Hydrocacbon

 Ankan còn được biết đến như là parafin, hoặc nói một cách tổng thể là dãy parafin; tuy nhiên các thuật ngữ này chỉ được sử dụng để chỉ tới các ankan mà các nguyên tử cacbon của nó tạo

Ankan

Định nghĩa

 Ankan trong hóa hữu cơ là hydrocacbon no không tạo mạch vòng Điều đó có nghĩa là chúng là các hydrocarbon không tạo mạch vòng, trong đó mỗi phân tử chứa số nguyên tử hiđrô cực đại và không chứa các liên kết đôi

 Ankan còn được biết đến như là parafin, hoặc nói một cách tổng thể là dãy parafin; tuy nhiên các thuật ngữ này chỉ được sử dụng để chỉ tới các ankan mà các nguyên tử cacbon của nó tạo thành mạch đơn không phân nhánh; trong trường hợp đó, các ankan mạch nhánh được gọi là isoparafin Các ankan là các hợp chất béo

 Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2 (với n là số nguyên dương);

do đó ankan đơn giản nhất là mêtan, CH4 Tiếp theo là êtan, C2H6; dãy này có thể kéo dài vô tận Mỗi một nguyên tử cacbon trong ankan có cặp lai quỹ đạo sp3

 Bậc của cacbon: Người ta chia cacbon bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4 Bậc của cacbon bằng số gốc cacbon liên kết vào cacbon này bằng các liên kết đơn C trong CH4 là cacbon bậc 1

 Đồng phân

 Các nguyên tử cacbon trong các ankan (có chứa hơn 3 nguyên tử

cacbon) có thể sắp xếp theo nhiều cách khác nhau, tạo ra các đồng phân khác nhau Ankan "thông thường" có cấu trúc thẳng, không phân nhánh Số lượng các đồng phân tăng nhanh theo số lượng nguyên tử cacbon; đối với các ankan có từ 1 đến 12 nguyên tử cacbon thì số các đồng phân lần lượt là 1, 1, 1, 2, 3, 5, 9, 18, 35, 75, 159, 355

C8H18; etc Để có danh sách hoàn chỉnh hơn, xem Danh sách các ankan

 Các ankan mạch thẳng đôi khi được bổ sung thêm tiền tố n- (ám chỉ thông thường) để phân biệt chúng với các ankan mạch nhánh có cùng

số nguyên tử cacbon Mặc dù nó không phải là cần thiết một cách tuyệt đối, nhưng việc sử dụng nó vẫn là phổ biến trong các trường hợp mà ở

đó có sự khác biệt quan trọng về thuộc tính giữa ankan mạch thẳng và các đồng phân mạch nhánh: ví dụ n-hexan là một chất độc đối với hệ thần kinh trong khi các đồng phân mạch nhánh của nó thì lại không phải

 Một ankan mạch thẳng



 Ankan mạch nhánh

 Các ankan mạch nhánh được đặt tên như sau:

 Xác định mạch các nguyên tử cacbon dài nhất

 Đánh số các nguyên tử cacbon trong mạch này, bắt đầu từ 1 tại đầu gần nhánh hơn và tiếp tục đếm cho đến khi gặp nguyên tử cacbon cuối cùng của mạch đó ở đầu kia

 Kiểm tra các nhóm đính vào mạch theo trật tự và tạo ra tên gọi cho chúng

 Tạo ra tên bằng cách nhìn vào các nhóm đính vào khác nhau, và viết tên của chúng cho từng nhóm, theo trật tự sau:

 Số hay các số của nguyên tử cacbon, hay các nguyên tử, mà ở đó nó đính vào

 Các tiền tố di-, tri-, tetra- v.v nếu nhóm đính vào 2, 3, 4 v.v vị trí trong mạch, hoặc không có gì nếu nó được đính vào chỉ một chỗ duy nhất

 Tên của nhóm đính vào

 Việc tạo ra tên gọi được kết thúc khi đã viết xong tên gọi của mạch cacbon dài nhất

