Alkeny ( olefiny , ethylenové uhlovodíky ) jsou acyklické nenasycené uhlovodíky obsahující jednu dvojnou vazbu mezi atomy uhlíku , tvořící homologickou řadu s obecným vzorcem C n H 2n .
Atomy uhlíku v dvojné vazbě jsou ve stavu sp 2 hybridizace a mají vazebný úhel 120°. Nejjednodušším alkenem je ethylen (C 2 H 4 ). Podle názvosloví IUPAC jsou názvy alkenů tvořeny ze jmen odpovídajících alkanů nahrazením přípony „ -an “ za „ -ene “; poloha dvojné vazby je označena arabskou číslicí.
Uhlovodíkové radikály odvozené od alkenů mají příponu „-enyl“ . Triviální názvy: CH 2 \u003d CH - "vinyl" , CH 2 \u003d CH - CH 2 - "allyl" .
Alkeny, jejichž počet atomů uhlíku je více než dva, (tedy kromě ethylenu) mají své vlastní izomery . Alkeny se vyznačují izomerií uhlíkového skeletu, polohami dvojných vazeb, mezitřídami a geometrickými. Například jediným izomerem propylenu je cyklopropan ( C3H6 ) podle mezitřídní izomerie . Počínaje butylenem existují izomery podle polohy dvojné vazby (buten-1 a buten-2), podle uhlíkového skeletu (isobutylen nebo methylpropylen) a geometrické izomery (cis-buten-2 a trans-buten- 2). S nárůstem počtu atomů uhlíku v molekule se počet izomerů rychle zvyšuje.
Homologní řada alkenů:
Ethene ( ethylen ) | C2H4 _ _ _ |
Propen ( propylen ) | C3H6 _ _ _ |
Buten ( butylen ) | C4H8 _ _ _ |
Penten | C5H10 _ _ _ |
Hexen | C6H12 _ _ _ |
hepten | C7H14 _ _ _ |
Octene | C 8H 16 _ |
nonene | C9H18 _ _ _ |
decene | C10H20 _ _ _ |
Alkeny mohou existovat jako prostorové nebo geometrické izomery.
Rozlišovat:
IUPAC doporučuje pojmenovat geometrické izomery pomocí následující nomenklatury:
V souladu s teorií hybridizace vzniká dvojná vazba díky překrytí podél linie vazby C-C sp 2 hybridních orbitalů atomů uhlíku ( σ -vazba) a laterálního překrytí uhlíkových p -orbitalů ( π - vazba).
Ve stavu sp 2 hybridizace může být elektronový stav atomu uhlíku reprezentován následovně:
Všechny atomy ethylenu leží ve stejné rovině a hodnota úhlu vazby CH je prakticky 120°. Středy atomů uhlíku v ethylenu jsou ve vzdálenosti 0,134 nm, to znamená, že délka dvojné vazby je o něco kratší než C-C .
Podle teorie molekulárních orbitalů lineární kombinace dvou atomových 2p -orbitalů uhlíku tvoří dva molekulární π -orbitaly ethylenu [1] :
První ionizační potenciál ethylenu je 10,51 eV [2] , což umožňuje elektronu relativně snadno opustit (elektrofilní interakce) z nejvyššího obsazeného molekulárního orbitalu (HOMO). Současně má nejnižší vazebný molekulární orbital (LUMO) ethylenu poměrně nízkou energii: −1,6–1,8 eV, což vysvětluje relativní snadnost připojení elektronů za vzniku aniontů [2] (nukleofilní interakce).
Přidání methylového substituentu snižuje ionizační potenciál π -elektronů asi o 0,6–0,8 eV a zvýší energii LUMO o 0,2 eV a energii HOMO o 0,7 eV [2] .
Ethylen poprvé získal v roce 1669 německý chemik a lékař I. I. Becher působením kyseliny sírové na ethylalkohol . Vědec zjistil, že jeho „vzduch“ je chemicky aktivnější než metan, ale nedokázal identifikovat výsledný plyn a nepřiřadil mu jméno [3] .
