1.4. Изомерия алкенов

Для алкенов характерны три типа изомерии:

1) углеродного скелета (структурная изомерия);

2) изомерия положения двойной связи в цепи (структурная изомерия);

3) пространственная (геометрическая) цис-транс-изомерия.

Структурные изомеры появляются у алкена, имеющего четыре атома углерода:

СН₃-СН₂-СН=СН₂ бутен-1

СН₃-СН=СН-СН₃ бутен-2

2-метилпропен

По сравнению с алканами число структурных изомеров у алкенов больше, что объясняется изомерией, связанной с положением двойной связи:

Число С атомов	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Кол-во изомеров алкенов	-	1	1	3	5	13	27	66	154
Кол-во изомеров алканов	1	1	1	2	3	5	9	18	35

Цис-транс-изомерия определяется пространственным расположением заместителей относительно двойной связи, тогда как порядок углеродных атомов скелета и положение двойной связи остается неизменным.

Если заместители расположены по одну сторону плоскости, проходящей через двойную связь, говорят, что они находятся в цис-положении (лат. cis - “по эту сторону”) относительно друг друга; если по разные стороны – то это транс-положение (лат. trans “по ту сторону”).

Цис- Транс-

Возможность существования этих изомеров обусловлена тем, что -связь более жесткая, чем - и не допускает свободного вращения. Переход одного изомера в другой в обычных условиях невозможен и может быть осуществлен при действии факторов, ослабляющих –связь (освещение, высокие температуры, катализаторы).

Цис- и транс- изомеры – это стереоизомеры. Эти изомеры устойчивы, их можно выделить, они отличаются как по физическим, так и по химическим свойствам.

Транс-изомеры более устойчивые, чем цис-изомеры, т.к. в последних можно обнаружить некоторое перекрывание метильных групп, а в случае групп большего размера даже возникают силы отталкивания. В транс-изомерах группы значительно удалены друг от друга, что практически исключает взаимное влияние.

Для перехода от одной формы в другую нужно затратить энергию 257 кДж/моль, т.е. энергию -связи.

С цис-транс-изомерией приходится встречаться очень часто. Условно конфигурацией алкенов считают соответствующую конфигурацию наиболее длинной цепи, включающей двойную связь.

3-метил-4-этил-транс-гептен-3

Это транс-изомер, несмотря на то, что две идентичные группы располагаются в цис-положении относительно друг друга, т.к. алкильные остатки при двойной связи занимают транс-положение по отношению к наиболее длиной цепи, включающей двойную связь.

Для изомеров сложного строения используют Е, Z- номенклатуру, которая имеет следующие правила:

1. Используя систему Кана-Ингольда-Прелога, определяют сначала относительное старшинство заместителей, связанных с двойной связью и дают им номера по старшинству 1 или 2.

2. Если две наиболее старшие группы расположены по одну сторону от плоскости -связи, то конфигурация заместителей обозначается символом Z (zusammen- вместе), если же эти группы находятся по разные стороны от плоскости -связи, то конфигурацию обозначают символом Е (entgegen– против).

Z E