Alkeny

ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE

KĄTY MIĘDZY WIĄZANIAMI, DŁUGOŚCI WIĄZAŃ

ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH

WĘGIEL – WĘGIEL

ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO

W HYBRYDYZACJI sp2

SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU

WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE

ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE

ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH

WĘGIEL – WĘGIEL

ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO

W HYBRYDYZACJI sp2

SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU

WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE

sp3

sp2

DŁUGOŚĆ WIĄZAŃ

ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE

STRUKTURA CZĄSTECZKI

p

sp2

sp2

sp2

WIĄZANIE π

WIĄZANIE σ

WIĄZANIE σ

WIĄZANIE π

WIĄZANIE σ

WIĄZANIE σ

WSZYSTKIE ATOMY WĘGLA ZNAJDUJĄ SIĘ W JEDNEJ PŁASZCZYŹNIE

WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE

ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE

ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH

WĘGIEL – WĘGIEL

ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO

W HYBRYDYZACJI sp2

SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU

WIĄZANIE π

IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW

ROZERWANE WIĄZANIE π

IZOMER CIS IZOMER TRANS

IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW

IDENTYCZNE GRUPY

IDENTYCZNE GRUPY

IDENTYCZNE GRUPY

UTWORZENIE STEREOIZOMERÓW CIS-TRANS JEST NIEMOŻLIWE

WAŻNIEJSZA GRUPA

MNIEJ WAŻNA

WAŻNIEJSZA GRUPA

MNIEJ WAŻNA

MNIEJ WAŻNA

MNIEJ WAŻNA

WAŻNIEJSZA GRUPA

WAŻNIEJSZA GRUPA

KONFIGURACJA E/Z ALKENÓW

KONFIGURACJA Z (DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ

PO TEJ SAMEJ STRONIE WIĄZANIA PODWÓJNEGO)

KONFIGURACJA E (DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ

PO PRZECIWNYCH STRONACH WIĄZANIA PODWÓJNEGO)

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

DEHYDRATACJA (ODWADNIANIE) ALKOHOLI

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI

2-METYLO-2-BUTANOL 2-METYLOBUTEN 2-METYLO-2-BUTEN

10% 90%

2-METYLOCYKLO-HEKSANOL

METYLOCYKLO-HEKSEN

84% 16%

3-METYLOCYKLO-HEKSEN

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI

ELIMINACJA ATOMU WODORUPOŁĄCZONEGO Z ATOMEM WĘGLA

POSIADAJĄCYM MNIEJSZĄ ILOŚĆATOMÓW WODORU

ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZEJILOŚCI

REGUŁA ZAJCEWA (ZAITSEV) – ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZOŚCI REAKCJI ELIMINACJI TO TEN, KTÓRY JEST BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI

W REAKCJI ELIMINACJI POWSTAJE BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY ALKEN

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

DEHYDROHALOGENACJA HALOGENKÓW ALKILOWYCH

HALOGENEK ALKILOWY

ROSNĄCY STOPIEŃ DEHYDROHALOGENACJI

OTRZYMYWANIE AKLENÓW

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDROHALOGENACJI HALOGENKÓW ALKILOWYCH

REGUŁA ZAJCEWA 29% 71%

23% 71%

IZOMER TRANS JEST BARDZIEJ TRWAŁY!

TRWAŁOŚĆ IZOMERÓW ALKENÓW

IZOMER TRANS JEST TRWALSZY Z UWAGI NA MNIEJSZĄ ZAWADĘ STERYCZNĄ

ZAWADA STERYCZNA BRAK ZAWADY STERYCZNEJ

REAKCJE ELIMINACJI

DEHYDRATACJA I DEHYDROHALOGENACJIA TO REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1

ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2

REAKCJE ELIMINACJI

REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2

KINETYKA II-RZĘDU

V = k [HALOGENEK ALKILOWY] × [ZASADA]