Sekundárně a stejným způsobem „Becherův vzduch“ získali a popsali nizozemští chemici J.R. Deiman , Potts-van-Troostvik, Bond a Lauwerenburg v roce 1795 . Nazvali to "kyslíkový plyn", protože při interakci s chlórem vytvořil olejovou kapalinu - dichlorethan (toto se stalo známým později). Francouzština pro „olejový“ je oléfiant . Francouzský chemik Antoine Fourcroix zavedl tento termín do praxe, a když byly objeveny další uhlovodíky stejného typu, stal se tento název společným pro celou třídu olefinů (nebo v moderní nomenklatuře alkenů) [4] .
Na začátku 19. století francouzský chemik J. Gay-Lussac objevil, že etanol se skládá z „olejového“ plynu a vody. Stejný plyn našel také v ethylchloridu [5] . V roce 1828 J. Dumas a P. Bulley navrhli, že ethylen je báze, která může poskytovat soli jako čpavek . Jakob Berzelius přijal tuto myšlenku, pojmenoval sloučeninu „etherine“ a označil ji písmenem E [6] .
Po zjištění, že ethylen se skládá z vodíku a uhlíku , nemohli chemici dlouhou dobu napsat jeho skutečný vzorec. V roce 1848 napsal Kolbe vzorec pro ethylen jako C 4 H 4 a Liebig byl stejného názoru . J. Dumas správně určil složení látky, ale její struktura byla přesto popsána chybně: C 2 HH 3 [5] .
V roce 1862 navrhl německý organický chemik E. Erlenmeyer přítomnost dvojné vazby v molekule etylenu a v roce 1870 uznal tento názor za správný známý ruský vědec A. M. Butlerov , který experimentálně potvrdil jeho povahu [7] .
Acyklické alkeny se v přírodě prakticky nevyskytují [8] . Nejjednodušší zástupce této třídy organických sloučenin - ethylen (C 2 H 4 ) - je hormonem pro rostliny a je v nich syntetizován v malých množstvích.
Jeden z mála přírodních alkenů, muscalure ( cis -trikosen-9) je sexuální atraktant samice mouchy domácí ( Musca domestica ).
Nižší alkeny ve vysokých koncentracích působí narkoticky . Vyšší členové řady způsobují také křeče a podráždění sliznic dýchacích cest [9] .
Jednotliví zástupci:
Fyzikální vlastnosti alkenů [10] | |||||
---|---|---|---|---|---|
Ne. | název | Vzorec | bod tání °C | Bod varu, °C | Hustota, d20 4 |
jeden | Ethylen | C2H4 _ _ _ | −169,1 | −103,7 | 0,5700* |
2 | Propylen | C3H6 _ _ _ | −187,6 | −47,7 | 0,5193* |
3 | Buten-1 | C4H8 _ _ _ | −185,3 | −6.3 | 0,5951* |
čtyři | cis - buten-2 | CH3 -CH \ u003d CH-CH 3 | −138,9 | 3.7 | 0,6213 |
5 | trans - Buten-2 | CH3 -CH \ u003d CH-CH 3 | −105,5 | 0,9 | 0,6042 |
6 | 2-Methylpropen-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 |
osm | 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 |
deset | Okten-1 | C 8H 16 _ | −101,7 | 121,3 | 0,7140 |
… | Heptadecene [11] | C17H34 _ _ _ | 4.1 | 284,4 | 0,7811 |
* Hodnoty naměřené při bodu varu.
Alkeny jsou chemicky aktivní. Jejich chemické vlastnosti jsou do značné míry určeny přítomností dvojné vazby. Pro alkeny jsou nejcharakterističtější elektrofilní adiční reakce a radikálové adiční reakce . Nukleofilní adiční reakce obvykle vyžadují silný nukleofil a nejsou typické pro alkeny.
Charakteristickým rysem alkenů jsou také reakce cykloadice a metateze .
Alkeny snadno vstupují do oxidačních reakcí , jsou hydrogenovány silnými redukčními činidly nebo vodíkem za působení katalyzátorů a jsou také schopné radikálové substituce .
V těchto reakcích je útočící částice elektrofil.
HalogenaceHalogenace alkenů, která probíhá za nepřítomnosti iniciátorů radikálových reakcí, je typickou elektrofilní adiční reakcí . Provádí se v prostředí nepolárních inertních rozpouštědel (například: CCl 4 ):
Halogenační reakce je stereospecifická - adice probíhá z opačných stran vzhledem k rovině molekuly alkenu [1]
Mechanismus reakcí tohoto typu v obecné formě:
Hydrohalogenace
Elektrofilní adice halogenovodíků na alkeny probíhá podle Markovnikovova pravidla :
V přítomnosti peroxidů však adice probíhá převážně proti tomuto pravidlu ( Haraszův efekt ) [1] :
To je vysvětleno skutečností, že reakce v tomto případě bude probíhat podle radikálového mechanismu a přidání radikálu Br . jde podél stericky nejdostupnějšího koncového atomu uhlíku dvojné vazby:
Hydroborace
Přidání hydridů boru k alkenům a jejich následné štěpení v alkalickém prostředí, objevené G. Brownem v roce 1958 , je tak důležitou reakcí, že vědec získal v roce 1979 Nobelovu cenu za chemii za její objev a studium [12] .
K adici dochází v mnoha fázích s tvorbou přechodného cyklického aktivovaného komplexu a k adici boru dochází proti Markovnikovovu pravidlu - k nejvíce hydrogenovanému atomu uhlíku:
Při syntéze se obvykle nepoužívá samotný diboran , ale jeho donor-akceptorový komplex s jednoduchým etherem:
Alkylborany se snadno štěpí. Takže působením peroxidu vodíku v alkalickém prostředí vznikají alkoholy :
Hydroborační reakce je syn-adiční reakcí - výsledkem jsou cis -adukty.
HydrataceAdiční reakce vody na alkeny probíhá v přítomnosti kyseliny sírové [13] :
Reakce probíhá podle Markovnikovova pravidla.
AlkylacePřídavek alkanů k alkenům v přítomnosti kyselého katalyzátoru ( HF nebo H 2 SO 4 ) při nízkých teplotách vede ke vzniku uhlovodíku s vyšší molekulovou hmotností a často se používá v průmyslu [14] :
Tato reakce může také probíhat podle mechanismu volných radikálů v nepřítomnosti katalyzátoru při vysoké teplotě (500 °C) a tlaku (15-30 MPa) [13] .
Jiné elektrofilní adiční reakceAlkeny jsou také charakterizovány následujícími elektrofilními adičními reakcemi [13] :
Za podmínek napomáhajících štěpení homolytické vazby (vysoká teplota, ozáření, přítomnost volných radikálů atd.) dochází k adici k alkenům radikálovým mechanismem [16] .
podle Markovnikovova pravidla.
atd.
Mechanismus reakce:
Karbeny CR 2 : - vysoce reaktivní částice s krátkou životností, které se mohou snadno přidat na dvojnou vazbu alkenů [17] . V důsledku adiční reakce karbenu vznikají deriváty cyklopropanu :
Karbeny v singletovém stavu , který je pro ně charakteristický , reagují za vzniku stereospecifických syn -adičních produktů [13] .
Kromě karbenu samotného mohou do takových reakcí vstupovat i jeho deriváty [13] :
atd.
Často dochází k adičním reakcím karbenů bez přímého důkazu jejich volné přítomnosti, tj . dochází k přenosu karbenů . Pro tento případ a také v případě pochybností o vzniku volného karbene se používá termín karbenoid [18] .
V laboratorní praxi se často používá Simmons-Smithova reakce [19] :
Více informací o metodách získávání karbenů naleznete v článku Karbeny .
K hydrogenaci alkenů přímo vodíkem dochází pouze v přítomnosti katalyzátoru . Platina , palladium a nikl slouží jako heterogenní hydrogenační katalyzátory [20] .
Hydrogenaci lze provádět i v kapalné fázi s homogenními katalyzátory (například: Wilkinsonův katalyzátor ((C 6 H 5 ) 3 P) 3 Rh Cl) [20] .
