25.4: umættede carbonhydrider

læringsmål

  • for at navngive alkener givne formler og skrive formler for alkener givet navne.

som tidligere nævnt er alkener carbonhydrider med carbon-til-carbon-dobbeltbindinger (R2C=CR2), og alkyner er carbonhydrider med carbon-til–carbon–tredobbelte bindinger (R-C-ren C-R). Samlet kaldes de umættede carbonhydrider, fordi de har færre hydrogenatomer end en alkan med det samme antal carbonatomer, som det er angivet i følgende generelle formler:

umættet.jpg

nogle repræsentative alkener—deres navne, strukturer og fysiske egenskaber—er angivet i tabel \(\Sideindeks{1}\).

tabel \(\Sideindeks{1}\): Physical Properties of Some Selected Alkenes


IUPAC Name Molecular Formula Condensed Structural Formula Melting Point (°C) Boiling Point (°C)
ethene C2H4 CH2=CH2 –169 –104
propene C3H6 CH2=CHCH3 –185 –47
1-butene C4H8 CH2=CHCH2CH3 –185 –6
1-pentene C5H10 CH2=CH(CH2)2CH3 –138 30
1-hexene C6H12 CH2=CH(CH2)3CH3 –140 63
1-heptene C7H14 CH2=CH(CH2)4CH3 –119 94
1-octene C8H16 CH2=CH(CH2)5CH3 -102 121

Vi brugte kun kondenserede strukturelle formler i tabel \(\sideindeks{1}\). Således står CH2=CH2 for

CH2=CH2.JPG

dobbeltbindingen deles af de to carbonatomer og involverer ikke hydrogenatomerne, selvom den kondenserede formel ikke gør dette punkt indlysende. Bemærk, at molekylformlen for ethen er C2H4, mens den for ethan er C2H6.

de to første alkener i tabel \(\Sideindeks{1}\), ethen og propen kaldes oftest ved deres almindelige navne—henholdsvis ethylen og propylen (figur \(\Sideindeks{1}\)). Ethylen er et stort kommercielt kemikalie. Den amerikanske kemiske industri producerer omkring 25 milliarder kilo ethylen årligt, mere end nogen anden syntetisk organisk kemikalie. Mere end halvdelen af denne ethylen går til fremstilling af polyethylen, en af de mest kendte plastmaterialer. Propylen er også et vigtigt industrielt kemikalie. Det omdannes til plast, isopropylalkohol og en række andre produkter.

clipboard_ec3d9f64616bb9f22536446653586c400.png
figur \(\Sideindeks{1}\): Ethen og propen. Kugle-og fjedermodellerne af ethen/ethylen (A) og propen / propylen (b) viser deres respektive former, især bindingsvinkler.

selvom der kun er en alken med formlen C2H4 (ethen) og kun en med formlen C3H6 (propen), er der flere alkener med formlen C4H8.

Her er nogle grundlæggende regler for navngivning af alkener fra International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC):

  1. den længste kæde af carbonatomer indeholdende dobbeltbindingen betragtes som moderkæden. Det navngives ved hjælp af den samme stamme som alkanen, der har det samme antal carbonatomer, men ender i-ene for at identificere det som en alken. Forbindelsen CH2=CHCH3 er således propen.
  2. hvis der er fire eller flere carbonatomer i en kæde, skal vi angive dobbeltbindingens position. Carbonatomer er nummereret, så den første af de to, der er dobbeltbundet, får det nederste af de to mulige tal.Forbindelsen CH3CH=CHCH2CH3 har for eksempel dobbeltbindingen mellem det andet og tredje carbonatomer. Dets navn er 2-penten (ikke 3-penten).
  3. Substituentgrupper er navngivet som med alkaner, og deres position er angivet med et tal. Strukturen nedenfor er således 5-methyl-2-geksen. Bemærk, at nummereringen af forældrekæden altid udføres på en sådan måde, at dobbeltbindingen giver det laveste tal, selvom det får en substituent til at have et højere tal. The double bond always has priority in numbering.

naming.jpg

Example \(\PageIndex{1}\)

Name each compound.

