2.5. Непредельные углеводороды
Непредельные или ненасыщенные углеводороды – это углеводороды, в молекуле которых имеются углеводородные атомы, затрачивающие на связь с соседними атомами углерода более одной валентности – две или три.
Непредельные углеводороды называют ненасыщенными, так как они содержат меньшее число атомов водорода, чем предельные с тем же числом атомов углерода в молекуле.
По числу и характеру кратных связей непредельные углеводороды делятся на алкены, циклоалкены и алкины.
2.5.1. Алкены и циклоалкены
Алкены - ненасыщенные соединения, содержащие двойную связь С=С. Раньше эти соединения называли олефинами. Общая формула алкенов CnH2n.
Ненасыщенные циклические углеводороды с одной двойной связью называются циклоалкенами или циклоолефинами (общая формула CnH2n-2).
К алкенам и соответственно циклоалкенам причисляют также непредельные углеводороды, содержащие две или более двойных связей.
2.5.1.1. Номенклатура
Наименование всех алкенов образуется из названий соответствующего алкана с заменой окончания -ан на -ен. Главной считается цепь, содержащая двойную связь. Положение двойной связи обозначается цифрой, соответствующей углеводородному атому, от которого начинается двойная связь. Нумерацию проводят так, чтобы атом углерода, от которого начинается двойная связь, получил наименьший номер:
При наличии двух или трёх двойных связей в молекуле углеводорода окончание -ан в названии соответствующего алкана в соответствии с числом двойных связей заменяется на окончание -диен, триен с указанием положения каждой из этих связей:
Для первых членов гомологического ряда алкенов часто употребляют тривиальные названия:
Аналогичным образом, исходя из названий циклоалканов, строят названия циклоалкенов, циклоалкадиенов. В этом случае нумерация начинается от двойной связи:
Одновалентные остатки алкенов называют добавляя к концу окончание -енил. Для некоторых из них более употребительны тривиальные названия:
В промышленных процессах нефтепереработки алкены получаются в смеси с алканами. Свойства их заметно различаются, что используется при разделении и выделении индивидуальных соединений.
2.5.1.2. Физические свойства
Физические свойства алкенов представлены в табл. 8.
Алкены с 2-, 3- и 4-атомами углерода при нормальных условиях - газы, алкены С5-С17 - жидкости, а следующие - твёрдые вещества.
Цис-изомеры имеют более низкие температуры плавления, более высокие температуры кипения, большую плотность и более высокие показатели преломления по сравнению с транс-изомерами.
Плотность алкенов несколько выше, чем соответствующих алканов.
Алкены в воде растворяются мало, но лучше, чем алканы. Они хорошо растворяются в органических растворителях.
Адсорбционная способность алкенов ниже, чем аренов, но выше, чем алканов. На этом основано количественное определение алкенов в нефтепродуктах методом адсорбционной хроматографии.
Для алкенов характерно избирательное поглощение инфракрасных лучей, поэтому инфракрасные спектры используются при обнаружении и установлении их строения.
Таблица 8
Физические свойства алкенов
|
Название |
Температура плавления, 0С |
Температура кипения, 0С |
Плотность dn20 |
|
Этилен (этен) |
-169,4 |
-103,8 |
0,570 |
|
Пропилен (пропен) |
-185,2 |
-47,7 |
0,610 |
|
Бутилен (бутен-1) |
-185,4 |
-6,3 |
0,630-10 |
|
Цис-бутен-2 |
-139,3 |
3,7 |
0,644-10 |
|
Транс-бутен-2 |
-105,8 |
0,9 |
0,660 |
|
Изобутилен |
-140,8 |
-6,9 |
0,626 |
|
Амилен (пентен-1) |
-165,2 |
30,1 |
0,611 |
|
Гексилен (гексен-1) |
-139,8 |
63,5 |
0,673 |
|
Циклопентен |
-136,1 |
44,2 |
0,772 |
|
Циклогексен |
-103,5 |
82,9 |
0,811 |
|
Дивинил (бутадиен-1,3) |
-108,9 |
-4,47 |
0,658 (при 00 С) |
|
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) |
-146,0 |
34,07 |
0,681 (при 00 С) |