 Để thực hiện thuật toán này, người ta cần phải biết các nhóm thay thế được gọi như thế nào Điều này được thực hiện bằng cùng một cách, ngoại trừ là thay vì sử dụng mạch cacbon dài nhất thì người ta sử dụng mạch dài nhất bắt đầu từ điểm đính vào; ngoài ra, việc đánh số được thực hiện sao cho nguyên tử cacbon tiếp theo điểm đính vào có giá trị

số bằng 1

 Ví dụ, hợp chất (CH3)3-CH là ankan chứa 4 nguyên tử cacbon duy nhất

có thể có tính chất khác với butan CH3-CH2-CH2-CH3 Tên gọi hình thức của nó là 2-mêtylprôpan

 Tuy nhiên, pentan có hai đồng phân mạch nhánh ngoài dạng mạch thẳng thông thường là: (CH3)4-C hay 2,2-dimêtylpropan và (CH3)2-CH-

CH2-CH3 hay 2-mêtylbutan

 isopentane (common name) or 2-methylbutane (IUPAC systematic name)

 Tính chất vật lý

 nhiệt độ sôi ,nhiệt độ nóng chảy

 nhiệt độ sôi ,nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào liên kết van đe wall, liên kết hiđro và hình dạng, kích thước của phân tử trong cùng dãy đồng đẳng, thông thường khi số nguyên tử C tăng thì nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy đều tăng theo Các ankan cũng không nằm ngoài quy luật đó

 nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của các ankan đồng phân khác nhau rất rõ rệt và phụ thuộc vào sự phân nhánh tức là hình dạng phân tử của chúng những đồng phân nào có hình dạng gọn gàng (gần với hình cầu) thì thường có nhiệt độ sôi thấp hơn nhưng nhiệt độ nóng chảy cao hơn

so với đồng phân kém gọn gàng

 khối lượng riêng và tính tan

 ankan dù rắn hay lỏng đều nhẹ hơn nước khối lượng riêng tăng chậm theo số cacbon trong phân tử

 các ankan thuộc loại hợp chất không phân cực dầu mỡ cũng là những chất không phân cực do tương tác khuếch tán nên ankan tan tốt trong dầu mỡ

 nước là hợp chất phân cực mạnh nên không hoà tan ankan do không có liên kết điện từ

 tính chất hoá học

 ankan không phản ứng với các chất ôxy hóa mạnh hay khử mạnh Ankan còn chịu đựng bền bỉ với các tác nhân bên ngoài như ánh sáng, nước, vi sinh vật do các liên kết C-C, C-H là các liên kết bền vững nên hầu như không bị phân cực và cũng khó bị phân cực, các đặc điểm cấu tạo đó làm cho ankan tương đối trơ về mặt hoá học ở nhiệt độ thường

 trong điều kiện xúc tác hay nhiệt độ cao, ankan tham gia nhiều phản ứng thế, tách, đồng phân hóa, ôxy hoá…nhưng không bao giờ tham gia phản ứng cộng phản ứng của ankan thường xảy ra theo cơ chế gốc và dẫn tới một hỗn hợp các chất đồng phân, đồng đẳng…

 phản ứng halogen hóa

 Dẫn xuất đihalogen của ankan là một loại hợp chất hữu cơ trong đó hai nguyên tử H của ankan được thay thế bởi hai nguyên tử halogen X Dẫn xuất đihalogen của ankan có công thức tổng quát là CnH2nX2.

 Cơ chế phản ứng là diễn tiến của phản ứng Khảo sát cơ chế phản ứng

là xem từ các tác chất đầu, phản ứng trải qua các giai đoạn trung gian nào để thu được các sản phẩm sau cùng

 Phản ứng thế H của ankan bởi halogen X (của X2) là một phản ứng thế dây chuyền theo cơ chế gốc tự do Phản ứng trải qua ba giai đoạn: Khơi mạch, Phát triển mạch và Ngắt mạch

 Thí dụ: Khảo sát cơ chế của phản ứng:

 G.6 Nguyên tử H liên kết bậc cao của ankan dễ được thế bởi halogen

X2 (nhất là Br2) hơn so với H liên kết vào cacbon bậc thấp

 mức độ hoạt động hoá của các halogen trong phản ứng với ankan giảm theo trật tự sau : F2>Cl2>Br2>I2

 một lí do dẫn tới trật tự đó là nhiệt phản ứng giảm từ toả nhiệt mạnh đối với sự flo hoá đến thu nhiệt ở phản ứng iot hoá