  1. clipboard_e7708582d323c1972aea3cc2187fe608f.png
  1. clipboard_e00994ff317f7e74395cf8325ff339f6e.png

Solution

  1. The longest chain containing the double bond has five carbon atoms, so the compound is a pentene (rule 1). For at give det første carbonatom af dobbeltbindingen det laveste tal (regel 2), nummererer vi fra venstre, så forbindelsen er en 2-penten. Der er en methylgruppe på det fjerde carbonatom (regel 3), så forbindelsens navn er 4-methyl-2-penten.
  2. den længste kæde, der indeholder dobbeltbindingen, har fem carbonatomer, så moderforbindelsen er en penten (regel 1). For at give det første carbonatom af dobbeltbindingen det laveste tal (regel 2), nummererer vi fra venstre, så forbindelsen er en 2-penten. Der er en methylgruppe på det tredje carbonatom (regel 3), så forbindelsens navn er 3-methyl-2-penten.

øvelse \(\Sideindeks{1}\)

navngiv hver forbindelse.

  1. CH3CH2CH2CH2CH=CHCH3

  2. clipboard_e3b41ac618143b7d43fd524f13c91bcf2.png

ligesom der er cycloalkaner, er der cycloalkener. Disse forbindelser er navngivet som alkener, men med præfikset cyclo – knyttet til begyndelsen af det overordnede Alken-navn.

eksempel \(\Sideindeks{2}\)

tegn strukturen for hver forbindelse.

  1. 3-methyl-2-penten

opløsning

  1. skriv først forældrekæden af fem carbonatomer: C–C–C–C. tilføj derefter dobbeltbindingen mellem det andet og tredje carbonatomer:
    clipboard_eb4825200a1b9d292656d2f07cd1536d1.png

    Placer nu methylgruppen på det tredje carbonatom og tilsæt nok hydrogenatomer til at give hvert carbonatom i alt fire bindinger.

    clipboard_e00994ff317f7e74395cf8325ff339f6e.png
  2. overvej først, hvad hver af de tre dele af navnet betyder. Cyclo betyder en ringforbindelse, sekskant betyder 6 carbonatomer, og-ene betyder en dobbeltbinding.
    clipboard_eed479396c5c92e696f229560689840e7.png

øvelse \(\Sideindeks{2}\)

tegn strukturen for hver forbindelse.

  1. 2-ethyl-1-seksen
  2. cyclopenten

Konceptanmeldelsesøvelser

  1. kort Identificer de vigtige forskelle mellem et mættet carbonhydrid og et umættet carbonhydrid.

  2. kort identificere de vigtige forskelle mellem en alken og en alkan.

  3. klassificer hver forbindelse som mættet eller umættet. Identificer hver som en alkan, en alken eller en alkyn.

    1. CR 3a.jpg
    2. CH3CH2C CCH3
    3. CR 3c.jpg

svar

  1. umættede carbonhydrider har dobbelt-eller tredobbeltbindinger og er ret reaktive; mættede carbonhydrider har kun enkeltbindinger og er ret ureaktive.

  2. en alken har en dobbeltbinding; en alkan har kun enkeltbindinger.

    1. mættet; Alkan
    2. umættet; alkyne
    3. umættet; Alken

Nøgleudtag

  • alkener er carbonhydrider med en carbon-til-carbon dobbeltbinding.

øvelser

  1. tegn strukturen for hver forbindelse.

    1. 2-methyl-2-penten
    2. 2,3-dimethyl-1-buten
    3. cycloheksen
  2. tegn strukturen for hver forbindelse.

    1. 5-methyl-1-hexene
    2. 3-ethyl-2-pentene
    3. 4-methyl-2-hexene
  3. Name each compound according to the IUPAC system.

    1. Ex 3a.jpg
    2. Ex 3b.jpg
    3. Ex 3c.jpg
  4. Name each compound according to the IUPAC system.

    1. Ex 4a.jpg
    2. eks 4b.jpg
    3. eks 4c.jpg

svar

    1. Ans 1a.jpggamle 1a.jpg
    2. gammel 1b.jpg
    3. gammel 1C.jpg
      1. 2-methyl-1-penten
      2. 2-methyl-2-penten 2,5-dimethyl-2-geksen
  1. 2-methyl-2-penten 2,5-dimethyl-2-geksen

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *