10: Алкени та алкіни I - іонні та радикальні реакції додавання
- Page ID
- 106290
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
За невеликим винятком, безліч реакцій, обговорюваних у вступних текстах, класифікуються як іонні реакції. Під цим ми маємо на увазі, що нуклеофільні і електрофільні ділянки у реагуючих молекулах зв'язуються один з одним. Крім того, заряджені види, такі як карбокати, карбоніони, кон'югатні кислоти та кон'югатні основи, часто є проміжними речовинами на шляху реакції, загальне перетворення відбувається в два або більше дискретних етапів. Іонні реакції зазвичай відбуваються в розчині, і зміни розчинників можуть мати драматичні наслідки. Вільно-радикальне додавання - це реакція додавання в органічній хімії за участю вільних радикалів. Додавання може відбуватися між радикальним і нерадикальним, або між двома радикалами.
- 10.1: Прелюдія до алкенів і алкінів
- Вуглець-вуглецеві подвійні і потрійні зв'язки зазнають найрізноманітніших реакцій приєднання, в яких розривається одна з множинних зв'язків і утворюються дві нові зв'язки з вуглецем. Важливість таких реакцій на синтетичну органічну хімію має першорядне значення. Ми маємо намір у цьому та наступному розділі показати велику різноманітність, корисність та специфіку реакцій приєднання алкенів та алкінів.
- 10.2: Фізичні та спектроскопічні властивості алкенів та алкінів
- В цілому фізичні властивості алкенів подібні до властивостей алканів. Як і алкани безперервного ланцюга, 1-алкени утворюють гомологічний ряд сполук, які показують регулярні зміни фізичних властивостей зі збільшенням довжини ланцюга. Точки кипіння, температури плавлення та щільність простих алкінів дещо вищі, ніж у відповідних алканів або алкенів, і ці властивості також показують регулярні зміни при збільшенні довжини ланцюга.
- 10.3: Реактивність множинних вуглецево-вуглецевих зв'язків
- У перші дні органічної хімії алкени описувалися як «ненасичені», оскільки, на відміну від «насичених» алканів, вони легко реагували з такими речовинами, як галогени, галогеніди водню, окислювачі тощо. Тому «хімічна спорідненість» алкенів розцінювалася як незадоволена або «ненасичена». Одна з причин, по якій алкени та алкіни реагують легше, ніж алкани, полягає в тому, що вуглецево-вуглецеві зв'язки багаторазового зв'язку індивідуально слабкіші, ніж звичайний вуглець-вуглецевий
- 10.4: Електрофільні доповнення до алкенів
- Реакції алканів, розглянуті раніше, є гомолітичними процесами, а це означає, що зв'язки створюються і розриваються через радикальні або атомні проміжні продукти. На відміну від цього, реакції алкілгалогенідів включають розщеплення гетеролітичних зв'язків та іонні реагенти або продукти. Багато важливих реакцій алкенів є гетеролітичними реакціями, оскільки електрони в подвійних зв'язках алкенів більш оголені та доступні, ніж електрони в алкановому зв'язку C−C.
- 10.5: Орієнтація на додаток до алкенів
- Додавання несиметричного речовини типу HX до несиметричного алкену може дати два продукти. Якщо співвідношення продуктів визначається співвідношенням їх рівноважних констант, реакція знаходиться під «рівноважним (або термодинамічним) контролем». і реакція оборотна. Коли реакція проводиться в умовах, в яких вона не є оборотною, співвідношення визначається відносними швидкостями утворення різних продуктів і реакції знаходяться під «кінетичним контролем».
- 10.6: Електрофільні реакції приєднання алкінів
- Алкіни поводяться різними способами так, ніби вони були подвійно ненасиченими алкенами. Однак алкіни істотно менш реактивні, ніж відповідні алкени по відношенню до багатьох електрофілів. Просте, але розумне пояснення полягає в тому, що карбокат, утворений з алкіну, менш стабільний, ніж у алкену, оскільки він не може досягти гібридно-орбітальної конфігурації sp2, як очікується, є найбільш стабільним розташуванням для карбокації.
- 10.7: Реакції нуклеофільного додавання
- Коли ступінчаста реакція іонного приєднання включає нуклеофільну атаку на вуглець як перший крок, вона описується як нуклеофільна добавка. Реакції такого типу часто каталізуються підставами, які генерують необхідний нуклеофіл.
- 10.8: Реакції приєднання радикального ланцюга до алкенів
- Додавання броміду водню до несиметричних алкенів передбачає два механізми реакції, кожен з яких дає різний продукт. Це іонне додавання та механізми додавання радикальних ланцюгів.
- 10.9: Полімеризація алкенів
- Однією з найважливіших технічних реакцій алкенів є їх перетворення в більш високомолекулярні сполуки або полімери. Полімер визначається як довголанцюгова молекула з повторюваними структурними одиницями.
- 10.10: Алкілування алкенів
- Додавання насиченого вуглеводню до алкену для отримання насиченого вуглеводню з вищою молекулярною масою відоме як алкілування. Такі реакції використовуються нафтовою промисловістю для отримання середньомолекулярних вуглеводнів з більш дрібних молекул. Ключ до механізму алкілування вуглеводнів був надано відкриттям П.Д. Бартлетта в 1940 році, що карбокатіон може швидко реагувати з вуглеводнем, що має третинний водень для отримання нового карбокатіону та нового вуглеводню
- 10.E: Алкени та алкіни I (вправи)
- Це домашні вправи, які супроводжують главу 10 TextMap з основних принципів органічної хімії (Робертс та Касеріо).