Diimid (NH=NH), diboran (B 2 H 6 ) a další mohou působit jako hydrogenační činidla [21] .
Při vysokých teplotách (nad 400 °C) jsou reverzibilní radikálové adiční reakce potlačeny. V tomto případě je možné provést substituci atomu vodíku v allylové poloze při zachování dvojné vazby:
Reakce je radikální a probíhá podobně jako chlorace alkanů.
Allylová bromace se obvykle provádí N-bromsukcinimidem ( Wohl-Zieglerova reakce ) [22] v přítomnosti benzoylperoxidu v tetrachlormethanu nebo v binární směsi dimethylsulfoxidu a vody [20] :
K oxidaci alkenů může docházet v závislosti na podmínkách a typech oxidačních činidel jak při porušení dvojné vazby, tak při zachování uhlíkového skeletu.
Oxidace anorganickými oxidačními činidly
V první fázi se k alkenu přidá oxid osmičelý, poté působením redukčního činidla ( Zn nebo NaHS03 ) přechází výsledný komplex na diol ( Kriegeova reakce ).
Podobně reakce probíhá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí za působení KMnO 4 ( Wagnerova reakce ) [23] :
(keton)
Oxidace v přítomnosti solí palladia
V přítomnosti palladiových solí se ethylen oxiduje na acetaldehyd [1] :
Reakce probíhá v kyselém prostředí a jde o průmyslový způsob získávání acetaldehydu.
Podobně se z propenu tvoří aceton .
EpoxidacePůsobením peroxykarboxylových kyselin na alkeny vznikají epoxidy ( Prilezhaevova reakce ) [24] :
Epoxidační reakce se používá k průmyslové výrobě ethylenoxidu . Kyslík ve vzduchu působí jako oxidační činidlo; proces probíhá na stříbrném katalyzátoru při 200–250 °C pod tlakem.
OzonolýzaOzonolýza alkenů se obvykle provádí při nízkých teplotách (od -80 do -30 °C) v inertním rozpouštědle ( hexan , tetrachlormethan , chloroform , ethylacetát atd.). Přímé produkty ozonolýzy se neizolují, ale podléhají další hydrolýze, oxidaci nebo redukci [23] .
V první fázi se přidává ozon za vzniku ozonidu . Dále působením redukčního činidla (například: Zn + CH 3 COOH ) se ozonid rozkládá:
Pokud vezmeme silnější redukční činidlo, řekněme - lithiumaluminiumhydrid , reakčním produktem budou alkoholy .
V tomto případě dochází k rozkladu ozonidu působením oxidačních činidel ( peroxid vodíku , oxid stříbrný , peroxykyseliny atd. [23] ).
Alkeny v přítomnosti katalyzátoru, vysoké teplotě a tlaku přidávají CO a H2 za vzniku aldehydů [ 25 ] :
Reakce CO a H 2 O probíhá obdobně za vzniku karboxylových kyselin [25] :
Pokud se místo vody použije alkohol , konečným produktem reakce bude ester [25] :
Polymerace alkenů může probíhat jak volnými radikály , tak kationtově-aniontovými mechanismy.
Podle prvního způsobu se získá vysokotlaký polyethylen :
Reakce je katalyzována peroxidy.
Druhý způsob zahrnuje použití kyselin jako katalyzátorů (kationtová polymerace), organokovových sloučenin ( katalyzátory Ziegler-Natta , aniontová polymerace). Výhodou metody je možnost získání stereoselektivních polymerů.
Adiční reakce volných radikálů
Tento typ reakce byl poprvé objeven v polovině minulého století při studiu polymerace ethylenu a poté byl v roce 1966 použit pro průmyslovou syntézu 2-butenu.
V roce 1967 N. Calderon, H. Yu Chen a C. V. Scott popsali metatezi alkenů (v ruské literatuře se často používá termín alkenová dismutační reakce , jinými slovy výměnná reakce atomů při zachování obecné struktury alkenů). alken a jeho dvojná vazba) za katalýzy chloridu wolframu (VI):
Reakce se ukázala být tak důležitá v oblasti praktické preparativní chemie, že výzkumná skupina Roberta Grubbse , který vyvinul novou třídu katalyzátorů (rutheniové alkylidenové komplexy) pro metatezi olefinů, obdržela v roce 2005 Nobelovu cenu za chemii [26] . Tuto cenu obdržel v roce 1971 také Francouz Yves Chauvin , který navrhl karbenovou teorii mechanismu metateze reakce [27] , a Američan Richard Schrock , který v roce 1990 vytvořil první organokovový katalyzátor pro metatezi alkenů [28] .
V roce 2008 polští chemici prokázali metatezní reakci ve vodném roztoku za použití komerčně dostupného rutheniového katalyzátoru [29] .
Technologické aspekty metateze alkenů jsou diskutovány v článku: Metateze olefinů: moderní cesta k polypropylenu .
Hlavní průmyslovou metodou získávání alkenů je katalytické a vysokoteplotní krakování uhlovodíků ropy a zemního plynu . Pro výrobu nižších alkenů se také využívá dehydratační reakce příslušných alkoholů .
V laboratorní praxi se obvykle používá metoda dehydratace alkoholů za přítomnosti silných minerálních kyselin [1] , dehydrohalogenace a dehalogenace odpovídajících halogenderivátů; syntézy Hoffmanna, Chugaeva, Wittiga a Copea [30] .
Další podrobnosti naleznete v příslušných částech níže.
Jedná se o jednu z průmyslových metod získávání alkenů [31] [32] . Teplota: 350-450 °C , katalyzátor - Cr203 . Používají se také hliník-molybdenové a hliník-platinové katalyzátory [33] . K získání trans-alkenů se používá MOH / EtOH, pro cis-deriváty NaNH 2 / NH 3
K eliminaci halogenů z dihalogenalkanů dochází v přítomnosti zinku [34] :
Dehydrohalogenace se provádí zahřátím působením alkoholových roztoků alkálií [35] :
Když je halogenovodík eliminován , vzniká směs izomerů , z nichž převládající je určena Zaitsevovým pravidlem : k eliminaci protonu dochází z méně hydrogenovaného atomu uhlíku.
Dehydratace alkoholů se provádí při zvýšené teplotě lázně v přítomnosti silných minerálních kyselin [34] :
V moderní praxi se alkeny ze sekundárních a terciárních alkoholů získávají také pomocí dehydratačního činidla, Burgessova činidla [19] :
Částečná hydrogenace alkynů vyžaduje speciální podmínky a přítomnost katalyzátoru (například deaktivované palladium - Lindlarův katalyzátor ) [34] :
( cis izomer)
( trans izomer)
Wittigova reakce je stereoselektivní syntéza alkenů interakcí karbonylových sloučenin a alkylidenfosforanů (ylidy fosfoniových solí) [36] :
Ke konverzi fosfoniových solí na ylidy se používá butyllithium , hydrid, amid nebo alkoxid sodný, stejně jako některé další silné báze.
Může reagovat široká škála karbonylových sloučenin, včetně aromatických a alifatických aldehydů a ketonů , včetně těch, které obsahují dvojné a trojné vazby a různé funkční skupiny .
V laboratorní praxi se často používá modernější modifikace ( 1959 ) Wittigovy reakce - Horner-Wadsworth-Emmonsova reakce [37] :
Výhodou použití fosfonátů je, že fosfáty vzniklé při reakci se snadno smývají vodou. Reakce navíc umožňuje zvolit optický směr eliminace za vzniku trans- (termodynamická kontrola) nebo cis -izomerů (kinetická kontrola) [19] .
Knoevenagelova reakce je kondenzace aldehydů nebo ketonů se sloučeninami obsahujícími aktivní skupinu CH2 [ 19 ] :
Reakce má velmi široké uplatnění, přičemž kromě esterů kyseliny malonové mohou do reakce vstupovat i další sloučeniny, např.: CH 3 CN, CH 3 NO 2 , LiCH 2 COOC 2 H 5 atd. [ 13] .
