. În acest caz, devine posibil să se efectueze înlocuirea atomului de hidrogen în poziția alil, menținând în același timp legătura dublă:
Reacția este radicală și decurge similar cu clorurarea alcanilor.
Bromurarea alilului se realizează de obicei cu N-bromosuccinimidă ( reacția Wohl-Ziegler ) [22] în prezența peroxidului de benzoil în tetraclorura de carbon sau într-un amestec binar de dimetil sulfoxid și apă [20] :
Oxidarea alchenelor se poate produce, în funcție de condițiile și tipurile de reactivi oxidanți, atât cu ruperea dublei legături, cât și cu păstrarea scheletului de carbon.
Oxidare cu agenți oxidanți anorganici
În prima etapă, la alchenă se adaugă oxid de osmiu, apoi, sub acțiunea unui agent reducător ( Zn sau NaHSO 3 ), complexul rezultat trece la diol ( reacția Kriege ).
În mod similar, reacția se desfășoară într-un mediu neutru sau ușor alcalin sub acțiunea KMnO 4 ( reacția Wagner ) [23] :
(cetona)
Oxidare în prezența sărurilor de paladiu
În prezența sărurilor de paladiu , etilena este oxidată la acetaldehidă [1] :
Reacția are loc într-un mediu acid și este o metodă industrială de obținere a acetaldehidei.
În mod similar, acetona se formează din propenă .
EpoxidareSub acțiunea acizilor peroxicarboxilici asupra alchenelor, se formează epoxizi ( reacția Prilezhaev ) [24] :
Reacția de epoxidare este utilizată pentru a produce oxid de etilenă în mod industrial . Oxigenul din aer acționează ca un agent oxidant; procesul are loc pe un catalizator de argint la 200–250 °C sub presiune.
OzonolizaOzonoliza alchenelor se realizează de obicei la temperaturi scăzute (de la -80 la -30 °C) într-un solvent inert ( hexan , tetraclorură de carbon , cloroform , acetat de etil etc.). Produșii direcți ai ozonolizei nu sunt izolați, ci supuși hidrolizei, oxidării sau reducerii ulterioare [23] .
În prima etapă, se adaugă ozon pentru a forma ozonidă . În plus, sub acțiunea unui agent reducător (de exemplu: Zn + CH 3 COOH ), ozonida se descompune:
Dacă luăm un agent reducător mai puternic, să zicem - hidrură de litiu și aluminiu , produsul de reacție va fi alcooli .
În acest caz, descompunerea ozonidei are loc sub acțiunea agenților oxidanți ( peroxid de hidrogen , oxid de argint , peroxiacizi etc. [23] ).
Alchenele în prezența unui catalizator, temperatură și presiune ridicate adaugă CO și H2 pentru a forma aldehide [25 ] :
Reacția CO și H 2 O se desfășoară în mod similar cu formarea acizilor carboxilici [25] :
Dacă se folosește alcool în loc de apă , produsul final al reacției va fi un ester [25] :
Polimerizarea alchenelor poate avea loc atât prin mecanisme radicalilor liberi, cât și cation-anion .
Conform primei metode, se obține polietilenă de înaltă presiune :
Reacția este catalizată de peroxizi.
A doua metodă implică utilizarea acizilor ca catalizatori (polimerizare cationică), compuși organometalici ( catalizatori Ziegler-Natta , polimerizare anioică). Avantajul metodei este posibilitatea de a obține polimeri stereoselectivi.
Reacții de adiție cu radicali liberi
Acest tip de reacție a fost descoperit pentru prima dată la mijlocul secolului trecut când se studia polimerizarea etilenei și apoi a fost folosit în 1966 pentru sinteza industrială a butenei-2.
În 1967, N. Calderon, H. Yu Chen și C. V. Scott au descris metateza alchenelor (în literatura rusă, termenul de reacție de dismutare a alchenei este adesea folosit , cu alte cuvinte, reacția de schimb a atomilor menținând în același timp structura generală a alchenă și legătura sa dublă) sub cataliză clorură de wolfram (VI):
Reacția s-a dovedit a fi atât de importantă în domeniul chimiei practice pregătitoare, încât grupul de cercetare al lui Robert Grubbs , care a dezvoltat o nouă clasă de catalizatori (complecși de ruteniu alchiliden) pentru metateza olefinelor, a primit în 2005 Premiul Nobel pentru Chimie [26] . Acest premiu a fost primit și de francezul Yves Chauvin în 1971, care a propus teoria carbenică a mecanismului reacției de metateză [27] , și americanul Richard Schrock , care a creat primul catalizator organometalic pentru metateza alchenei în 1990 [28] .
În 2008, chimiștii polonezi au demonstrat o reacție de metateză în soluție apoasă folosind un catalizator de ruteniu disponibil comercial [29] .
Aspectele tehnologice ale metatezei alchenelor sunt discutate în articolul: Olefin metathesis: a modern path to polypropylene .
Principala metodă industrială de obținere a alchenelor este cracarea catalitică și la temperatură înaltă a hidrocarburilor de petrol și gaze naturale . Pentru producerea alchenelor inferioare se folosește și reacția de deshidratare a alcoolilor corespunzători .
În practica de laborator , se utilizează de obicei metoda deshidratării alcoolilor în prezența acizilor minerali tari [1] , dehidrohalogenarea și dehalogenarea derivaților de halogen corespunzători; sinteze ale lui Hoffmann, Chugaev, Wittig și Cope [30] .
Pentru mai multe detalii, consultați secțiunile relevante de mai jos.
Aceasta este una dintre metodele industriale de obținere a alchenelor [31] [32] . Temperatura: 350-450°C , catalizator - Cr203 . De asemenea, sunt utilizați catalizatori aluminiu-molibden și aluminiu-platină [33] . Pentru obținerea trans-alchenelor se utilizează MOH / EtOH, pentru derivații cis, NaNH 2 /NH 3
Eliminarea halogenilor din dihaloalcani are loc în prezența zincului [34] :
Dehidrohalogenarea se realizează atunci când este încălzită prin acțiunea soluțiilor alcoolice de alcaline [35] :
Când halogenura de hidrogen este eliminată , se formează un amestec de izomeri , predominantul căruia este determinat de regula Zaitsev : eliminarea unui proton are loc dintr-un atom de carbon mai puțin hidrogenat.
Deshidratarea alcoolilor se realizează la o temperatură ridicată a băii în prezența acizilor minerali puternici [34] :
În practica modernă, alchenele din alcooli secundari și terțiari sunt, de asemenea, obținute folosind un reactiv de deshidratare, reactivul Burgess [19] :
Hidrogenarea parțială a alchinelor necesită condiții speciale și prezența unui catalizator (de exemplu, paladiu dezactivat - catalizatorul Lindlar ) [34] :
( izomer cis )
( izomer trans )
Reacția Wittig este o sinteză stereoselectivă a alchenelor prin interacțiunea compușilor carbonilici și alchilidenfosforani (iluri ale sărurilor de fosfoniu) [36] :
Pentru a transforma sărurile de fosfoniu în iluri , se folosesc butilitiu , hidrură, amidă sau alcoxid de sodiu, precum și alte baze puternice.
O mare varietate de compuși carbonilici pot reacționa, inclusiv aldehide aromatice și alifatice și cetone , inclusiv cele care conțin legături duble și triple și diferite grupe funcționale .
În practica de laborator, o modificare mai modernă ( 1959 ) a reacției Wittig este adesea folosită - reacția Horner-Wadsworth-Emmons [37] :
Avantajul utilizării fosfonaților este că fosfații formați în timpul reacției sunt ușor spălați cu apă. În plus, reacția face posibilă alegerea direcției optice de eliminare, producând izomeri trans- (control termodinamic) sau cis (control cinetic) [19] .
Reacția Knoevenagel este condensarea aldehidelor sau cetonelor cu compuși care conțin o grupare CH2 activă [19] :
[ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13] .
Reacția Chugaev este interacțiunea alcoolilor cu CS2 și NaOH , urmată de metilare și piroliza ulterioară a S-metilxantaților rezultați [38] :
Metilarea exhaustivă Hoffmann este descompunerea bazelor de amoniu cuaternar în alchenă, amină terțiară și apă [39] :
În prima etapă a reacției, amina este transformată prin acțiunea iodurii de metil în iodură de amoniu cuaternar, care este apoi transformată în hidroxid prin acțiunea oxidului de argint, iar în final, ultima etapă, descompunerea, se realizează la 100°C. –200 °C, adesea sub presiune redusă [40] .
Eliminarea conform lui Hoffmann duce la formarea celor mai puțin substituite alchene (împotriva regulii Zaitsev).
Metoda este utilizată în principal pentru obținerea unor alchene ciclice și în chimia alcaloizilor [40] .
Reacția Cope este descompunerea N-oxizilor aminelor terțiare [40] :
Reacția Bourda - eliminarea bromului și grupării etoxi din eteri bromoalchiletil sub acțiunea prafului de zinc [41] :
Sinteza din tosilhidrazone
Alchenele pot fi obținute prin descompunerea tosilhidrazonelor sub acțiunea bazelor ( reacția Bamford-Stevens și reacția Shapiro ) [42] :
Reacția Bamford-Stevens și reacția Shapiro urmează același mecanism. În primul caz, se utilizează sodiu , metoxid de sodiu, hidruri de litiu sau de sodiu, amida de sodiu etc.. În al doilea: reactivi allkillithium și Grignard . În reacția Bamford-Stevens se formează mai multe alchene substituite, iar în reacția Shapiro, cele mai puțin substituite alchene [43] .
Reacția PerkinReacția Perkin este interacțiunea aldehidelor aromatice cu anhidridele acidului carboxilic în prezența catalizatorilor bazici (săruri alcaline ale acizilor carboxilici, amine terțiare etc.) [44] :
Decarboxilarea ulterioară a acidului rezultat poate da alchena corespunzătoare.
Sinteza Corey-WinterOlefinare Julia-Lijo
Adesea, reacția Wagner este utilizată pentru identificarea alchenelor : decolorarea unei soluții de permanganat de potasiu într-un mediu ușor alcalin (oxidarea alchenelor la glicoli). O altă opțiune este decolorarea unei soluții de brom în tetraclorură de carbon în absența degajării de bromură de hidrogen ( reacție de adiție ) [45] .
Aceste chimie sunt foarte generale, neselective și nu se poate garanta că detectează alchene. Pentru a confirma prezența unei duble legături într-un compus, se folosesc metode de spectroscopie.
Spectrele de masă ale alchenelor conțin vârfuri M + mai intense în comparație cu alcanii [46] . Există o metodă expresă eficientă pentru studiul spectrometric de masă al structurii alchenelor, care constă în studierea spectrelor de masă ale alcanilor corespunzători formați în timpul hidrogenării în fază gazoasă a alchenelor într-un flux de hidrogen (cat. Pt , Pd ) într-un microreactor situat între un gazcromatograf și un spectrometru de masă [47 ] .
Alchenele cu legături duble izolate au o bandă de absorbție largă (ε de la 6500 la 12000) datorită tranziției π→π în regiunea 165–200 nm. Prezența substituenților alchil deplasează această bandă în regiunea cu lungime de undă lungă [48] .
Spectrele IR ale alchenelor au benzi caracteristice prezentate în tabel, cauzate de vibrațiile de întindere ale legăturilor C=C și CH [49] :
Tipuri de vibrații și grupuri | Interval, cm −1 | Notă |
---|---|---|
Vibrațiile de întindere ale legăturilor C–H | ||
R2C = CH2 _ | 3095-3075 | Multipletele pot fi văzute |
R2C = CHR | 3045-3010 | Diferențierea izomerilor cis și trans nu este posibilă |
Vibrațiile de deformare ale legăturilor C–H | ||
RCH= CH2 | 990, 910 | |
R,RC= CH2 | aproximativ 890 | |
R,RC=CHR | 840-790 | |
trans -RCH=CHR | in jur de 950 | |
cis −RCH=CHR | 730-665 | |
Vibrațiile de întindere ale legăturilor C=C | ||
trans −RCH=CHR | pe la 1675 | Benzi de intensitate moderată și mare, potrivite pentru identificarea sistemelor aciclice și nestresate |
cis −RCH=CHR | pe la 1660 | |
RCH = CR1R2 _ | pe la 1670 | |
R2C = CH2 _ | pe la 1650 | |
RCH= CH2 | pe la 1640 | |
C=C−C=C | 1645-1600 | Poziția benzii, care este mai intensă decât cea a alchenelor, depinde de geometria sistemului conjugat. |
C=C−C=O | 1660-1580 | |
C=C−(C=C)n | 1650-1580 | Benzile au o structură multiplet, iar în mare n se contopesc într-o bandă largă |
ArC=C | pe la 1630 | Poziția benzii depinde de poziția și natura substituenților |
Metodele spectroscopice RMN pentru analiza alchenelor fac posibilă identificarea semnalelor atomilor de hidrogen ai alchenelor, obținând astfel informații importante despre structura hidrocarburilor. Aceste semnale se află în intervalul 4-8 ppm. Există o dependență empirică care face posibilă calcularea cu precizie a deplasărilor protonilor în alchene [50] :
5 C=CH = 5,25 + Z hem + Z cis + Z trans
unde parametrii de screening Z-additiv ai substituenților corespunzători.
Valorile Z pentru substituenții individuali sunt prezentate în tabelul [50] :
Adjunct | Z bijuterie | Z cis | Z trans |
---|---|---|---|
H | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
alchil | 0,45 | -0,22 | -0,28 |
alchil (ciclu)* | 0,69 | -0,25 | -0,28 |
CH2Ar _ _ | 1.05 | -0,29 | -0,32 |
CH 2 X (X:F, Cl, Br) | 0,70 | 0,11 | -0,04 |
CH2OH _ _ | 0,64 | -0,01 | -0,02 |
CH2NH2 _ _ _ | 0,58 | -0,10 | -0,08 |
C=C (izolat) | 1.00 | -0,09 | -0,23 |
C=C (conjugat) | 1.24 | 0,02 | -0,05 |
Ar | 1,38 | 0,36 | -0,07 |
Cl | 1.08 | 0,18 | 0,13 |
Br | 1.07 | 0,45 | 0,55 |
SAU | 1.22 | -1.07 | -1,21 |
OC(O)R | 2.11 | -0,35 | -0,64 |
CHO | 1.02 | 0,95 | 1.17 |
COOH | 0,97 | 1.41 | 0,71 |
COOR | 0,80 | 1.18 | 0,55 |
* - Legătura dublă și alchil sunt incluse în ciclu
Alchenele sunt cele mai importante materii prime chimice.
Etilena este folosită pentru a produce o serie de compuși chimici: clorură de vinil , stiren , etilen glicol , oxid de etilenă , etanolamine , etanol , dioxan , dicloroetan , acetaldehidă și acid acetic [ 34] . Polimerizarea etilenei și a derivaților săi direcți produce polietilenă , acetat de polivinil , clorură de polivinil , cauciucuri și uleiuri lubrifiante .
Producția mondială de etilenă este de aproximativ 100 de milioane de tone pe an [51] (conform datelor din 2005: 107 milioane de tone [52] ).
Propilena este utilizată în industrie în principal pentru sinteza polipropilenei (62% din volumul total produs [53] ). De asemenea, produce cumen , oxid de propilenă, acrilonitril , izopropanol , glicerină , aldehidă butirică [34] .
În prezent, capacitatea mondială de producție de propilenă este de aproximativ 70 de milioane de tone pe an [53] . Conform previziunilor experților, necesarul de propilenă în viitorul apropiat va depăși semnificativ volumul producției sale și este de așteptat ca până în 2010 volumul producției sale mondiale să ajungă la 90 de milioane de tone [54] .
Butilenele sunt utilizate pentru producerea de butadienă , izopren , poliizobutilenă , cauciuc butilic , metil etil cetonă etc. [55] .
Izobutilenă - materie primă pentru producția de cauciuc butilic, izopren , terț-butanol ; utilizat pentru alchilarea fenolilor în sinteza surfactanților. Copolimerii săi cu butenele sunt utilizați ca aditivi pentru uleiuri și etanșanți.
Alchenele superioare C10 - C18 sunt utilizate în sinteza surfactanților , precum și pentru obținerea de alcooli superiori .
hidrocarburi | |
---|---|
Alcani | |
Alchenele | |
Alchinele | |
dienes | |
Altele nesaturate | |
Cicloalcani | |
Cicloalchene | |
aromatice | |
Policiclic | Decalin |
Aromatice policiclice | |
|
Clase de compuși organici | |
---|---|
hidrocarburi | |
Conținând oxigen | |
Conținând azot | |
Sulf | |
Conțin fosfor | |
haloorganic | |
organosiliciu | |
Organoelement | |
Alte clase importante |