แอลคีนนำเสนอ

แอลคีน (ALKENE)

AOIJAI WICHAISIRI

C

Alkenes CnH2n “unsaturated” hydrocarbons

C2H4 ethyleneFunctional group = carbon-carbon double bondsp2 hybridization => flat, 120o bond anglesσ bond & π bond => H2C=CH2

No rotation about double bond!

C CH

H H

H

แอลคีน

สมบติัของอัลคีน• มสีมบติัเชน่เดียวกับอัลเคน

–การละลาย • ละลายในตัวทำาละลายท่ีไมม่ขีัว้ (nonpolar solvents)

• ไมล่ะลายในนำ้า–มคีวามหนาแน่น จุดเดือด และจุดหลอมเหลว ตำ่า –อัลคีนท่ีมพีนัธะคู่หลายพนัธะมกัมสี ีเชน่ Lycopene – สแีดง ในมะเชอืเทศ พรกิขึ้หนู

และ แตงโมβ-Carotene สเีหลือง ในแครอท และ มนัเทศ

การเรยีกชื่ออัลคีนตามระบบ IUPAC

• เลือกโซค่ารบ์อนท่ียาวท่ีสดุท่ีมพีนัธะคู่อยูด้่วยเป็นโซห่ลัก• ระบุตำาแหน่งของพนัธะคู่ โดยให้มตีำาแหน่งน้อยท่ีสดุ• ลงท้ายชื่อด้วยคำาวา่ –ene เชน่

CH3CH = CHCH3

CH3CH2CH = CH2-1 butene

-2 butene

การเรยีกชื่ออัลคีนตามระบบ IUPAC

• ถ้ามหีมูแ่ทนที่ ใหเ้รยีกหมูแ่ทนที่พรอ้มระบุตำาแหน่งของหมูแ่ทนท่ี แล้วจงึอ่านโซห่ลัก เชน่

CH3C = CHCH2CH2CH3

CH2CH3

3-methyl-3-heptene

CH3CH = CHCHCH3

CH3

4-methyl-2-pentene

Geometric isomers ในแอลคีน

403221-alkene 6

CH3

CH3CH2

CH

CCl

CH3CH3CH2

CH

CCl

trans-3-chloro-3-hexene cis-3-chloro-3-hexene

trans-2-pentene cis-2-pentene

C=CCH3 C2H5

ClH

สารอินทรยีน้ี์ม ี Geometrical isomerเป็นอะไร และมชีื่อวา่อะไร

ในการพจิารณา Geometrical isomer ต้องดท่ีู C=Cพบวา่พนัธะเดี่ยวทัง้ 4 มหีมูท่ี่ไมเ่หมอืนกันเลย

ในกรณีนี้จะเรยีกเป็น cis หรอื trans ไมไ่ด้ ต้องเรยีกเป็น E หรอื Zในการพจิารณาวา่เป็น E หรอื Z ต้องมคีวามรูเ้รื่อง Sequence rules

เพื่อที่จะจดัลำาดับอะตอมหรอืหมูต่าม priority

Sequence rules

1เรยีงตามเลขอะตอม ใครมากกวา่จะม ี priority สงูกวา่ เชน่ 35Br > 17Cl > 8O > 7N > 6C > 1H (สว่นใหญ่จะสอดคล้องกับนำ้าหนักอะตอม)

2ถ้าขอ้ 1 ยงัไมไ่ด้ ให้พจิารณาอะตอมถัดไปทีละอะตอม

3สำาหรบัหมูท่ี่เป็น multiple bond เชน่ พนัธะคู่หรอืพนัธะสามให้คิดแยกแต่ละพนัธะเป็นพนัธะเดี่ยวหมดทกุพนัธะ เชน่

-C=O

H

-C=C-

H H-C-O

H

O Cคิดแยกเป็น-C-C-

H H

C Cคิดแยกเป็น

เมื่อเขา้ใจ Sequence rules แล้วใหพ้จิารณาท่ี C=C โดยแบง่โมเลกลุเป็น 2 ขา้งซา้ย-ขวา

แล้วแยกเปรยีบเทียบหมูทั่ง้สองวา่หมูใ่ดม ี priority สงูกวา่จะเป็น Hi และหมูท่ี่ม ี priority ตำ่ากวา่จะเป็น L

C=CCH3 C2H5

ClH

Hi

L Hi

L

แล้วพจิารณารวมดทัูง้สองขา้งวา่ถ้าหมูท่ี่ม ี priority เป็น Hi หรอื L อยูข่า้งเดียวกันเรยีกวา่ Zถ้าหมูท่ี่ม ี priority เป็น Hi หรอื L อยูค่นละขา้งกันเรยีกวา่ E