Chugaevova reakce je interakce alkoholů s CS 2 a NaOH , následovaná methylací a další pyrolýzou výsledných S-methylxanthátů [38] :
Vyčerpávající Hoffmannova methylace je rozklad kvartérních amoniových bází na alken, terciární amin a vodu [39] :
V prvním stupni reakce se amin působením methyljodidu přemění na kvartérní jodid amonný, který se pak působením oxidu stříbrného přemění na hydroxid a nakonec se provede poslední stupeň, rozklad, při 100 °C. –200 °C, často za sníženého tlaku [40] .
Eliminace podle Hoffmanna vede k tvorbě nejméně substituovaných alkenů (proti Zaitsevovu pravidlu).
Metoda se používá především k získání některých cyklických alkenů a v chemii alkaloidů [40] .
Copeova reakce je rozklad N-oxidů terciárních aminů [40] :
Bourda reakce - eliminace bromové a ethoxyskupiny z bromalkylethyletherů působením zinkového prachu [41] :
Syntéza z tosylhydrazonů
Alkeny lze získat rozkladem tosylhydrazonů působením zásad ( Bamford-Stevensova reakce a Shapiro reakce ) [42] :
Bamford-Stevensova reakce a Shapirova reakce sledují stejný mechanismus. V prvním případě se používá sodík , methoxid sodný, hydridy lithia nebo sodíku, amid sodný atd. Ve druhém: allkillithium a Grignardova činidla . Při Bamford-Stevensově reakci vzniká více substituovaných alkenů a při Shapirově reakci nejméně substituovaných alkenů [43] .
Perkinova reakcePerkinova reakce je interakce aromatických aldehydů s anhydridy karboxylových kyselin za přítomnosti bazických katalyzátorů (alkalické soli karboxylových kyselin, terciární aminy atd.) [44] :
Následnou dekarboxylací výsledné kyseliny lze získat odpovídající alken.
Corey-Winterova syntézaOlefinace Julia-Lijo
K identifikaci alkenů se často používá Wagnerova reakce : odbarvení roztoku manganistanu draselného v mírně alkalickém prostředí (oxidace alkenů na glykoly). Další možností je odbarvení roztoku bromu v tetrachlormethanu za nepřítomnosti vývoje bromovodíku ( adiční reakce ) [45] .
Tyto chemické látky jsou velmi obecné, neselektivní a nelze u nich zaručit detekci alkenů. K potvrzení přítomnosti dvojné vazby ve sloučenině se používají spektroskopické metody.
Hmotnostní spektra alkenů obsahují intenzivnější M + píky ve srovnání s alkany [46] . Pro hmotnostně spektrometrické studium struktury alkenů existuje účinná expresní metoda, která spočívá ve studiu hmotnostních spekter odpovídajících alkanů vzniklých při hydrogenaci alkenů v plynné fázi v proudu vodíku (kat. Pt , Pd ) v mikroreaktoru. umístěný mezi plynovým chromatografem a hmotnostním spektrometrem [47] .
Alkeny s izolovanými dvojnými vazbami mají intenzivní (ε od 6500 do 12000) široký absorpční pás díky přechodu π→π v oblasti 165–200 nm. Přítomnost alkylových substituentů posouvá tento pás do oblasti dlouhých vlnových délek [48] .