W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZYZARÓWNO HALOGENEK ALKILOWY JAK I ZASADA

SZYBKOŚĆ RAKZJI ZALEŻNA OD RODZAJU ATOMU HALOGENU (WPŁYW NA SIŁĘ WIĄZAŃ CHEMICZNYCH)

REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2

ZASADA

ATOMHALOGENU

REAKCJE ELIMINACJI

WOLNA PARA ELEKTRONOWA ZASADY

WOLNA PARA ELEKTRONOWA

HALOGENU

WIĄZANIE PODWÓJEN

WIĄZANIE ZASADA-WODÓR

WIĄZANIE WĘGIEL-HALOGEN

WIĄZANIE WĘGIEL-WODÓR

ROZWRYWANIE WIĄZANIA

WĘGIEL-WODÓR

TWORZENIE WIĄZANIA ZASADA-WODÓR

TWORZENIE WIĄZANIA πWĘGIEL-WĘGIEL

ROZWRYWANIE WIĄZANIA

WĘGIEL-HALOGEN

STAN PRZEJŚCIOWY

SUBSTRATY PRODUKTY

REAKCJE ELIMINACJIZMIANY ENERGII W TRAKCIE

REAKCJI

REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1

KINETYKA I-RZĘDU

V = k [HALOGENEK ALKILOWY]

W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZYTYLKO HALOGENEK ALKILOWY

REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO

REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1

REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO

ROSNĄCY UDZIAŁ MECHANIZMU ELIMINACJI E1

I-RZĘDOWY II-RZĘDOWY III-RZĘDOWY

SPONTANICZNA DYSOCJACJA – ODŁĄCZENIE ANIONU HALOGENKOWEGO

REAKCJE ELIMINACJI

ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1

WOLNO

KARBOKATION

ZASADA ODBIERA PROTON – UTWORZENIE WIĄZANIA PODWÓJNEGO

REAKCJE ALKENÓWREAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

PRZYŁĄCZENIE DO WIĄZANIA PODWÓJNEGO

KATALITYCZNE UWODORNIENIE

ADDYCJA SYN

REAKCJE ALKENÓW

KATALITYCZNE UWODORNIENIE

POWIERZCHNIAKATALIZATORA

ATOMY WODORU PRZYŁĄCZONE DO POWIERZCHNIKATALIZATORA

UWOLNIENIE ALKANU

PRZYŁĄCZENIE PIERWSZEGO ATOMU

WODORU

PRZYŁĄCZENIE DRUGIEGO ATOMU WODORU

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU

HALOGNEK ALKILOWY

ADDYCJA JODOWODORU DO CZĄSTECZKI CYKLOHEKSENU

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU

ROSNĄCY STOPIEŃ ADDYCJI HALOGENOWODORU DO WIĄZANIA PODWÓJNEGO

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

MECHANIZM REAKCJI ADDYCJI

KARBOKATION

KARBOKATION – INDYWIDUUM CHEMICZNE POSIADAJĄCE ATOM WĘGLA OBDARZONY ŁADUNKIEM

DODATNIK

KARBOKATIONY SĄ PŁASKIE

2. ATAK ANIONU HALOGENKOWEGO (NUKLEOFIL) NA KARBOKATION (ELEKTROFIL)

ATAK ELEKTRONÓW WIĄZANIA PODWÓJNEGO NA ATOM WODORU CZĄSTECZKI H-X

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

WIĄZANIE PODWÓJNE WĘGIEL-WĘGIEL JEST MIEJSCEM

BOGATYM W ELEKTRONY

ATOM WODORU LUB PROTON JEST UBOGI W ELEKTRONY

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

NUKLEOFIL – INDYWIDUUM CHEMICZNE POSIADAJĄCE ELEKTRONY ZDOLNE DO

ULEGANIA REAKCJI CHEMICZNEJ I TWORZENIA NOWYCH WIĄZAŃ.