 ứng dụng của phản ứng này là để làm chất giặt rữa tổng hợp

 phản ứng nitro hoá

 ngày nay người ta nitro hoá ankan ở 420 – 450oC (pha khí) bằng axit nitric đậm đặc hoặc nito đioxit phản ứng còn bẻ gãy liên kết C-C, hỗn hợp tạo ra thường gồm các nitro ankan với số nguyên tử C nhỏ hơn hoặc bằng ở ankan ban đầu

 phản ứng nitro hoá ankan cũng xảy ra theo cơ chế gốc nhưng không hoàn toàn giống với phản ứng clo hoá Nito đioxit sinh ra trong hỗn hợp phản ứng vốn là một phân tử với số lẻ electron NO2’ đã đóng vai trò gốc tự do như Cl’ mở đầu cho sự phát triển mạch:

 R-H + NO2’  HNO2 + R’

 HNO2 + HNO3  H2O 2NO2’

 R’ + NO2’  R-NO2

 NO2’ là gốc tương đối bền, thời gian sống dài hơn nhiều so với Cl’, nó

có mặt trong hỗn hợp phản ứng với lượng áp đảo so với gốc R’

 phản ứng nhiệt phân

 khi đun nóng tới 300 – 400oC, các phân tử ankan vẫn không bị phân huỷ ở nhiệt độ cao hơn hoặc có mặt chất xúc tác thì có thể xảy ra phản ứng tách hidro - đehidro hoá, phản ứng bẻ gãy liên kết C-C gọi là phản ứng cracking và phản ứng đồng phân hóa

 phản ứng tách hidro

 phản ứng chủ yếu áp dụng đối với các ankan có phân tử khối thấp ở nhiệt độ cao, có mặt xúc tác kim loại, các ankan từ C2 –C4 bị tách hidro tạo thành anken

có mục đích tạo nhiều nhiên liệu xăng, dầu và xăng, dầu có chất lượng tốt hơn cho động cơ từ dầu mỏ khai thác được

 cracking nhiệt

 khi đun nóng trên 500oC, mạch cacbon của ankan bị bẻ gãy tạo thành hỗn hợp các ankan, anken với số nguyên tử cacbon nhỏ hơn ban đầu thành phần và tỉ lệ các sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian phản ứng nhiệt độ càng cao, thời gian phản ứng càng dài thì mạch cacbon của sản phẩm tạo ra càng ngắn ở khoảng 500 – 600oC, thời

gian phản ứng ngắn thì tạo ra hỗn hợpcác hidrocacbon lỏng ở khoảng

700 – 900oC, thời gian phản ứng lâu hơn thì tạo ra các sản phẩm khí

 ví dụ : C16H34  C16-mH34-2m + CmH2m m=215

 cracking xúc tác

 xúc tác thường dùng là aluminosilicat thiên nhiên hoặc tổng hợp, chứa khoảng 75 – 90 % SiO2 , 10 – 25 % Al2O3, đã được tẩm axit (thường là HF) và một số chất khác Cracking xúc tác thực hiện ở nhiệt độ 400 –

450oC , thấp hơn so với cracking nhiệt sản phẩm thu được chứa nhiều ankan, anken phân nhánh, và một lượng đáng kể xicloankan và aren

 phản ứng oxi hoá

 phản ứng cháy

 khi đựơc khơi màu ankan phản ứng mạnh với oxi, toả nhiệt, phát sáng

và có thể cháy nổ các ankan càng nhẹ càng dễ cháy nổ nếu đủ oxi, sản phẩm là CO2 và H2O nếu thiếu oxi thì sản phẩm còn có CO và muội than

 phản ứng oxi hoá tách mạch cacbon

 ở nhiệt độ cao, có mặt muối coban hoặc mangan axetat xúc tác, ankan

bị oxi hóa bởi oxi không khí, khi đó mạch cacbon bị cắt đứt, tạo thành một hỗn hợp các axit ankanoic

 sự phổ biến

 Ankan có cả trên Trái Đất và trong hệ Mặt Trời , tuy nhiên chỉ có một

tỷ lệ không lớn và chủ yếu chỉ ở dạng "có dấu vết" Các hydrocacbon nhẹ, đặc biệt là mêtan và êtan là một phần quan trọng của các thiên thể khác: ví dụ, chúng được tìm thấy trong đuôi của sao chổi Hyakutake và trong một số thiên thạch chẳng hạn như các loại chondrit cacbon