IR spektra alkenů mají charakteristické pásy uvedené v tabulce, způsobené natahovacími vibracemi vazeb C=C a CH [49] :
Typy vibrací a skupin | Rozsah, cm −1 | Poznámka |
---|---|---|
Natahovací vibrace vazeb C–H | ||
R2C = CH2 _ | 3095-3075 | Lze vidět násobky |
R2C = CHR | 3045-3010 | Diferenciace cis- a trans- izomerů není možná |
Deformační vibrace vazeb C–H | ||
RCH = CH2 | 990, 910 | |
R, RC= CH2 | asi 890 | |
R, RC=CHR | 840-790 | |
trans -RCH=CHR | asi 950 | |
cis −RCH=CHR | 730-665 | |
Vibrace natahování vazeb C=C | ||
trans −RCH=CHR | kolem roku 1675 | Pásma střední a vysoké intenzity, vhodná pro identifikaci acyklických a nenapjatých systémů |
cis −RCH=CHR | kolem roku 1660 | |
RCH = CR1R2 _ | kolem roku 1670 | |
R2C = CH2 _ | kolem roku 1650 | |
RCH = CH2 | kolem roku 1640 | |
C=C-C=C | 1645-1600 | Poloha pruhu, který je intenzivnější než u alkenů, závisí na geometrii konjugovaného systému |
C=C-C=O | 1660-1580 | |
C=C-(C=C)n | 1650-1580 | Pásy mají multipletovou strukturu a celkově n splývají do jednoho širokého pásma |
ArC=C | kolem roku 1630 | Poloha pásu závisí na poloze a povaze substituentů |
NMR spektroskopické metody pro analýzu alkenů umožňují identifikovat signály vodíkových atomů alkenů a tím získat důležité informace o struktuře uhlovodíků. Tyto signály leží v rozmezí 4-8 ppm. Existuje empirická závislost, která umožňuje přesně vypočítat posuny protonů v alkenech [50] :
5 C=CH = 5,25 + Z hem + Z cis + Z trans
kde Z-aditivní screeningové parametry odpovídajících substituentů.
Hodnoty Z pro jednotlivé substituenty jsou uvedeny v tabulce [50] :
Zástupce | Z drahokam | Z cis | Z trans |
---|---|---|---|
H | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
Alkyl | 0,45 | -0,22 | -0,28 |
Alkyl (cyklus)* | 0,69 | -0,25 | -0,28 |
CH 2 Ar | 1.05 | -0,29 | -0,32 |
CH2X ( 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 (izolované) | 1,00 | -0,09 | -0,23 |
C=C (konjugát) | 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 |
NEBO | 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 |
* - Dvojná vazba a alkyl jsou součástí cyklu
Alkeny jsou nejdůležitější chemické suroviny.
Ethylen se používá k výrobě řady chemických sloučenin: vinylchlorid , styren , ethylenglykol , ethylenoxid , ethanolaminy , ethanol , dioxan , dichlorethan , acetaldehyd a kyselina octová [34] . Polymerací ethylenu a jeho přímých derivátů vzniká polyethylen , polyvinylacetát , polyvinylchlorid , kaučuky a mazací oleje .
Světová produkce etylenu je asi 100 milionů tun ročně [51] (podle údajů z roku 2005: 107 milionů tun [52] ).
Propylen se v průmyslu používá především pro syntézu polypropylenu (62 % z celkového vyrobeného objemu [53] ). Produkuje také kumen , propylenoxid, akrylonitril , isopropanol , glycerin , aldehyd kyseliny máselné [34] .
V současnosti je světová kapacita výroby propylenu asi 70 milionů tun ročně [53] . Podle prognóz odborníků potřeba propylenu v blízké budoucnosti výrazně převýší objem jeho produkce a očekává se, že do roku 2010 objem jeho světové produkce dosáhne 90 milionů tun [54] .
Butyleny se používají k výrobě butadienu , isoprenu , polyisobutylenu , butylkaučuku , methylethylketonu atd. [55] .
Isobutylen - surovina pro výrobu butylkaučuku, isoprenu , terc-butanolu ; používá se k alkylaci fenolů při syntéze povrchově aktivních látek. Jeho kopolymery s buteny se používají jako přísady do olejů a tmely.
Vyšší alkeny C10 - C18 se používají při syntéze povrchově aktivních látek , stejně jako k získání vyšších alkoholů.
uhlovodíky | |
---|---|
Alkanes | |
alkeny | |
alkyny | |
dieny | |
Ostatní nenasycené | |
Cykloalkany | |
Cykloalkeny | |
aromatický | |
Polycyklický | Decalin |
Polycyklické aromáty | |
|
Třídy organických sloučenin | |
---|---|
uhlovodíky | |
Obsahující kyslík | |
Obsahující dusík | |
Síra | |
S obsahem fosforu | |
halogenorganické | |
organokřemičitý | |
Organoelement | |
Další důležité třídy |