Chương 1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ
3.1. Danh pháp và đồng phân
3.1.1. Danh pháp
Các anken đơn giản được gọi tên giống như ankan, khi thay hậu tố (đuôi) –an thành hậu tố -en. Thí dụ “etan” thành “eten”, “propan” thành “propen”.
CH2=CH2 CH2=CH-CH2
Tên IUPAC eten propen
Tên thông thường etilen propilen
đôi. Việc đánh số được tiến hành sao cho nối đơi có thể bắt đầu từ ngun tử cacbon có số thứ tự thấp hơn (hoặc thấp nhất).
But-1-en Pent-1-en
But-2-en Pent-2-en
Hợp chất có hai liên kết đơi được gọi là đien, trien là hợp chất có ba liên kết đơi, tetraen có bốn liên kết đơi. Cách đánh số cũng như trong trường hợp một liên kết đôi.
But-1,3-dien Hepta-1,3,5-trien
Khi có nhóm ankyl gắn vào mạch chính thì trước tên nhóm cần đọc số chỉ vị trí.
3-Metylbut-1-en 3-Metylbut-1-en
3,6-Đimetylhept-2-en
Nếu tách một hiđro khỏi enken ta có nhóm ankenyl, tên của chúng được hình thành bằng cách chắp thêm đuôi –yl vào tên anken tương ứng, nhưng số thứ tự thì phải đánh từ đầu ngun tử cacbon có hóa trị tự do. Thí dụ:
But-2-en-1-yl But-3-en-1-yl
Một số gốc ankenyl thông thường được sử dụng phổ biến: CH2=
Metylen Vinyl Alyl
3.1.2. Đồng phân
Số lượng đồng phân của anken lớn hơn so với ankan tương ứng. Ngoài đồng phân về mạch cacbon, ở các anken còn xuất hiện đồng phân do khác nhau về vị trí của nối đơi trong mạch, cũng như về phân bố khơng gian khác nhau của các nhóm thế xung quanh nối đôi. Sự phân bố khác nhau này dẫn tới xuất hiện các đồng phân
hình học (đồng phân cis-trans).
Thí dụ: Buten C4H8 có 3 đồng phân cấu tạo:
Buten – 1 hay but-1-en Buten – 2 hay but-2-en 2 – Metylpropen
Sự có mặt liên kết đội trong anken xuất hiện một loại đồng phân lập thể đó là đồng phân hình học. Đặc điểm của loại đồng phân này là hai nhóm thế ở hai cacbon mang nối đơi ở cùng về một phía hoặc khác phía đối với nối đơi. Thực chất là ở cùng phía hoặc khác phía đối với mặt phẳng π của liên kết đơi. Khi hai nhóm thế ở cùng phía ta có dạng cis, cịn ở khác phía có dạng đồng phân trans.
Thí dụ: Buten có 2 dạng đồng phân hình học cis – trans sau:
cis-but-2-en trans–but-2-en
Nguyên nhân tồn tại hiện tượng đồng phân cis – trans là các nhóm thế khơng
thể quay tự do xung quang liên kết đôi như xung quanh liên kết đơn vì khi quay như thế thì liên kết đơi sẽ bị phá vỡ. Các đồng phân cis – trans có tính chất vật lý và hóa học khác nhau như các đồng phân thơng thường.
3.2. Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của anken cũng gần giống như ankan, thí dụ nhiệt độ sôi của but-1-en, cis-but-2-en, trans-but-2-en và butan đều gần 0oC. Nhiệt độ sôi tăng dần với sự tăng phân tử khối.
3.3. Tính chất hóa học
Anken có liên kết đôi cacbon – cacbon nên mọi phản ứng đều xuất phát từ liên kết đó. Trong liên kết đơi cacbon - cacbon có liên kết б (~ 348 kJ/mol) bền hơn liên kết π (~ 268 kJ/mol), nên khi phản ứng liên kết π bị phá vỡ và nối đôi chuyển thành nối đơn.
Với lý do trên, các anken dễ tham gia phản ứng cộng hợp và các phản ứng oxi hóa.
3.3.1. Phản ứng cộng hợp: H2, X2, HX, H2O a) Phản ứng cộng với tác nhân đối xứng H2, X2
Cộng vào anken có từ ba nguyên tử cacbon trở đi với các anken không đối xứng tuân theo quy tắc cộng hợp Maccopnhicop: Sản phẩm chính là sản phẩm mà ion H+ sẽ tấn công vào nguyên tử cacbon của nối đơi chứa nhiều hiđro hơn (cacbon bậc thấp) cịn X− hay OH− sẽ tấn công vào nguyên tử cacbon cịn lại của nối đơi chứa ít hiđro hơn (cacbon bậc cao), thí dụ:
Sản phẩm chủ yếu (chính) Sản phẩm thứ yếu (phụ)
Phản ứng cộng không theo quy tắc Maccopnhicop:
Hầu hết các phản ứng cộng vào anken đều thuận theo quy tắc Maccopnhicop. Tuy nhiên trong một số điều kiện nhất định phản ứng cộng vào anken cho kết quả trái quy tắc Maccopnhicop. Năm 1933 Kharat đưa ra quy tắc cộng HX vào anken có mặt của peroxit (hiệu ứng Kharat).
Quy tắc Zaitxev – Vacnhe
Tương tác HX với anken trong đó hai nguyên tử cacbon mang nối đôi cùng bậc liên kết với hai gốc ankyl khác nhau thì X− sẽ kết hợp với cacbon của nối đơi liên kết với ít nhóm ankyl hơn.
3.3.2. Phản ứng oxi hóa
Bên cạnh phản ứng cháy trong khơng khí và tỏa nhiệt mạnh:
Thí dụ:
∆H = - 1423 kJ/mol Các anken trong phân tử có chứa nối đơi nhạy cảm hơn nhiều đối với các chất oxi hóa. Ở điều kiện tiến hành phản ứng khi tác nhân oxi hóa khác nhau thì sản phẩm phản ứng tạo ra cũng khác nhau:
Với KMnO4 trong H2O hay mơi trường kiềm Với tác nhân oxihố mạnh (K2Cr2O7/H2SO4)
Tác nhân ozon
3.3.3. Phản ứng trùng hợp
3.3.4. Phản ứng thế
Ở một số điều kiện xác định anken có phản ứng thế với X2 đặc biệt xảy ra dễ dàng với anken phân nhánh