Chúng cũng tạo thành một phần quan trọng của bầu khí quyển của các hành tinh khí ngoài xa của hệ Mặt Trời như Mộc Tinh, Thổ Tinh,

Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh Trên Titan, vệ tinh của Thổ Tinh, người ta tin rằng đã từng có một đại dương lớn chứa các ankan mạch dài, các biển nhỏ chứa êtan lỏng được cho là vẫn còn tồn tại

 Dấu vết của mêtan (khoảng 0,0001% hay 1 ppm) có trong bầu khí quyển Trái Đất, được sản xuất chủ yếu bởi các dạng khuẩn cổ Hàm lượng trong nước biển là không đáng kể do độ hòa tan thấp trong nước: tuy nhiên, ở áp suất cao và nhiệt độ thấp, mêtan có thể cùng kết tinh với nước để tạo ra mêtan hydrat rắn Mặc dù chúng không thể được khai thác trong phạm vi thương mại vào thời điểm hiện tại nhưng giá trị về năng lượng của các mỏ mêtan hydrat đã biết vượt xa tổng giá trị năng lượng của tất cả các mỏ khí thiên nhiên và dầu mỏ—mêtan thu được từ mêtan hydrat vì thế được coi là ứng cử viên cho nguồn nhiên liệu trong tương lai

 Dầu mỏ là hỗn hợp của các ankan lỏng và các hydrocacbon khác Cả hai đều được hình thành khi các động vật biển chết được che phủ bằng trầm tích để loại bỏ sự có mặt của oxy và được chuyển hóa sau nhiều

triệu năm ở nhiệt độ và áp suất cao thành các chất tự nhiên tương ứng

Ví dụ dưới đây miêu tả một phản ứng hình thành ra khí thiên nhiên:

 Các ankan rắn thu được như là cặn còn lại sau khi cho dầu mỏ bay hơi, được biết đến như là hắc ín Một trong các mỏ tự nhiên lớn nhất của ankan rắn là trong hồ chứa Bitum gọi là la brea trên đảo Trinidat vùng Caribe

 điều chế

 trong công nghiệp

 Các nguyên liệu ban đầu là khí thiên nhiên và dầu thô Dầu thô được tách ra tại các nhà máy lọc dầu bằng cách chưng cất phân đoạn và sau

đó được chế biến thành các sản phẩm khác nhau, ví dụ : xăng Sự

"phân đoạn" khác nhau của dầu thô có các điểm sôi khác nhau và có thể cô lập và tách bóc rất dễ dàng: với các phân đoạn khác nhau thì các chất có điểm sôi gần nhau sẽ bay hơi cùng với nhau

 Từ metan điều chế anđehit fomic (fomanđehit)

o CH4 + O2 Nitơ oxit ; 6000C - 8000C H-CHO + H2O

 Từ ankan điều chế anken, ankan khác (Thực hiện phản ứng cracking)

 làm nhiên liệu

o xăng dầu cho các động cơ hoạt động

o Khí thiên nhiên để đun nấu, cung cấp nhiệt cho các nhà máy luyện kim, phân đạm, gốm sứ…

o Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) và khí mỏ dầu hoá lỏng (LPG) thành phần chủ yếu là propan và butan, ngày nay là nguồn nhiên liệu phổ biến, tiện dụng trong đời sống và sản suất, là tác nhân đẩy trong các loại bình xịt.

o hiện nay khí thiên nhiên và dầu mỏ cung cấp khoảng 70% năng lượng mà con người đang sử dụng

o khí metan, thành phần chủ yếu của biogas, ngày nay là nguồn cung cấp năng lượng chính trong các trang trại

 làm nguyên liệu

o ankan là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản suất các chất hữu cơ và công nghiệp sản xuất phân đạm nguyên nhân là do từ ankan người ta điều chế được các hợp chất có khả năng phản ứng cao hơn để tổng hợp ra các sản phẩm

o nhờ cracking ankan dầu mỏ, người ta thu được etilen,

propilen… dùng để tổng hợp ra những chất thiết yếu như etanol, etylenglicol,… và các chất dẻo quan trọng như polietilen,

o các n-ankan mạch dài có độ nhớt và nhiệt độ sôi cao được dùng làm dầu gốc để pha chế dầu nhờn hoặc mỡ bôi trơn

o ankan rắn (parafin) còn được dùng trong y dược và một vài lĩnh vực khác

• Metan tàn phá môi trường hơn CO2

• Một nghiên cứu do Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) thực hiện cho thấy khí metan gây hại cho môi trường nhiều gấp 33 lần so với CO2 trong hơn 100 năm qua và là tác nhân hàng đầu khiến toàn cầu ấm lên

• Từ trước tới nay giới khoa học luôn coi metan (CH4) là loại khí gây hiệu ứng nhà kính nguy hiểm thứ hai do con người tạo ra, sau khí CO2 Phần lớn metan được tạo ra từ phân bò, quá trình thối rữa của rau, hoạt động cày xới đất, đốt than đá và khí gas

• Đối với khí quyển, một tấn metan có tác hại lớn gấp 25 lần so với một tấn CO2, nhưng do lượng CO2 trong khí quyển lớn hơn vài

nghìn lần so với metan nên CO2 vẫn được coi là tác nhân gây hiệu ứng nhà kính hàng đầu

• Kết quả nghiên cứu của NASA, được đăng trên tạp chí Science số ra tháng 11, chứng minh rằng những tác động của metan tăng lên nhờ

sự tương tác giữa nó với các hạt nhỏ xíu lơ lửng trong không khí (aerosol) Aerosol tồn tại ở dạng rắn, lỏng hoặc cả hai Sương mù, bụi, khói mù chính là aerosol Chúng có khả năng phản chiếu ánh sáng mặt trời trở lại không gian nên có vai trò lớn đối với khí hậu

• Một ví dụ về ankan mà cả trên động và thực vật đều có vai trò là quan hệ sinh thái giữa ong cát (Andrena nigroaenea) và lan hình nhện (Ophrys sphegodes); trong đó hoa lan phụ thuộc vào sự thụ phấn của ong Ngoài ra, ong cát sử dụng các pheromon để xác định bạn tình của mình; trong trường hợp của A nigroaenea, con cái sử dụng hỗn hợp của tricosan (C23H48), pentacosan (C25H52) và heptacosan (C27H56) với tỷ lệ 3:3:1, và con đực bị hấp dẫn bởi mùi đặc trưng này Cây hoa lan đã nắm được ưu thế này— các phần trong hoa của

nó không chỉ tương tự như bề ngoài của ong cát, mà nó còn sản xuất

ra một lượng lớn cả 3 ankan nói trên với cùng một tỷ lệ tương tự Kết quả là hàng loạt ong đực bị quyến rũ bay đến và cố gắng giao hợp với bạn tình giả mạo của mình: mặc dù nỗ lực này không đem lại thành công cho ong, nhưng nó cho phép cây lan chuyển giao phấn hoa của

nó, được gieo rắc sau khi con đực nản chí bay sang các bông hoa khác

Anken

Định nghĩa

Một mô hình 3D của etylen

Trong hóa hữu cơ , anken, olefin, hoặc olefine là một hợp chất hóa học có ít nhất một hay hai nối đôi Các anken mạch hở, với một nối đôi duy nhất và không có các nhóm chức , tạo thành một dãy đồng đẳng của hydrocacbon với công thức tổng quát C n H 2n.

Các anken đơn giản nhất là etylen (C 2 H 4), trong đó có tên ethene theo

IUPAC Anken còn được gọi là olefin (một từ đồng nghĩa cổ xưa, sử dụng rộng rãi trong hóa dầu công nghiệp) hợp chất thơm thường được vẽ như anken vòng , nhưng cấu trúc và hoá tính của chúng là khác nhau và chúng không được coi là anken

Ethylene (ethene), hiển thị các liên kết pi màu xanh lá cây

Giống như liên kết đơn , liên kết đôi có thể được mô tả như sự tổ hợp của các orbital nguyên tử, ngoại trừ không giống như liên kết đơn (trong đó có một liên kết sigma ), một liên kết đôi gồm một liên kết sigma và một liên kết pi một liên kết đôi mạnh hơn một một liên kết đơn (611 kJ / mol cho C = C so với 347 kJ / mol cho C-C) và cũng ngắn hơn với độ dài liên kết trung bình là1,33 Angstroms (133 pm )

sự xoay trong không gian của C trong liên kết đôi bị hạn chế bởi vì nó liên quan đến việc phá vỡ liên kết pi, đòi hỏi một lượng lớn năng lượng (264 kJ / mol trong etylen) Kết quả là, anken đó có thể tồn tại dưới dạng một trong hai đồng phân cis hoặc trans Trong thực tế, xoay 90 đòi hỏi một năng lượng bằng một nửa năng lượng của một liên kết pi

Theo thuyết VSEPR anken có góc liên kết C=C khoảng 120 góc liên kết CCC trong các đồng phân khác nhau là khác nhau Ví dụ, góc liên kết CCC trong propylen là 123,9 °.Danh pháp

a) Đồng phân cấu tạo:

Anken có tên lịch sử là olefin một số ít anken đơn giản được gọi tên bằng cách lấy tên ankan tương ứng đổi đuôi an thành ilen

CH2=CH2 etilen

CH2=CH=CH2 propilen

Theo danh pháp IUPAC, tên của anken được gọi theo các quy định sau:

_ mạch chính là mạch dài nhất chứa liên kết đôi

_ đánh số C ở mạch nhánh bắt đầu từ phía gần liên kết đôi hơn _ gọi tên mạch nhánh (theo thứ tự vần chữ cái) số chỉ vị trí đặt trước tên.

_ gọi tên mạch chính bằng cách dùng phần nền để chỉ số lượng nguyên tử cacbon (của mạch chính) kết hợp với đuôi en để chỉ liên kết C=C số chỉ vị trí liên kết C=C được đặt ngay trước đuôi en

Có 3 cách khác nhau để đặt số chỉ vị trí liên kết đôi :đặt trước tên mạch đuôi en, đặt trước tên mạch chính, đặt sau đuôi en Tron đó cách đặt chỉ số nay trước đuôi en là nhất quán và chuẩn xác nhất b) đồng phân hình học:

để gọi tên các đồng phân hình học của anken, người ta sử dụng hai cách kí hiệu, cis-trans và E-Z

kí hiệu cis-trans : nếu mạch chính của anken ở cùng một phía đối với nối đôi thì đặt kí hiệu cis- trước tên của nó, nếu mạch chính ở hai phía khác nhau của nối đôi thì đặt kí hiệu trans- trước tên của anken.

Kí hiệu E-Z : để dùng kí hiệu E-Z cần so sánh cấp của hai nhóm

nguyên tử ở mỗi nguyên tử C mang nối đôi nếu hai nhóm hơn cấp nằm ở cùng một phía của liên kết đôi ta đặt kí hiệu Z vào trước tên anken, và ngược lại đặt E vào trước tên anken.

Không phải bao giờ cũng có sự tương ứng giữa kí hiệu cis-trans với kí hiệu E-Z, hệ thống kí hiệu E-Z là tổng quát hơn vì nó áp dụng được cho mọi trường hợp.

Anken là một nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hóa dầu bởi vì chúng

có thể tham gia vào nhiều phản ứng

Anken tham gia phản ứng cộng nhờ cắt đứt liên kết pi

Clo và brom phản ứng với anken tạo thành sản phẩm cộng một phân tử

halogen vào liên kết đôi với hiệu suất gần như định lượng:

CH3CH2CH=CH2 + Cl2  CH3-CH2-CHCl-CH2Cl

CH3CH=CH2 + Br2  CH3-CHBr-CH2Br

Do phản ứng cộng, anken làm mất màu nhanh dung dịch brom trong CCl4

nên hiện tượng đó được dùng làm phép thử đẻ nhận biết anken Các hợp chất không no như ankin, anđehit cũng làm mất màu dd brom

để chuyển anken thành ancol trong phòng thí nghiệm người ta ít dùng phản ứng hidra hóa xúc tác axit vì nó thường dẫn tới sản phẩm gồm hỗn hợp các ancol đồng phân khó tách biệt

hướng của phản ứng cộng electrophin

ngay từ năm 1870, bằng thực nghiệm, Maccopnhicop đã nêu ra quy tắc về hướng của phản ứng cộng vào anken như sau : “ Khi cộng HA vào etilen thế không đối xứng thì ưu tiên tạo ra sản phẩm mà H cộng vào C mang nối đôi chứa nhiều H hơn còn A thì cộng vào C mang nối đôi chúa ít H hơn”

2) phản ứng hiđro hoá

Anken kém bền hơn ankan tương ứng vì thế phản ứng cộng hidro vào anken

là phản ứng toả nhiệt nhiệt toả ra khi hidro hoá 1mol anken thành ankan tương ứng được gọi là nhiệt hidro hoá hay entanpi hidro hoá dễ dàng xác định được nhiệt hidro hoá bằng nhiệt lượng kế từ đó ta có thể tính được độ bền tương đối của anken nếu hai anken sau khi hidro hoá tạo thành cùng một ankan thì anken nào có nhiệt hidro hoá cao hơn anken đó sẽ kém bền hơn

mặc dù phản ứng hidro hoá anken toả nhiệt, nhưng tốc độ phản ứng chỉ đủ lớn khi có mặt xúc tác

3)phản ứng trùng hợp

Polime là nhũng hợp chất mà phân tử gồm hàng ngàn, hàng vạn mắt xích lặp lại mỗi mắt xích đó được hình thành từ các phân tử nhỏ gọi là monome ssố lượng mắt xích lặp lại gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu là n

phản ứng cộng liên tiếp nhiều phân tử monome tạo thành phân tử polime gọi

là phản ứng polime hóa hay phản ứng trùng hợp đối với anken khi dùng xúc tác khơi màu là các hợp cất sinh gốc tự do, phản ứng polime hoá xảy ra theo

cơ chế cộng gốc nên được gọi là trùng hợp gốc khi dùng chất khơi màu tạo ion, phản ứng xảy ra theo cơ chế ion nên được gọi là phản ứng trùng hợp ion Khi dùng xúc tác là phức chất, sự polime hóa xảy ra nhờ tạo liên kết phối trí với ion kim loại, vì thế được gọi là trùng hợp phối trí

a) trùng hợp gốc

polime của các anken và dẫn xuất của chúng phần lớn được sản xuất trong công nghiệp bằng phản ứng trùng hợp gốc

nCH2=CH2  [-CH2-CH2-]n

b) trùng hợp ion các anken tạo được cacbocation bền, khi gặp các axit mạnh thì bị trùng hợp theo cơ chế giống như cộng electrophin gọi là trùng hợp cation Xúc tác thường dùng là các axit lewis như BF3, AlCl3 với sự tham gia của một lượng rất nhỏ nước

Oxi hoá giữ nguyên mạch cacbon

CH2=CH2 + KMnO4 + H2O  CH2OH-CH2OH + KOH + MnO2

để tránh cho glicol bị oxi hoá tiếp, cần thực hiện phản ứng ở 0-10oC và sử dụng dd KMnO4 loãng

H2C=CH2 + PdCl2 + H2O  CH3-CH=O + Pd + 2HCl

Oxy hóa

Trong sự có mặt của oxy , anken cháy với ngọn lửa sáng để cho ra khí

carbon dioxide và nước xúc tác quá trình oxy hóa với ôxy hoặc phản ứng với percarboxylic cho ra axit epoxit Phản ứng với KMnO 4 đặc nóng (hoặc muối ôxi hóa khác) trong một dung dịch axit sẽ có sản phẩm xeton hoặc axi

cacboxylic

Phương pháp công nghiệp

Cách phổ biến nhất trong công nghiệp là cracking dầu mỏ Ankan lớn bị phá

vỡ ở nhiệt độ cao, thường là trong sự xúc tác của Zeolit, để cung cấp cho anken và ankan nhỏ hơn, và hỗn hợp của các sản phẩm sau đó được phân cách bằng chưng cất phân đoạn Điều này chủ yếu được sử dụng để sản xuất các anken nhỏ (lên đến sáu nguyên tử cacbon )

Liên quan đến điều này là xúc tác khử hiđrô, ankan mất hydro ở nhiệt độ cao

để tạo ra một anken tương ứng Đây là đảo ngược của hydro hóa xúc tác của anken

Cả hai của các quá trình này là thu nhiệt, nhưng chúng được định hướng về phía anken ở nhiệt độ cao bởi entropy (TΔS phần của phương trình ΔG = ΔH

- TΔS chiếm ưu thế cho T cao)

