Методические указания. Структурная изомерия молекул алкенов (олефинов) обусловлена изомерией углеродного скелета молекул и положением двойных связей

Структурная изомерия молекул алкенов (олефинов) обусловлена изомерией углеродного скелета молекул и положением двойных связей. Для названий олефинов используются заместительная номенклатура ИЮПАК, рациональная и для некоторых соединений – тривиальная номенклатура. В самую длинную углеродную цепочку молекулы при названии по номенклатуре ИЮПАК должна быть включена двойная связь. Двойная связь состоит из d- и π -связей. Поскольку из-за наличия π -связи вращение фрагментов молекулы вокруг двойной связи невозможно, для алкенов с различными заместителями при sp²-гибридных углеродах и одной структурой реализуются различные пространственные конфигурации молекул: так называемые геометрические или цис– и транс– стереоизомеры. Следует отметить, что цис– и транс– изомерия отсутствует, если одинаковые заместители расположены у одного sp²-гибридного атома углерода т.е. атома углерода, связанного двойной связью; π -связь значительно менее прочна энергетически, чем d-связь. Поэтому она во многих реакциях разрывается, образуя две свободные валентности у соседних связанных этой связью атомов углерода. За счет этих валентностей протекают реакции присоединения различных соединений и соединение фрагментов молекул алкенов при полимеризации. Присоединение к несимметричным алкенам вследствие поляризации двойной связи идет в соответствии с зарядами частиц, на которые диссоциирует присоединяемое соединение, при этом порядок присоединения определяется устойчивостью образующихся промежуточных карбокатионов.

В простейших случаях порядок присоединения определяет правило Марковникова. В присутствии перекисей порядок присоединения бромистого водорода зависит от устойчивости образующихся промежуточных радикалов.

Весьма важными для олефинов являются реакции окисления, которые дают кислородсодержащие продукты; в их число входит качественная реакция на двойную связь (реакция Вагнера) и реакция озонирования, с помощью которой устанавливают строение молекул алкенов.

Вопросы для самопроверки

1. Напишите механизм электрофильного присоединения НВr к изобутилену.

2. Напишите структурную формулу алкена, который при озонолизе образует ацетон и пропаналь.

3. Напишите уравнения качественных реакций на двойную связь на примере 2-метилбутена-2.

4. Напишите уравнения реакций взаимодействия изобутилена с НОBr, H₂O, H₂SO₄.

Алкины

Изомерия и номенклатура. Получение ацетилена. Промышленные методы. Получение ацетиленовых углеводородов из галогенопроизводных, алкилированием ацетилена.

Физические свойства ацетиленовых углеводородов. Химические свойства. Общая характеристика. Реакции присоединения и их промышленное значение. Присоединение водорода, галогенов, галогеноводородов, воды, спиртов, карбоновых кислот, синильной кислоты. Кислотный характер алкинов с концевой тройной связью. Реакции замещения; обра­зование ацетиленидов. Изомеризация алкинов. Работы А.Е. Фаворского.

Использование ацетиленовых углеводородов в промышленности.