ในกรณีนี้พบวา่อยูค่นละด้านกันจงึเป็น E-isomerE-3-chloro-2-pentene

E หรอื Z ?อ้อ..เป็น Z-isomer

C=CCH3

ClCH3CH2

CH2OHL

Hi Hi

L

C=CCH3

CH(CH3)2H

CH2OHHi

L

Hi

Lอยูด่้านเดียวกัน จงึเป็น Z-isomerZ

Z

Geometric isomers ในแอลคีน

403221-alkene 11

Z-2-chloro-2-pentene E-2-chloro-2-pentene

403221-alkene 12

trans-3-chloro-3-hexene cis-3-chloro-3-hexeneZ-3-chloro-3-hexene E-3-chloro-3-hexene

E-1-bromo-1-chloro-2-fluoroethene Z-1-bromo-1-chloro-2-fluoroethene

trans-2-pentene cis-2-penteneE-2-pentene Z-2-pentene

การเตรยีมแอลคีน 1 Dehydrohalogenation

ของแอลคิลเฮไลด์ R-X

403221-alkene 13

C CC C

H X

base,alcohol

C

CH3

CH3

BrCH3 C

CH3

CH2CH3

KOH

CH

CH3

ICH3

CH

CH2CH3

C2H5OH, heat + KBr

+ KIKOH

C2H5OH, heat

CH CH3

Br

CH3CH2

CH CH2CH3CH2KOH

C2H5OH, heat +CH CHCH3 CH3

81%

19%

403221-alkene 14

สภาวะท่ีใชส้ำาหรบั dehydrohalogenation แบบ E2

•เบส KOH ในแอลกอฮอล์ (alcoholic KOH)

NaOC2H5/C2H5 OH, NaOCH3/CH3OH

NaNH2 / NH3•อุณหภมูสิงู•ตัวทำาละลาย C2H5 OH,CH3OH

403221-alkene 15

Saytzeff rule สำาหรบัปฏิกิรยิา dehydrohalogenation จะได้ผลิตภัณฑ์หลักเป็น alkene ท่ีมหีมูแ่ทนท่ีท่ีพนัธะคู่มากกวา่เสถียรภาพของ alkene R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > trans-RCH=CHR

> cis-RCH=CHR > RCH=CH2 > H2C=CH2

C CH3

Br

CH3CH2

CH3

C CH2CH3CH2

CH3KOH

C2H5OH, heat + CH CCH3 CH3

CH3

71%29%

2. Dehalogenation ของ vicinal dihalide

403221-alkene 16

C CC C

X X

Zn

CH CH3

Br

CHCH3

Br

ZnCH CHCH3 CH3

Br

Br

Zn

403221-alkene 17

3 . Dehydration ของแอลกอฮอล์ R-OH C CC C

H OH

H2SO4+ OH2

CH CH3

OHCH3CH2 CH CH2CH3CH2+CH CHCH3 CH3

major

conc. H2SO4

อัตราเรว็ของการเกิด dehydration : 3o > 2o > 1o R-OH

กลไกปฏิกิรยิา

4. Reduction ของแอลไคน์

403221-alkene 18

C CR

H

R

HC CR R

H2

Lindlar's catalyst

Na or Li / NH3 C CR

H R

H

syn-addition

anti-addition

Lindlar’s catalyst = Pd/CaCO3 หรอือาจใช ้Pd/BaSO4 หรอื Ni2 - 2B (P )ก็ได้

C CCH3

H

CH3

HC CCH3 CH3

H2

Lindlar catalyst

Na or Li / NH3 C CCH3

H CH3

H

ปฏิกิรยิาของแอลคีนAddition

403221-alkene 19

1. Hydrogenation

2. Electrophilic addition

21 addition of HX

20

Markovnikov addition H+ ซึ่งเป็น electrophile เติมเขา้ที่ C ที่ม ีH มากกวา่

Electrophile (E+) reagent ท่ีขาดอิเล็กตรอน จะเขา้ทำาปฏิกิรยิา กับสารตัง้ต้นที่มอิีเล็กตรอนหนาแน่น

2.2 addition of H2SO4

403221-alkene 21

2.3 addition of H2O

aaaaaaaa aa a24 2

403221-alkene 22

กลไกปฏิกิรยิา(anti-addition)

25. addition of X 2 + H2O

403221-alkene 23

ปฏิกิรยิาเติมแบบ -anti addition Markovnikov (Br, Cl เป็น electrophile)

403221-alkene 24

กลไกปฏิกิรยิา

26. addition of alkene (dimerization)

403221-alkene 25

27. addition of free radical (HBr + peroxide)

403221-alkene 26

กลไกปฏิกิรยิา (เติมแบบ -antiMarkovnikov)

Br. radical เป็น electrophile เติมเขา้ที่ C ที่ม ีH มากกวา่

- 28. hydroboration oxidation

403221-alkene 27

3. Oxidation 31 hydroxylation

403221-alkene 28

32. ozonolysis

403221-alkene 29

ใชป้ระโยชน์ในการหาตำาแหน่งพนัธะคู่ใน alkene