Anken có thể được tổng hợp từ rượu qua phản ứng mất H , trong đó trường hợp bị mất H thông qua cơ chế E1 Ví dụ, mất H của ethanol để sản xuất ethene:

CH 3 CH 2 OH + H 2 SO 4 → H 2 C=CH 2 + H 3 O + + HSO 4 − CH 3 CH

2 OH + H 2 SO 4 → H 2 C = CH 2 + H 3 O + + HSO 4

-Tổng hợp từ các hợp chất cacbonyl

Một phương pháp quan trọng để tổng hợp anken liên quan đến việc xây dựng một carbon-carbon mới liên kết đôi của khớp nối của một hợp chất cacbonyl (như một aldehyde hoặc ketone ) cho một Cacbanion tương đương Những phản ứng này đôi khi được gọi là olefinations Một trong những phản ứng nổi tiếng nhất của phương pháp này là phản ứng Wittig , nhưng liên quan đến các phương pháp khác được biết

Phản ứng Wittig liên quan đến phản ứng của một aldehyde hoặc xeton với một tinh khiết Wittig (hoặc phosphorane) của kiểu Ph 3 P = Chr để sản xuất một anken và Ph 3 P = O Các tinh khiết Wittig có thể tự tổng hợp một cách

dễ dàng từ triphenylphosphine và alkyl halua một Phản ứng này là khá nói chung và nhiều nhóm chức năng được dung nạp tốt, ngay cả các este, như trong ví dụ này:

Liên quan đến phản ứng Wittig là olefination Peterson Chất sử dụng silicon tinh khiết dựa trên việc ít có thể tham nhập vào vị trí của phosphorane, nhưng

nó cho phép đối với việc lựa chọn E hay Z làm sản phẩm Nếu một sản phẩm E-là mong muốn, thay thế khác là olefination Julia , sử dụng Cacbanion tạo

ra từ một phenyl sulfone Các olefination Takai dựa trên một

organochromium trung gian cũng cung cấp các sản phẩm điện từ.Một hợp chất titan, Tebbe của tinh khiết , rất hữu ích cho sự tổng hợp của các hợp chất methylene; trong trường hợp này, thậm chí phản ứng este và amit

Một cặp của các hợp chất cacbonyl cũng có thể được reductively kết với nhau (có giảm) để tạo ra một anken Anken đối xứng có thể được chế từ một

aldehyde đơn hoặc xeton nối với chính nó, bằng cách sử dụng kim loại giảm

Ti (các phản ứng McMurry ) Nếu có từ hai xeton khác nhau sẽ được kết, một phức tạp hơn, phương pháp gián tiếp như Kellogg Barton phản ứng có thể được sử dụng

Một xeton đơn cũng có thể được chuyển đổi sang các anken tương ứng thông qua tosylhydrazone của nó, bằng cách sử dụng methoxide natri (các Stevens phản ứng Bamford ) hoặc alkyllithium một (các phản ứng Shapiro )

Phản ứng Coupling

Coupling phản ứng , nhất là những xúc tác của các hợp chất paladi , có trở thành phổ biến để tổng hợp anken Các phản ứng Heck cung cấp một phương pháp để nối một halua aryl để anken một, ví dụ như trong tổng hợp của các dược naproxen :

Các khớp nối khác, chẳng hạn như Stille , Suzuki và Negishi liên quan đến phản ứng của một alkenyl, hoặc aryl halua Allyl (hoặc triflate ) với một alkenyl, alkyl (không cho Stille) hoặc aryl phái sinh của một kim loại hoặc á kim Ví dụ, khớp nối Suzuki đã được sử dụng trên một dẫn xuất citronellal

để tổng hợp caparratriene , một sản phẩm tự nhiên đó là hoạt động rất mạnh chống lại bệnh bạch cầu:

Từ alkynes

Nếu cis-anken là mong muốn, hydro hóa với sự có mặt của chất xúc tác của Lindlar thường được sử dụng, mặc dù hiđrôborua tiếp theo là thủy phân cung cấp một phương pháp thay thế.Giảm alkyne bằng natri kim loại trong chất lỏng ammonia cho trans-alkene

Để chuẩn bị cho sự xuất hiện của multisubstituted anken, carbometalation của alkynes có thể làm phát sinh một lượng lớn các dẫn xuất của anken