Alkene - Alkene

3D model ethylenu , nejjednoduššího alkenu.

V chemii , An alken je uhlovodík obsahující uhlík -uhlík dvojnou vazbu .

Alken je často používán jako synonymum olefinu , tj. Jakéhokoli uhlovodíku obsahujícího jednu nebo více dvojných vazeb. Rozlišují se dva obecné typy monoalkenů: terminální a interní. Koncové alkeny, nazývané také α-olefiny , jsou užitečnější.

Nicméně, IUPAC doporučuje používat název „alken“ pouze pro acyklických uhlovodíků s pouhým jedním dvojnou vazbou; alkadin , alkatrin atd. nebo polyen pro acyklické uhlovodíky se dvěma nebo více dvojnými vazbami; cykloalken , cykloalkadin atd. pro cyklické; a „olefin“ pro obecnou třídu - cyklický nebo acyklický, s jednou nebo více dvojnými vazbami.

Acyklické alkeny, pouze s jednou dvojnou vazbou a bez dalších funkčních skupin (známé také jako mono-eny ) tvoří homologické řady z uhlovodíků s obecným vzorcem C n H 2 n s n je 2 nebo více (což je dva atomy vodíku menší než odpovídající alkan ). Když n je čtyři nebo více, jsou možné izomery , rozlišené podle polohy a konformace dvojné vazby.

Alkeny jsou obecně bezbarvé nepolární sloučeniny, poněkud podobné alkanům, ale reaktivnější. Prvních několik členů série jsou plyny nebo kapaliny při pokojové teplotě. Nejjednodušší alken, ethylen (C 2 H 4 ) (nebo „ethen“ v nomenklatuře IUPAC ), je organická sloučenina vyráběná v největším průmyslovém měřítku.

Aromatické sloučeniny jsou často čerpány jako cyklické alkeny, ale jejich struktura a vlastnosti jsou dostatečně odlišné, takže nejsou klasifikovány jako alkeny nebo olefiny. Uhlovodíky se dvěma překrývajícími se dvojnými vazbami (C = C = C) se nazývají alleny - nejjednodušší taková sloučenina se sama nazývá allen - a ty se třemi nebo více překrývajícími se vazbami (C = C = C = C, C = C = C = C = C atd.) Se nazývají kumuleny . Někteří autoři nepovažují alleny a kumuleny za „alkeny“.

Strukturální izomerismus

Alkeny se čtyřmi nebo více atomy uhlíku mohou tvořit různé strukturní izomery . Většina alkenů jsou také izomery cykloalkanů . Acyklické alkenové strukturní izomery s pouze jednou dvojnou vazbou následují:

Mnoho z těchto molekul vykazuje cis – trans izomerismus . Mohou také existovat chirální atomy uhlíku, zejména ve větších molekulách (od C 5 ). Počet potenciálních izomerů se rychle zvyšuje s dalšími atomy uhlíku.

Struktura a lepení

Lepení

Ethylen (ethen), ukazující pí vazbu zeleně

Dvojitá vazba uhlík -uhlík se skládá z vazby sigma a . Tato dvojná vazba je silnější než jednoduchá kovalentní vazba (611  kJ / mol pro C = C vs. 347 kJ / mol pro C – C), ale není dvakrát tak silná. Dvojité vazby jsou kratší než jednoduché vazby s průměrnou délkou vazby 1,33 Å (133 pm ) vs 1,53 Å pro typickou CC jednoduchou vazbu.

Každý atom uhlíku dvojné vazby používá své tři hybridní orbitaly sp 2 k vytvoření vazeb sigma na tři atomy (druhý atom uhlíku a dva atomy vodíku). Nehybridizované 2p atomové orbitaly, které leží kolmo na rovinu vytvořenou osami tří hybridních orbitálů sp², se spojí a vytvoří vazbu pi. Tato vazba leží mimo hlavní osu C – C, přičemž polovina vazby je na jedné straně molekuly a půl na druhé straně. Při síle 65 kcal/mol je vazba pí výrazně slabší než vazba sigma.

Rotace kolem dvojné vazby uhlík -uhlík je omezena, protože je spojena s energetickými náklady na porušení zarovnání p orbitálů na dvou atomech uhlíku. V důsledku toho se cis nebo trans izomery interkonvertují tak pomalu, že s nimi lze volně manipulovat za okolních podmínek bez izomerizace. Složitější alkeny mohou být jmenovány s E - Z notace pro molekuly se třemi nebo čtyřmi různými substituenty (postranní skupiny). Například z izomerů butenu se dvě methylové skupiny ( Z ) -but-2 -enu (aka cis -2-butenu) objevují na stejné straně dvojné vazby a v ( E ) -but-2 -en (aka trans -2 -buten) methylové skupiny se objevují na opačných stranách. Tyto dva izomery butenu mají odlišné vlastnosti.

Tvar

Jak předpovídá model odpuzování elektronových párů VSEPR , molekulární geometrie alkenů zahrnuje úhly vazby kolem každého atomu uhlíku v dvojné vazbě asi 120 °. Úhel se může lišit v důsledku sterického kmene zavedeného nevázanými interakcemi mezi funkčními skupinami připojenými k atomům uhlíku dvojné vazby. Například úhel vazby C – C – C v propylenu je 123,9 °.

U přemostěných alkenů Bredtovo pravidlo uvádí, že dvojitá vazba nemůže na můstku můstkového prstencového systému nastat, pokud nejsou prsteny dostatečně velké. Podle Fawcetta a definování S jako celkového počtu atomů předmostí v prstencích vyžadují bicyklické systémy  stabilitu S ≥ 7 a tricyklické systémy vyžadují S  ≥ 11.

Fyzikální vlastnosti

Mnoho fyzikálních vlastností alkenů a alkanů je podobných: jsou bezbarvé, nepolární a hořlavé. Fyzikální stav závisí na molekulové hmotnosti : jako odpovídající nasycené uhlovodíky, nejjednodušší alkeny ( ethylen , propylen , a butenu ) jsou plyny při teplotě místnosti. Lineární alkeny s přibližně pěti až šestnácti atomy uhlíku jsou kapaliny a vyšší alkeny jsou voskovité pevné látky. Teplota tání pevných látek se také zvyšuje s nárůstem molekulové hmotnosti.

Alkeny obecně mají silnější pachy než jejich odpovídající alkany. Ethylen má sladkou a zatuchlou vůni. Vazba měďnatého iontu na olefin v savčím čichovém receptoru MOR244-3 se podílí na vůni alkenů (stejně jako thiolů). Zejména u napjatých alkenů, jako je norbornen a trans -cyklooktan, je známo, že mají silné, nepříjemné pachy, což je v souladu se silnějšími komplexy π, které tvoří s kovovými ionty včetně mědi.

Reakce

Alkeny jsou relativně stabilní sloučeniny, ale jsou reaktivnější než alkany . Většina reakcí alkenů zahrnuje adice k této pí vazbě, za vzniku nových jednoduchých vazeb . Alkeny slouží jako výchozí surovina pro petrochemický průmysl, protože se mohou účastnit celé řady reakcí, zejména polymerace a alkylace.

Kromě ethylenu mají alkeny dvě místa reaktivity: vazbu pi-uhlík-uhlík a přítomnost allylických center CH. První z nich dominuje, ale allylické místo je také důležité.

Adiční reakce

Alkeny reagují v mnoha adičních reakcích , ke kterým dochází otevřením dvojné vazby. Většina těchto adičních reakcí sleduje mechanismus elektrofilní adice . Příklady jsou hydrohalogenace , halogenace , tvorba halohydrinu , oxymerkurace , hydroborace , adice dichlorkarbenu , Simmons -Smithova reakce , katalytická hydrogenace , epoxidace , radikálová polymerace a hydroxylace .

Elektrofilní přidání

Hydrogenace a související hydroelementace

Hydrogenací alkenů vznikají odpovídající alkany . Reakce se někdy provádí pod tlakem a při zvýšené teplotě. Kovové katalyzátory jsou téměř vždy nutné. Běžné průmyslové katalyzátory jsou na bázi platiny , niklu a palladia . Rozsáhlou aplikací je výroba margarínu .

Kromě přidání HH přes dvojnou vazbu lze přidat mnoho dalších HX. Tyto procesy mají často velký komerční význam. Jedním příkladem je přidání H-SiR 3 , tj hydrosilylací . Tato reakce se používá k výrobě organokřemičitých sloučenin . Další reakcí je kyanizace , přidání H-CN přes dvojnou vazbu.

Hydratace

Hydratace , přidání vody přes dvojnou vazbu alkenů, poskytuje alkoholy . Reakce je katalyzována kyselinou fosforečnou nebo kyselinou sírovou . Tato reakce se provádí v průmyslovém měřítku za vzniku syntetického ethanolu .

CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 OH

Alkeny lze také převést na alkoholy pomocí reakce oxymerkurace – demercurace , hydroborace – oxidace nebo pomocí hydratace Mukaiyama .

Halogenace

Při elektrofilní halogenaci poskytuje přidání elementárního bromu nebo chloru k alkenům vicinální dibromo- a dichloralkany (1,2-dihalogenidy nebo ethylen dihalogenidy). Odbarvení roztoku bromu ve vodě je analytický test na přítomnost alkenů:

CH 2 = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br

Související reakce se také používají jako kvantitativní měřítka nenasycení, vyjádřená jako bromové číslo a jodové číslo sloučeniny nebo směsi.

Hydrohalogenace

Hydrohalogenace je přidání halogenovodíků , jako je HCl nebo HI , k alkenům za vzniku odpovídajících halogenalkanů :

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

Pokud jsou dva atomy uhlíku na dvojné vazbě spojeny s různým počtem atomů vodíku, halogen se nachází přednostně na uhlíku s menším počtem vodíkových substituentů. Tento vzorec je známý jako Markovnikovovo pravidlo . Použití radikálových iniciátorů nebo jiných sloučenin může vést k opačnému výsledku produktu. Zejména kyselina bromovodíková je náchylná k tvorbě radikálů v přítomnosti různých nečistot nebo dokonce atmosférického kyslíku, což vede k obrácení Markovnikovova výsledku:

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

Tvorba halohydrinu

Alkeny reagují s vodou a halogeny za vzniku halohydrinů adiční reakcí. Objevuje se Markovnikovova regiochemie a anti-stereochemie.

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

Oxidace

Alkeny reagují s perkarboxylovými kyselinami a dokonce i s peroxidem vodíku za vzniku epoxidů :

RCH = CH 2 + RCO 3 H → RCHOCH 2 + RCO 2 H

U ethylenu se epoxidace provádí ve velkém průmyslovém měřítku za použití kyslíku za přítomnosti katalyzátorů:

C 2 H 4 + 1/2 O 2 → C 2 H 4 O

Alkeny reagují s ozonem, což vede k štěpení dvojné vazby. Tento proces se nazývá ozonolýza . Reakční postup často obsahuje mírné redukční činidlo, jako je dimethylsulfid (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

Když se zpracuje s horkým se koncentruje, okyselí roztokem KMnO 4 , alkeny se štěpí ketony a / nebo karboxylové kyseliny . Stechiometrie reakce je citlivá na podmínky. Tuto reakci a ozonolýzu lze použít k určení polohy dvojné vazby v neznámém alkenu.

Oxidaci lze zastavit spíše vicinálním diolem než úplným štěpením alkenu použitím oxidu osmičelého nebo jiných oxidantů:

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

Tato reakce se nazývá dihydroxylace .

V přítomnosti vhodného fotosenzibilizátoru , jako je methylenová modř a světlo, mohou alkeny podstoupit reakci s reaktivními druhy kyslíku generovanými fotosenzibilizátorem, jako jsou hydroxylové radikály , singletový kyslík nebo superoxidový iont. Reakce excitovaného senzibilizátoru mohou zahrnovat přenos elektronů nebo vodíku, obvykle s redukujícím substrátem (reakce typu I) nebo interakce s kyslíkem (reakce typu II). Tyto různé alternativní procesy a reakce lze řídit volbou specifických reakčních podmínek, což vede k široké škále produktů. Běžným příkladem je [4+2]- cykloadice singletového kyslíku s dienem, jako je cyklopentadien, za vzniku endoperoxidu :

Generování singletového kyslíku a jeho [4+2] -cykloadice cyklopentadienem

Dalším příkladem je Schenck en reakce , ve které singletový kyslík reaguje s allylovou strukturou, čímž se získá provedena allyl peroxid :

Reakce singletového kyslíku s allylovou strukturou za vzniku allylperoxidu

Polymerizace

Koncové alkeny jsou prekurzory polymerů prostřednictvím procesů nazývaných polymerace . Některé polymerace mají velký ekonomický význam, protože vznikají jako plastový polyetylen a polypropylen . Polymery z alkenu se obvykle označují jako polyolefiny, i když neobsahují žádné olefiny. Polymerizace může probíhat různými mechanismy. konjugované dieny, jako je buta-1,3-dien a isopren (2-methylbuta-1,3-dien), také produkují polymery, jedním příkladem je přírodní kaučuk.

Komplexace kovů

Struktura bis (cyklooktadien) niklu (0) , komplex kov -alken

Alkeny jsou ligandy v komplexech alkenu přechodových kovů . Dvě uhlíková centra se váží na kov pomocí C-C pi- a pi*-orbitálů. Mono a diolefiny se často používají jako ligandy ve stabilních komplexech. Cyklooktadien a norbornadien jsou oblíbená chelatační činidla a dokonce i samotný ethylen se někdy používá jako ligand, například v Zeiseově soli . Komplexy kov-alken jsou navíc meziprodukty v mnoha kovem katalyzovaných reakcích, včetně hydrogenace, hydroformylace a polymerace.

Přehled reakcí

Název reakce Produkt Komentář
Hydrogenace alkany přidání vodíku
Hydroalkenylace alkeny hydrometalace / inzerce / beta-eliminace kovovým katalyzátorem
Halogenová adiční reakce 1,2-dihalogenid elektrofilní přidání halogenů
Hydrohalogenace ( Markovnikov ) haloalkany přidání halogenovodíkových kyselin
Anti-Markovnikov hydrohalogenation haloalkany volnými radikály zprostředkované přidáním halogenovodíkových kyselin
Hydroaminaci aminy přidání N – H vazby přes C – C dvojnou vazbu
Hydroformylace aldehydy průmyslový proces, přidání CO a H 2
Hydrokarboxylace a Kochova reakce karboxylová kyselina průmyslový proces, přídavek CO a H 2 O.
Karboalkoxylace ester průmyslový proces, přidání CO a alkoholu.
alkylace ester průmyslový proces: alken alkylační karboxylová kyselina katalyzátorem s kyselinou křemičitou wolframovou .
Ostrá bishydroxylace dioly oxidace, činidlo: oxid osmičelý, chirální ligand
Woodward cis -hydroxylace dioly oxidace, činidla: jód, octan stříbrný
Ozonolýza aldehydy nebo ketony činidlo: ozón
Metateze olefinů alkeny dva alkeny se přeskupí a vytvoří dva nové alkeny
Diels -Alderova reakce cyklohexeny cykloadice s dienem
Pauson -Khandova reakce cyklopentenony cykloadice s alkynem a CO
Hydroborace - oxidace alkoholy činidla: boran, pak peroxid
Redukce oxidace polymerace alkoholy elektrofilní přidání octanu rtuťnatého, poté redukce
Prinsova reakce 1,3-dioly elektrofilní adice s aldehydem nebo ketonem
Paterno – Büchiho reakce oxetany fotochemická reakce s aldehydem nebo ketonem
Epoxidace epoxid elektrofilní přidání peroxidu
Cyklopropanace cyklopropany přidání karbenů nebo karbenoidů
Hydroacylace ketony oxidační adice / reduktivní eliminace kovovým katalyzátorem
Hydrofosfinace fosfiny

Syntéza

Průmyslové metody

Alkeny se vyrábějí krakováním uhlovodíků . Surovinami jsou převážně složky kondenzátu zemního plynu (hlavně ethan a propan) v USA a na Středním východě a nafta v Evropě a Asii. Alkany se štěpí při vysokých teplotách, často v přítomnosti zeolitového katalyzátoru, za vzniku směsi primárně alifatických alkenů a alkanů s nižší molekulovou hmotností. Směs je závislá na teplotě a surovině a je oddělena frakční destilací. Používá se hlavně k výrobě malých alkenů (až šesti uhlíků).

Prasknutí n-oktanu za vzniku pentanu a propenu

S tím souvisí katalytická dehydrogenace , kdy alkan ztrácí vodík při vysokých teplotách za vzniku odpovídajícího alkenu. Toto je opak katalytické hydrogenace alkenů.

Dehydrogenace butanu za vzniku butadienu a izomerů butenu

Tento proces je také známý jako reformování . Oba procesy jsou endotermické a entropií jsou za vysokých teplot poháněny směrem k alkenu .

Katalytická syntéza vyšší alfa-alkenů (typu RCH = CH 2 ), může být také dosaženo reakcí ethylenu s organokovovou sloučeninou triethylaluminia v přítomnosti niklu , kobaltu , nebo platina .

Eliminační reakce

Jednou z hlavních metod syntézy alkenu v laboratoři je pokojová eliminace alkylhalogenidů, alkoholů a podobných sloučenin. Nejběžnější je β-eliminace mechanismem E2 nebo E1, ale známé jsou také α-eliminace.

Mechanismus E2 poskytuje pro většinu alkenových syntéz spolehlivější metodu eliminace β než E1. Většina eliminací E2 začíná alkylhalogenidem nebo alkylsulfonátovým esterem (jako je tosylát nebo triflát ). Když se použije alkylhalogenid, reakce se nazývá dehydrohalogenace . U nesymetrických produktů mají tendenci převládat více substituované alkeny (ty s méně vodíky připojenými k C = C) (viz Zaitsevovo pravidlo ). Dvě běžné metody eliminačních reakcí jsou dehydrohalogenace alkylhalogenidů a dehydratace alkoholů. Typický příklad je uveden níže; všimněte si, že pokud je to možné, je H proti odstupující skupině, i když to vede k méně stabilnímu Z -izomeru.

Příklad eliminace E2

Alkeny lze syntetizovat z alkoholů dehydratací , v takovém případě se voda ztrácí mechanismem E1. Například dehydratací ethanolu vzniká ethylen:

CH 3 CH 2 OH → H 2 C = CH 2 + H 2 O

Alkohol může být také přeměněn na lépe odstupující skupinu (např. Xanthát ), aby byla umožněna mírnější eliminace syn , jako je Chugaevova eliminace a Grieco eliminace . Mezi související reakce patří eliminace β-haloethery ( syntéza Boordových olefinů ) a estery ( esterová pyrolýza ).

Alkeny mohou být připraveny nepřímo z alkylových aminů . Amin nebo amoniak není vhodnou odstupující skupinou, takže amin je nejprve buď alkylován (jako při Hofmannově eliminaci ), nebo oxidován na aminoxid ( Copeova reakce ), aby byla možná hladká eliminace. Copeova reakce je syn -eliminace, ke které dochází při teplotě 150 ° C nebo nižší, například:

Syntéza cyklooktenu pomocí Copeovy eliminace

Hofmannova eliminace je neobvyklá v tom, že hlavním produktem je obvykle méně substituovaný (ne Zaitsev ) alken.

Alkeny jsou generovány z α-halogen sulfonů v reakci Ramberg-Backlund , přes tříčlenným kruhem sulfonu meziproduktu.

Syntéza z karbonylových sloučenin

Další důležitá metoda pro syntézu alkenu zahrnuje konstrukci nové dvojné vazby uhlík -uhlík navázáním karbonylové sloučeniny (jako je aldehyd nebo keton ) na karbanionový ekvivalent. Takové reakce se někdy nazývají olefinace . Nejznámější z těchto metod je Wittigova reakce , ale jsou známy i jiné související metody, včetně Horner-Wadsworth-Emmonsovy reakce .

Wittigova reakce zahrnuje reakci aldehydu nebo ketonu s Wittigovým činidlem (nebo fosforanem) typu Ph 3 P = CHR za vzniku alkenu a Ph 3 P = O . Činidlo Wittig se samo připravuje snadno z trifenylfosfinu a alkylhalogenidu. Reakce je celkem obecná a mnoho funkčních skupin je tolerováno, dokonce i estery, jako v tomto příkladu:

Typický příklad Wittigovy reakce

S Wittigovou reakcí souvisí Petersonova olefinace , která místo fosforu používá činidla na bázi křemíku. Tato reakce umožňuje výběr E- nebo Z -produktů. Pokud E je žádoucí -Produkt, další alternativou je Julia olefinace , který používá karbanion generovaný z fenylové sulfonu . Takai Olefinace na základě organochromium mezilehlé také poskytuje elektronických produktů. Sloučenina titanu, Tebbeho činidlo , je užitečná pro syntézu methylenových sloučenin; v tomto případě dokonce reagují estery a amidy.

Dvojici ketonů nebo aldehydů lze deoxygenovat za vzniku alkenu. Symetrické alkeny mohou být připraveny z jediné aldehydové nebo ketonové kopulace s ní samotnou, za použití redukce kovového titanu ( McMurryho reakce ). Pokud mají být spojeny různé ketony, je zapotřebí komplikovanější metoda, například Barton -Kelloggova reakce .

Jeden keton lze také převést na odpovídající alken prostřednictvím jeho tosylhydrazonu za použití metoxidu sodného ( Bamford -Stevensova reakce ) nebo alkyllithia ( Shapirova reakce ).

Syntéza z alkenů

Vytváření delších alkenů prostřednictvím postupné polymerace menších je atraktivní, protože ethylen (nejmenší alken) je levný a snadno dostupný a ročně se vyrobí stovky milionů tun. Proces Ziegler – Natta umožňuje vytvoření velmi dlouhých řetězců, například řetězců používaných pro polyethylen . Tam, kde jsou požadovány kratší řetězce, jako pro výrobu povrchově aktivních látek , pak jsou důležité způsoby zahrnující krok metateze olefinu , jako je například Shellův proces s vyšším olefinem .

Metateze olefinu se také komerčně používá pro interkonverzi ethylenu a 2-butenu na propylen. V tomto procesu se používá heterogenní katalýza obsahující rhenium a molybden :

CH 2 = CH 2 + CH 3 CH = CHCH 3 → 2 CH 2 = CH-CH 3

Hydrovinylace katalyzovaná přechodným kovem je dalším důležitým procesem syntézy alkenu, který vychází z alkenu samotného. Zahrnuje přidání vodíku a vinylové skupiny (nebo alkenylové skupiny) přes dvojnou vazbu.

Z alkinu

Redukce alkynů je užitečnou metodou pro stereoselektivní syntézu disubstituovaných alkenů. Pokud je požadován cis -alken, běžně se používá hydrogenace v přítomnosti Lindlarova katalyzátoru (heterogenní katalyzátor, který se skládá z palladia uloženého na uhličitanu vápenatém a zpracovaného různými formami olova), ačkoli alternativní přístup poskytuje hydroborace následovaná hydrolýzou. Redukce alkinu kovem sodným v kapalném amoniaku poskytne trans -alken.

Syntéza cis- a trans-alkenů z alkinu

Pro přípravu multisubstituovaných alkenů může karbometalace alkynů vést k řadě různých derivátů alkenu.

Přeuspořádání a související reakce

Alkeny lze syntetizovat z jiných alkenů přesmykovými reakcemi . Kromě metateze olefinů (popsané výše ) lze použít mnoho pericyklických reakcí , jako je enová reakce a Copeův přesmyk .

Vyrovnat se s přeskupením divinylcyklobutanu na cyklooktadien

V Dielsově-Alderově reakci je derivát cyklohexenu připraven z dienu a reaktivního nebo elektronově deficitního alkenu.

Nomenklatura IUPAC

Ačkoli nomenklatura není široce dodržována, podle IUPAC je alken acyklický uhlovodík s jedinou dvojnou vazbou mezi atomy uhlíku. Olefiny obsahují větší soubor cyklických a acyklických alkenů, jakož i dienů a polyenů.

Chcete-li vytvořit kořen názvů IUPAC pro alkeny s přímým řetězcem, změňte -an- infix nadřazeného na -en- . Například, CH 3 -CH 3 je alkan ethanu . Název CH 2 = CH 2 je tedy ethene .

U alkenů s přímým řetězcem se 4 nebo více atomy uhlíku tento název sloučeninu zcela neidentifikuje. Pro tyto případy a pro rozvětvené acyklické alkeny platí následující pravidla:

  1. Najděte nejdelší uhlíkový řetězec v molekule. Pokud tento řetězec neobsahuje dvojnou vazbu, pojmenujte sloučeninu podle pravidel pro pojmenování alkanů. V opačném případě:
  2. Očíslete uhlíky v tomto řetězci počínaje koncem, který je nejblíže dvojné vazbě.
  3. Definujte umístění k dvojné vazby jako číslo jejího prvního uhlíku.
  4. Pojmenujte boční skupiny (jiné než vodík) podle příslušných pravidel.
  5. Definujte polohu každé boční skupiny jako číslo řetězce uhlíku, ke kterému je připojena.
  6. Napište pozici a název každé boční skupiny.
  7. Napište názvy alkanů se stejným řetězcem, přičemž příponu „-ane“ nahraďte „ k -ene“.

Poloha dvojné vazby se často vkládá před název řetězce (např. „2-penten“), nikoli před příponu („pent-2-en“).

Pozice nemusí být uvedeny, pokud jsou jedinečné. Všimněte si, že dvojná vazba může znamenat jiné číslování řetězců, než jaké se používá pro odpovídající alkan: (H.
3
C)
3
C– CH
2
- CH
3
je "2,2-dimethyl pentan", zatímco (H
3
C)
3
C– CH = CH
2
je "3,3-dimethyl 1-penten".

Složitější pravidla platí pro polyeny a cykloalkeny.

Pojmenování substituovaných hex-1-enů

Cis - trans izomerismus

Není-li dvojná vazba acyklického mono-enu první vazbou řetězce, výše uvedený název stále sloučeninu zcela neidentifikuje, a to z důvodu cis - trans izomerismu . Poté je třeba určit, zda jsou dvě jednoduché vazby C -C sousedící s dvojnou vazbou na stejné straně její roviny, nebo na opačných stranách. U monoalkenů je konfigurace často indikována předponami cis - (z latiny „na této straně“) nebo trans - („napříč“, „na druhé straně“) před jménem; jako v cis -2 -pentenu nebo trans -2 -butenu.

Rozdíl mezi cis- a trans- izomery

Obecněji, cis - trans- isomerie bude existovat, pokud každý ze dvou uhlíků v dvojné vazby dva různé atomy nebo skupiny, k němu připojené. Při účtování těchto případů IUPAC doporučuje obecnější notaci E – Z namísto předpon cis a trans . Tento zápis považuje skupinu s nejvyšší prioritou CIP v každém ze dvou uhlíků. Pokud jsou tyto dvě skupiny na opačných stranách roviny dvojné vazby, konfigurace je označena E (z německého entgegen znamená „opačný“); pokud jsou na stejné straně, je označen Z (z německého zusammen , „společně“). Toto značení lze učit s mnemotechnickým výrazem „ Z znamená„ na ze zame zide ““.

Rozdíl mezi E a Z izomery

Skupiny obsahující dvojné vazby C = C

IUPAC rozpoznává dva názvy uhlovodíkových skupin obsahujících dvojné vazby uhlík -uhlík, vinylovou skupinu a alylovou skupinu.

AlkeneGroups.png

Viz také

Nomenklaturní odkazy

  • Pravidlo A-3. Nenasycené sloučeniny a univalentní radikály [1] Modrá kniha IUPAC.
  • Pravidlo A-4. Bivalentní a multivalentní radikály [2] Modrá kniha IUPAC.
  • Pravidla A-11.3, A-11.4, A-11.5 Nenasycené monocyklické uhlovodíky a substituenty [3] Modrá kniha IUPAC.
  • Pravidlo A-23. Hydrogenované sloučeniny kondenzovaných polycyklických uhlovodíků [4] Modrá kniha IUPAC.

Reference