Alkeenid

Allikas: Vikipeedia

Alkeenid on küllastumata süsivesinikud, mille molekulides on vähemalt üks kaksikside süsiniku aatomite vahel. Alkeene nimetatakse mõnikord ka olefiinideks.

Alkeenide leidumine looduses ja saamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Alkeene sisaldub nafta utte- ja krakkgaaside koostises. Kõrvuti alkeenide homoloogilise rea esimese liikme eteeniga leidub seal ka kõrgemaid homolooge üldvalemiga CnH2n, aga ka teistsuguse koostisega alkeene.

Laboratoorselt saadakse alkeene alkoholide dehüdratatsioonil (vee eraldamisel): CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O

Tööstuslikult toodetakse alkeene alkaanide dehüdrogeenimisel (vesiniku eraldamisel): CH3-CH2-CH3 --→ H2 + CH3-CH=CH2 (propeen).

Alkeenide nimetused[muuda | redigeeri lähteteksti]

IUPACi nimetuste näiteid: but-1-een; buta-1,3-dieen; trans-but-2-een; cis-but-2-een

Alkeenide süstemaatiline nimetus saadakse kasutades lõppliidet -een, millele eelneb kaksiksideme kohanumber. Tüviühendiks on pikim küllastumata ahel. Mitme kaksiksideme kordumine näidatakse lõppliidetega -dieen, -trieen, -tetraeen jne.

Alkeenide korral on vaja näidata ka konfiguratsioon (stereoisomeeria). Diasendatud kaksiksideme korral võib kasutada eesliiteid cis- (asendusrühmad on samal poolel) ja trans- (asendajad on kaksiksideme suhtes vastaspooltel), st tegemist on cis-trans-isomeeriaga. Tri- ja tetraasendatud alkeenide korral kasutatakse deskriptoreid E (entgegen – eraldi) ja Z (zusammen – koos).

Alkeenide füüsikalised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Alkeenide homoloogilise rea kolm esimest liiget on gaasid, järgmised vedelikud ja alates C18H36 tahked. Sulamistemperatuurid ja keemistemperatuurid suurenevad homoloogilises reas molekulmassi kasvuga. Alkeenid ei lahustu vees.

Alkeenide keemilised omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Alkeenidele on eriti iseloomulikud liitumisreaktsioonid.

Elektrofiilse reagendi liitumine toimub vastavalt Markovnikovi reeglile. Näiteks hüdrohalogeniidide liitumine:

CH3-CH=CH2 + HCl → CH3-CHCl-CH3 [CH3-CH2-CH2Cl ei moodustu]

Liitumisel halogeenidega saadakse dihaloalkaanid:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br (1,2-dibromoetaan).

Eteeni broomivette juhtimisel kaob viimase värvus. Nimetatud tunnust kasutatakse alkeenide kvalitatiivseks kindlakstegemiseks. Br2 liitumine alkeenidele toimub ekvivalentses vastavuses ja seda reaktsiooni saab kasutada ka alkeenide kvantitatiivseks määramiseks. Küllastamatuse määra iseloomustab broomarv – see on broomi hulk grammides, mis reageerib 100 grammi prooviga.

Katalüsaatorite juuresolekul reageerivad alkeenid veega, hüdrateeruvad, moodustades alkohole: CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH (etanool)

Kõrgel temperatuuril ja rõhul või katalüsaatorite manulusel alkeenid polümeriseeruvad. Eteeni polümeriseerimisel tekib polüetüleen ehk polüteen: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

Hüdrogeenimisel katalüsaatori manulusel tekkivad alkaanid: CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3

Põlemisreaktsioon (põlemissaadusteks CO2 ja veeaur): CH2=CH2 + 3O2 →2CO2 + 2H2O

Oksüdeerumisel kaaliumpermanganaadiga moodustub kahealuseline alkohol: CH2=CH2 --→ HO-CH2-CH2-OH (etaandiool) Dioolide teke toimub aluselises keskkonnas. Happelises keskkonnas kaaliumpermanganaat lõhub süsinikahela kaksiksideme kohalt, moodustades ketoonid või/ja karboksüülhapped.

Terminaalse kaksiksideme korral tekib karboksüülhape ja süsinikdiooksiid. (Happelises keskkonnas, kaalimpermanganaadiga)

Seda kasutatakse valastumisreaktsiooni alkeenide tõestamiseks.

Struktuuri spetsiifika mõju[muuda | redigeeri lähteteksti]

Alkeenide elektrofiilse liitumise reaktsioonides (liitumine halogeenidega, hüdrohalogeniididega, katioonne alküleerimine ja polümerisatsioon jm), mis toimuvad üle karbokatioonse intermediaadi, saadakse paljudel juhtudel regulaarsete liitumisproduktide kõrval (või asemel) mitmesuguseid mitteregulaarseid produkte. Seejuures nende kõrvalproduktide iseloom sõltub alkeeni keemilisest ehitusest. Allpool on kaks enamesinevat kõrvalreaktsiooni.

1. Liitumisel kaksiksideme juures hargnenud struktuuriga alkeenidele, see on bis-, tri- ja tetraalküülasendatud kaksiksidemega ühenditele (isoalkeenidele), on kõrvutiasetsevate süsiniku aatomite juures hargnenud struktuuride teke steeriliselt takistatud ja tulemuseks on karbokatioonse intermediaadi deprotoneerumine.

Trialküülasendatud eteenidest RCH=CRR (isoalkeenid, välja arvatud isobuteen), ei ole võimalik happelisel katalüüsil saada kõrgpolümeere, sest ahela katkestab kasvavast kabokatioonist prootoni ülekanne monomeeri alustades nii uut ahelat. Ka ei saa isoalkeenide ioonsel kloorimisel normaalseid AdE adukte (dikloriide), vaid saadakse allüülsed kloriidid (nimetatakse allüülne kloorimine).

MeCH=CMe2 + Cl2 → MeCHCl–C+Me2 → MeCHCl–CMe=CH2 (83%) + MeCH2–CMe2Cl (5%) + MeCHCl–CMe2Cl (12%) + [ MeCH=CMeCH2Cl (tº) ]

Deprotoneerumine esineb kõrvalreaktsioonina paljudes katioonsetes protsessides. Ioonse kloorimise reaktsiooni võib vaadelda kui vastava karbokatiooni deprotoneerumisele kalduvuse indikaatorit: tetrametüületüleen (99%), trimetüületüleen (85%), isobuteen (87%), metallüülkloriid (80%), isopreen (50%), stüreen (46%), tsüklohekseen (20%), 1- ja 2-buteen (3%).


2. Kaksiksidemest järgmise süsiniku aatomi juures hargnenud alkeenide korral esineb karbokatioonses intermediaadis hüdriidi või alküülrühma 1,2-nihe (1,2 shift). Ümbergrupeeringu tulemusel sekundaarne karbokatioon annab enamstabiliseeritud tertsiaalse katiooni.

CH2=CH–CHMeR + HCl → [ CH3C+H–CHMeR → CH3CH2–C+MeR ] → CH3CHCl–CHMeR (48%) + CH3CH2–CClMeR (52%)

Seda tüüpi ümbergrupeeringud annavad alkeenide korral 1,3-liitumisproduktid või alkeeni 1,3-polümerisatsiooni.

Alkeenide kasutusalad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Eteeni kasutatakse etanooli, polüetüleeni ja kloroetaani tootmiseks.

Eteeni ja õhuhapniku sissehingamine kutsub esile narkoosi.

Õhus, mis sisaldab eteeni, valmivad puuviljad kiiremini.

Tetrafluoroeteeni (CF2=CF2) polümerisatsioonil toodetakse väärtuslikku plastmassi teflonit, millesse ei toimi ka keev lämmastikhape, sulatatud leelised ega kontsentreeritud väävelhape, seda isegi 300°C juures.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]