REAGUJE Z CZĄSTECZKAMI, ATOMAMI, JONAMI, KTÓRE POSIADAJĄ

ZMNIEJSZONĄ GĘSTOŚĆ ELEKTRONOWĄ

ELEKTROFIL – INDYWIDUUM CHEMICZNE UBOGIE

W ELEKTRONY, KTÓRE STAJE SIĘ CELEM ATAKU INNYCH,

BOGATYCH W ELEKTRONY ZWIĄZKÓW

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA

GŁÓWNYPRODUKT

RACZEJ NIEPOWSTAJE

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA

80%

90%

100%

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA

REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO

KARBOKATIONU

REGUŁA MARKOWNIKOWA – PODCZAS ADDYCJI CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU ATOM

WODORU PRZYŁĄCZA SIĘ DO TEGO ATOMU WĘGLA, KTÓRY JEST POŁĄCZONY Z WIĘKSZĄ ILOŚCIĄ ATOMÓW WODORU

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA

REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO

KARBOKATIONU

WYŻEJRZĘDOWY KARBOKATION JEST BARDZIEJ STABILNY NIŻ KARBOKATION O NIŻSZEJ RZĘDOWOŚCI

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA

KARBOKATIONDRUGORZĘDOWY

KARBOKATIONPIERWSZORZĘDOWY

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW

PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW – TO PROCES POLEGAJĄCY NA TWORZENIU BARDZIEJ STABILNYCH KARBOKATIONÓW

(WYŻEJ RZĘDOWYCH), KTÓRY NASTĘPUJE W WYNIKI PRZENIESIENIA ATOMU WODORU LUB GRUPY METYLOWEJ

PRZENIESIENIE 1,2-WODORKOWE

ADDYCJA ADDYCJA

III-RZĘDOWYII-RZĘDOWY

PRZENIESIENIE 1,2-WODORKOWE

PRZENIESIENIE 1,2-METYLOWE

ADDYCJAADDYCJA

II-RZĘDOWY III-RZĘDOWY3

PRZENIESIENIE 1,2-METYLOWE

REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ

REAKCJE ADDYCJI W OBECNOŚCI WOLNYCH RODNIKÓWADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA

BRAK NADTLENÓW (WOLNYCH RODNIKÓW)

NADTLENKI (WOLNR RODNIKI)

W OBECNOŚCI NADTLENKÓW REAKCJA PRZEBIEGA NIEZGODNIE Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA!

INNE REAKCJE ADDYCJI

ADDYCJA KWASU SIARKOWEGO

KATALIZOWANA KWASEM ADDYCJA WODY

HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA

INNE REAKCJE ADDYCJI

HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA

INNE REAKCJE ADDYCJI

HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA

INNE REAKCJE ADDYCJI

HYDROBOROWANIE – MECHANIZM REAKCJI

INNE REAKCJE ADDYCJI

ADDYCJA HALOGENU

INNE REAKCJE ADDYCJI

ADDYCJA HALOGENU

ATAK Br- NA CYKLICZNY KATION BROMONIOWY

CYKLICZNY KATION BROMONIOWY

INNE REAKCJE ADDYCJI

OTRZYMYWANIE HALOGENOHYDRYN

GRUPA OH PRZYŁĄCZA SIĘ DO WYŻEJ RZĘDOWEGO ATOMU WĘGLA

BARDZIEJSTABILNY STANPRZEJŚCIOWY

MNIEJSTABILNY STANPRZEJŚCIOWY

REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW

BRĄZOWY OSAD

CIS-DIOL

REAKCJA ALKENÓW Z KMnO4 W ŚRODOWISKU OBOJĘTNYM

REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM

ODBARWIENIEROZTWORU

KWASKWARBOKSYLOWY

H HHO

O Mn2+H3O+

H2O

REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW

REAKCJA ALKENÓW TERMINALNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM

HHO

O

ODBARWIENIEROZTWORU

H

KWASKWARBOKSYLOWY

Mn2+

H

H3O++ CO2

H

REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH NIEPOSIADAJĄCYCH ATOMÓW WODORU PRZY WIĄZANIU PODWÓJNYM W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM

HO

BRUNATNYOSAD

KETON

MnO2H3O+

EPOKSYDACJA ALKENÓW

EPOKSYDY – EPITLENKI - OKSIRANY

REAKCJA ALKENU Z NADKWASEM

NADKWAS EPOKSYD

EPOKSYDACJA ALKENÓW

REAKCJE ALKENÓW Z NADKWASEM

OZONOLIZA

OZONEK

OZONEK ALDEHYD LUB KETON

NADTLENEK WODORU (H2O2) MOŻE UTLENIĆ ALDEHYD DO KWASU KARBOKSYLOWEGO.ABY NIE DOPUŚCIĆ DO TEJ REAKCJI DO MIESZANINY REAKCYJNEJ DODAJE SIĘ CYNKU,

KTÓRY REDUKUJE NADTLENEK WODORU.

REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM

OZONOLIZA

REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM

ALDEHYD ALDEHYD

KETON ALDEHYD

REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM

OZONOLIZA

REAKCJE ALKENÓW Z ALKENAMI

REAKCJE POLIMERYZACJI

2-METYLOPROPEN 2,4,4-TRIMETYLOPENTEN

2,4,4-TRIMETYLO-2-PENTEN

KATIONOWA ANIONOWARODNIKOWA

POLIMERYZACJA

RODNIKOWA POLIMERYZACJA ETYLENU (ETANU)

REAKCJE POLIMERYZACJI

POLIETYLENETYLEN

VITAMINA A

WITAMINA A I PROCES WIDZENIA

β-KAROTEN

VITAMINA A

OPSYNA

(11Z) RETINAL

(11Z)

OPSYNA

RODOPSYNA

(11Z)

(11E) RETINAL

(11E)

OPSYNA

UTLENIANIE

IZOMERYZACJA

AKTYWOWANA RODOPSYNA

OPSYNA

(11E)

IZOMERYZACJA

ŚWIATŁOWIDZIALNE

REAKCJA WITTIGA

ALDEHYD LUB KETON

YLIDTRIFENYLOFOSFONIOWY

ALKEN TLENEKTRIFENYLOFOSFINY

ALDEHYD LUB KETON

YLIDTRIFENYLOFOSFONIOWY

ALKEN TLENEKTRIFENYLOFOSFINY

REAKCJA WITTIGA

YLID – ZWIĄZEK W KTÓRYM NA DWÓCH POŁĄCZONYCH ZE SOBĄ ATOMACH

WYSTĘPUJĄ DWA ŁADUNKU RÓŻNOIMIENNE

REAKCJA WITTIGA

RETROSYNTEZA

JAK OTRZYMAĆ STYREN W REAKCJI WITTIGA?

STYREN

STYREN

OGONOGON

GŁOWAGŁOWA

IZOPREN

IZOPREN = 2-METYLO-1,3-BUTADIEN

IZOPREN I TERPENY

OGON

GŁOWA

OGON

GŁOWA

OGON

GŁOWA

IZOPREN I TERPENY

JEDNOSTKI IZOPRENOWE CIS-POLI(2-METYLO-1,3-BUTADIEN)NATURALNA GUMA

JEDNOSTKI 1,3-BUTADIENU CIS-POLI(1,3-BUTADIEN)SYNTETYCZNA GUMA

KATALIZATORZIEGLERA-NATTY

CHLOROPREN

KATALIZATORZIEGLERA-NATTY

2-METYLO-1,3-BUTADIEN

REAKCJA METATEZY

KATALIZATOR

REAKCJA METATEZY – REAKCJA CHEMICZNA KATALIZOWANA PRZEZ KOMPLEKSY METALI, W KTÓREJ DWA ALKENY WYMIENIAJĄ MIĘDZY SOBĄ

ATOMY WĘGLA ZWIĄZANE WIĄZANIM PODWÓJNYM

NAGRODA NOBLA 2005Yves Chauvin, Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock