A L K E N Y
Węglowodory o wzorze sumarycznym C
n
H
2n
mogą być alkenami, jeŜeli zawierają jedno
podwójne wiązanie C=C lub cykloalkanami. Alkeny zaliczane są do węglowodorów
nienasyconych, zaś cykloalkany do nasyconych. Węglowodory cykliczne teŜ mogą być
nienasycone, jeŜeli zawierają wiązania wielokrotne, np. te z jednym wiązaniem podwójnym mają
wzór sumaryczny C
n
H
2n-2
. Znane są równieŜ węglowodory i inne związki, w których jest więcej
niŜ jedno nienasycone podwójne wiązanie C=C; noszą one nazwę polienów. Alkeny i polieny
występują często w naturze.
Eten
– CH
2
=CH
2
jest hormonem roślinnym przyspieszającym
dojrzewanie owoców. Znane barwniki roślinne, np. rodzina karotenów, a pośród nich, np.
β
-
karoten
– czerwonobrązowy – występujący, np. w marchwi czy
likopen
– czerwony – nadający
barwę pomidorom. Karoteny są prowitaminami witaminy A, a
likopen
ma silne działanie
przeciwnowotworowe. Terpeny (np.
mircen,
limonen
,
pineny
) jako oligomery
izoprenu
teŜ
naleŜą do nienasyconych związków, zaś
kauczuk
stanowiący typowy przykład naturalnego
polienu jest równieŜ polimerem
izoprenu
. Dawniej alkeny nazywano równieŜ olefinami.
H
H
H
H
C
C
eten izopren mircen limonen (+)-
α
αα
α
-pinen
ββββ
-karoten
likopen
(
γ
,
γ
-karoten)
Rys.4.1. Przykłady naturalnych alkenów i polienów
W ropie naftowej alkeny i polieny występują w małych ilościach. DuŜo ich znajduje się w
produktach
przeróbki
ropy
naftowej,
pochodzących
szczególnie
z
procesów
wysokotemperaturowych. Wiele z nich wytwarza się specjalnie w reakcjach krakingu.
Nomenklatura
Najpopularniejsze alkeny posiadają nazwy zwyczajowe, które moŜna uznać za nazwy
półsystematyczne, poniewaŜ są powszechnie stosowane, np.
etylen
(CH
2
=CH
2
),
propylen
(CH
3
CH=CH
2
),
butylen
,
izobutylen
czy
izopren
. Nazwy alkenów wg zasad IUPAC tworzy się
zamieniając końcówkę „an” w nazwie alkanu o takiej samie liczbie atomów węgla na końcówkę
„en”. W ten sposób otrzymujemy nazwy
eten
,
propen
,
buten
, itd. Najpopularniejsze nazwy
zwyczajowe, wymienione powyŜej jako od dawna zakorzenione są akceptowane przez UIPAC.
Jako lokant podwójnego wiązania przyjmuje się niŜszy numer atomu węgla w łańcuchu:
CH
2
=CHCH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH=CHCH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH=CH
2
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1
pent-1-en pent-2-en
teŜ
pent-1-en
Dla węglowodorów zawierających 2 lub więcej podwójnych wiązań zamiast końcówki „en”
wprowadza się odpowiednio końcówkę „adien” (dla dwóch C=C), „atrien”, itd., przy czym
lokanty wskazujące miejsce podwójnych wiązań w łańcuchu umieszcza się pomiędzy literę „a” i
resztą tej końcówki:
CH
2
=CHCH
2
CH=CHCH
2
CH
3
CH
3
CH=CHCH=CHCH=CH
1 2 3 4 5 6 7
7 6 5 4 3 2 1
hepta-1,4-dien hepta-1,3,5-trien
Zasada najniŜszego zestawu lokantów
Atomy węgla w łańcuchu numeruje się w ten sposób, Ŝeby uzyskać najniŜszy zestaw lokantów,
tzn. taki, Ŝeby wartości kolejnych lokantów w wzrastającym szeregu były najniŜsze, np.
zestaw lokantów 2,3,6,8, jest niŜszy niŜ 3,4,6,8 lub 2,4,5,7.
W węglowodorach rozgałęzionych lokalizuje się jako główny najdłuŜszy łańcuch węglowy
zawierający podwójne wiązanie:
C-C=C-C
C-C=C-C
C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C
C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C
11 10 9 8 7 6 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4 3 2 1
5-(n-but-2-enylo)undek-2-en
łańcuch główny
(lokanty dobrane prawidłowo)
nieprawidłowo wybrany
W węglowodorach pierścieniowych numeracje atomów węgla zaczyna się od podwójnego
wiązania:
Et
3-etylocykloheksen 3,5-dimetylocykloheksen 3,5-dimetylocyklo-
hepta-1,3-dien
Reszta CH
2
=CH
−−−−
nazywana jest winylen, a CH
2
=CH
−−−−
CH
2
−−−−
allilem.
CH=CH
2
CH
2
-CH=CH
2
CH
2
=CH-CH-CH
2
-CH=CH-CH-CH
2
-CH=CH-CH
3
7-allilo-3-winyloundeka-1,5,9-trien
W alkenach jest moŜliwość występowania izomerii cis/trans (Z/E). W izomerze cis podstawniki
starsze usytuowane są po tej samej płaszczyźnie pierścienia, a w izomerze trans po przeciwnych
stronach:
C
H
3
H
CH
2
CH
3
H
C
H
3
H
H
CH
2
CH
3
C
C
C
C
cis-pent-2-en trans-pent-2-en
[
(Z)-pent-2-en) (E)-pent-2-en
]
Starszeństwo podstawników wyznacza się na takich samych zasadach jak przy ustalaniu
starszeństwa przy określeniu konfiguracji absolutnej.
C
H
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
Br
Br
H
Cl
F
C
C
C
C
1
2
1
2
Et>Me
Br>Pr
Br>H
Cl>F
1
2
1
2
(Z)-4-bromohept-3-en (Z)-2-bromo-1-chloro-1-fluoroeten
Właściwości fizyczne, fizykochemiczne i fizjologiczne alkenów
Temperatura wrzenia i topnienia
NiŜsze alkeny podobnie jak alkany o zbliŜonej masie cząsteczkowej są gazami, wyŜsze cieczami,
a te o wysokiej masie cząsteczkowej nie topnieją w temperaturze pokojowej. Wartości temperatur
wrzenia i topnienia monoenów i alkanów są zbliŜone, np.
Porównanie tw. i tt. alkenów z alkami i pomiędzy izomerami Tabela 4.1.
tw.
o
C
tt.
o
C
etan
-89
-183
eten
-104
-165
propan
-42
-188
propen
-48
-185
butan
-0,5
-138
but-1-en
-6,5 <-190
(Z)-but-2-en
3,7 139
(E)-but-2-en
1
-106
Pomiędzy izomerami róŜnice są wyraźnie, często znaczne.
β
-Karoten
jest ciałem stałym, krystalicznym o tt. 183
o
C.
Rozpuszczalność
Podobnie jak alkany, alkeny są hydrofobowe, nierozpuszczalne w wodzie, dobrze rozpuszczalne
w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych.
Palność
Są łatwopalne. Lotne alkeny tworzą mieszanki wybuchowe z powietrzem.
Zapach
Zapach alkenów jest znacznie bardziej intensywny niŜ alkanów, ostry, raczej nieprzyjemny.
Elektronowa struktura wiązania C=C
Wiązanie podwójne C=C powstaje w wyniku nałoŜenia się orbitali atomów węgla, których
elektrony walencyjne uległy hybrydyzacji sp
2
, co oznacza Ŝe hybrydyzacji uległ elektron s i dwa
elektrony p.
+
+
2s
2p
x
2p
y
hybrydyzacja
sp
2
wzbudzenie
hybrydyzacja
2s
2
2p
x
2p
y
sp
2
2p
z
2s 2p
x
2p
y
2p
z
14743
2p
z
Rys.4.2. Hybrydyzacja sp
2
atomu C
LeŜące na jednej płaszczyźnie osie trzech orbitali sp
2
przecinają się pod kątem 120
o
, a
prostopadle do tej płaszczyzny znajduje się orbital 2p
z
obsadzony przez 1 elektron.
Atom węgla, zhybrydyzowany sp
2
moŜe z drugim takim samym atomem utworzyć wiązanie
podwójne C=C. Składa się ono z wiązania
σ
powstałego w wyniku osiowego nałoŜenia się 2
orbitali sp
2
i wiązania
π
w wyniku nałoŜenia się 2 orbitali p, których osie są prostopadle do
płaszczyzny tworzonej przez osie orbitali sp
2
.
+
C
C
wi
ą
zanie
σ
2 elektrony na
orbitalach 2p
z
C
C
orbital
π
sp
2
sp
2
2p
z
2p
z
Rys. 4.3. Wiązanie podwójne C=C składa się z wiązania
σ
i wiązania
π
Wiązanie
ππππ
powstaje w wyniku nałoŜenia się dwóch orbitali p, które są osiowo równoległe do
siebie. Tylko w tym układzie jest moŜliwe utworzenie takiego wiązania. Obrót atomów C wokół
wiązania
σσσσ
jest swobodny, w przypadku C=C wymaga dostarczenia duŜej energii i prowadzi do
zerwania wiązania
ππππ
. Brak swobodnego obrotu wokół wiązania podwójnego C=C jest przyczyną
występowania izomerii cis/trans.
Otrzymywanie alkenów
Głównym źródłem alkenów są procesy petrochemiczne, wykorzystujące ropopochodne surowce.
Najczęściej w wysokiej temperaturze długie łańcuchy węglowodorowe pękają tworząc mniejsze
fragmenty, pośród których znajdują się alkeny. Tego typu reakcje nazywają się krakingiem.
(ang. crack – pękać). W temperaturze 800-900
o
C wiązania C-C pękaja 8-9 razy szybciej niŜ C-
H. Piroliza czyli rozkład węglowodorów wyłącznie pod wpływem wysokiej temperatury nazywa
się krakingiem termicznym. Są jeszcze innego rodzaju krakingi, np. katalityczne (z uŜyciem
katalizatorów) czy hydrokraking, z udziałem wodoru w obecności katalizatorów. Podczas
hydrokrakingu nie powstają alkeny, poniewaŜ ulegają one uwodornieniu.
W uproszczeniu reakcje krakingu moŜna zapisać jako rozkład długiego łańcuchu alkanu na dwa,
jeden alkanu i drugi alkenu:
C
n
H
2n+1
C
m
H
2m+1
∆
C
n
H
2n+2
+ C
m
H
2m
alkan alkan alken
W rzeczywistości jest to reakcja bardzo skomplikowana, poniewaŜ produkty ulegają dalszym
przemianom i powstaje złoŜona mieszanina, zawierająca zwykle 10-20%
metanu
(wagowo),
alkany i alkeny gazowe i ciekłe oraz stałe, a takŜe koks (węgiel pierwiastkowy). Alkeny tworzą
się podczas kaŜdej pirolizy węglowodorów, a proces moŜna tak prowadzić, Ŝeby wybrany z nich,
np.
eten
,
propen
,
buteny
,
butadien
czy
izopren
stanowił główny produkt.
Pośród wszystkich surowców organicznych
eten
jest produkowany na największą skalę –
kilkadziesiąt mln ton rocznie. Kraking moŜna tak prowadzić, Ŝeby zawartość
etenu
w produktach
gazowych przekraczała 30%.
Laboratoryjne syntezy alkenów
Alkeny otrzymuje się w reakcjach eliminacji małych cząstek, np. halogenowodorów, wody,
amoniaku czy wodoru.
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
Cl
KOH
CH
3
CH
2
CH=CH
2
+ KCl
1-chlorobutan but-1-en
Cl
KOH
CH
3
CH=CHCH
2
CH
3
CH
2
CH=CH
2
+
but-2-en
but-1-en
80%
20%
CH
3
CH
2
CHCH
3
Właściwości chemiczne alkenów
Charakterystyczna reakcją alkenów jest addycja elektrofilowa (przyłączenie elektrofilowe). Do
podwójnego wiązania przyłączyć się mogą reagenty symetryczne, np. wodór (H
2
) czy halogeny
(X
2
) lub niesymetryczne, np. halogenowodory (HX), woda, tiole (RSH) i inne reagenty
elektrofilowe.
Addycja reagentów symetrycznych
Addycja reagentów symetrycznych
H
H
Br
Br
C
C
+ H
2
C
C
Pt
alkan
C
C
+ Br
2
C
C
vic-dibromoalkan
katalizator
H
Cl
H
OH
Br
OH
C
C + H-Cl
C
C
chloroalkan
C
C + H-OH
C
C
alkohol
C
C + H-OH
C
C
Br
2
halohydryna
Uwodornienie
Uwodornienie alkenów polega na przyłączeniu cząsteczki wodoru do podwójnego wiązania. Jest
reakcją egzotermiczną, poniewaŜ tworzące się dwa nowe wiązania C
−−−−
H typu
σσσσ
są mocniejsze od
rozrywanych wiązań H
−−−−
H (
σσσσ
) i C
−−−−
C typu
ππππ
. Ilość wydzielone ciepła (wartość bezwzględna
∆∆∆∆
H)
w wyniku uwodornienia 1 mola alkenu nazywa się ciepłem uwodornienia alkenu (ciepłem
hydrogenacji). Średnia wartość ciepła uwodornienia jednego mola C=C wynosi 126 kJ/mol (30
kcal).
Molowe ciepło uwodornienia alkenów Tabela 4. 2.
Alken
Wzór
Ciepło uwodornienia
[kJ/mol (kcal/mol)]
eten
CH
2
=CH
2
137 (33)
propen
CH
3
CH=CH
2
126 (30)
but-1-en
CH
3
CH
2
CH=CH
2
127 (30)
pent-1-en
CH
3
CH
2
CH
2
CH=CH
2
126 (30)
heks-1-en
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH=CH
2
127 (30)
3-metylobut-1-en
CH
3
CH(CH
3
)CH=CH
2
127 (30)
3,3-dimetylobut-1-en
(CH
3
)
3
CCH=CH
2
127 (30)
4,4-dimetylopent-1-en
(CH
3
)
3
CCH
2
CH=CH
2
124 (29,5)
cis-but-2-en
H
C
H
3
H
CH
3
C
C
120 (29)
trans-but-2-en
H
C
H
3
CH
3
H
C
C
116 (28)
2-metylopropen
(CH
3
)
2
C=CH
2
119 (28)
cis-pent-2-en
H
CH
3
CH
2
H
CH
3
C
C
120 (29)
trans-pent-2-en
H
CH
3
CH
2
CH
3
H
C
C
116 (28)
2-metylo-but-2-en
CH
3
CH=C(CH
3
)CH
3
113 (27)
2,3-dimetylobut-2-en
(CH
3
)
2
CH=C(CH
3
)CH
3
111 (27)
Alkeny nie reagują z wodorem po zmieszaniu. Do addycji H
2
do C=C (uwodornienia) dochodzi
w obecności katalizatora. Katalizator obniŜając energię aktywacji dowolnej reakcji zwiększa jej
szybkość poniewaŜ większa populajca cząsteczek substratu jest w stanie pokonać barierę
energetyczną wyznaczoną przez energią aktywacji.
Rys. 4.4. Zmiany energii potencjalnej podczas reakcji uwodornienia alkenu bez katalizatora i z katalizatorem
W cząsteczkach zaadsorbowanych na powierzchni katalizatora dochodzi do rozluźnienia wiązań
σ
w H
−−−−
H i
ππππ
w C=C, a tym samym ich rozerwanie i utworzenie nowych wiązań C
−−−−
H staje się
łatwiejsze.
H H
H H
H
H
H
H
C
C
powierzchnia
katalizatora
H
2
C
C
+
C
C
C
C
wodór zaadsorbowany
na powierzchni katalizatora
kompleks alkenu
z katalizatorem
alkan aktywny katalizator przyłączenie H do C=C
Rys. 4.5. Zasada działania katalizatora w reakcja uwodornienia alkenów
Ciepło uwodornienia alkenów, a ich trwałość
Ilość ciepła wydzielanego podczas uwodornienia jest zaleŜna od trwałości reagującego związku;
im bardziej trwały tym mniej wydzieli się energii cieplnej podczas przejścia od substratu do
produktu.
Z dwóch izomerów
but-2-enu
(trans i cis) w wyniku uwodornienia powstaje ten sam produkt –
n-
butan
i zostaje zuŜyta taka sama ilość wodoru/mol substratu. W reakcji uwodornienia
cis-but-2-
enu
wydziela się 119,7 kJ/mol (28,6 kcal/mol), a
trans-but-2-enu
115,5 kJ/mol (27,6 kcal/mol),
co oznacza, Ŝe izomer trans jest trwalszy od cis o 4,2 kJ/mol.
C
H
3
H
CH
3
H
C
H
3
H
H
CH
3
C
C
C
C
cis-but-2-en
trans-but-2-en
H
2
/kat
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
n-butan
E
kJ/mol
cis-CH
3
CH=CHCH
3
trans-CH
3
CH=CHCH
3
4,2 kJ
-119,7
-115,5
Rys. 4.6. ZaleŜność wielkości ciepła uwodornienie od trwałości substratu
Podczas uwodornienia
cis-pent-2-enu
wydziela się 119,7 kJ/mol (28,6kcal/mol), a jego izomeru
trans 115,5 kJ/mol (27,6 kcal/mol). RóŜnica, która świadczy o większej trwałości izomeru
trans
wynosi podobnie jak w przypadku butenów 4,2 kJ/mol (1kcal/mol).
Pośród
pentenów
istnieje większa róŜnorodność izomerów (6 izomerów) niŜ
butenów
(2). Ciepło
ich uwodornienia, świadczy o ich trwałości. MoŜna na tej podstawie wnioskować o zaleŜności
trwałości cząsteczki od jej budowy, w przypadku
pentenów
od połoŜenia podwójnego wiązania w
łańcuchu i liczby podstawników alkilowych wokół C=C.
Ciepło uwodornienia butenów Tabela 4. 3.
Nazwa
Wzór
Ciepło uwodornienia
kJ(kcal)/mol
eten
CH
2
=CH
2
137 (32,8)
propen
CH
3
CH=CH
2
126 (30,1)
but-1-en
CH
3
CH
2
CH=CH
2
126 (30,1)
pent-1-en
CH
3
CH
2
CH
2
CH=CH
2
126 (30,1)
3-metylobut-1-en
CH
3
CH(CH
3
)CH=CH
2
127 (30,3)
2-metylopropen
(CH
3
)
2
C=CH
2
119 (28,4)
cis-pent-2-en
CH
3
CH
2
CH=CHCH
3
120 (28,6)
trans-pent-2-en
CH
3
CH
2
CH=CHCH
3
116 (27,6)
2-metylobut-1-en
CH
3
CH
2
C(CH
3
)=CH
2
119 (28,5)
2-metylobut-2-en
(CH
3
)
2
C=CHCH
3
113 (26,9)
2,3-dimemetylo-but-2-en
(CH
3
)
2
C=C(CH
3
)
2
111 (26,6)
Z podanych wartości ciepła uwodornienia izomerów wynika, Ŝe im więcej grup alkilowych
wokół C=C, tym trwalszy izomer. Na podstawie tego wniosku moŜna ułoŜyć szereg trwałości
alkenów:
Szereg trwałości alkenów:
R
2
C=CR
2
>R
2
C=CHR >R
2
C=CH
2
>RCH=CHR >RCH=CH
2
>CH
2
=CH
2
Trwałość substratów wpływa na orientację w reakcjach dehydratacji i dehydrohalogenacji –
eliminacja cząsteczki H
2
lub HOH prowadzi do trwalszego alkenu.
Addycja elektrofilowa
W trakcie reakcji addycji do podwójnego C=C wiązania dochodzi do rozerwanie wiązania
ππππ
układu C=C, rozerwania wiązania
σσσσ
w cząsteczce, która zostaje przyłączona, np. X
−−−−
Y i zamiast
tych wiązań powstają dwa nowe wiązania
σσσσ:
C
−−−−
X oraz C
−−−−
Y.
X Y
X
Y
C
C
σ
π
+
σ
C
C
σ
σ
rozerwane wiązania
π σ
utworzone wiązania
σ σ
Rys. 4.6. Etapy addycji elektrofilowej
Rozerwanie wiązania
ππππ
układu C=C następuje pod wpływem ataku cząsteczki X
−−−−
Y
przyłączającej się do podwójnego wiązania. Wiązanie C=C jest miejscem o wysokiej gęstości
elektronowej, wobec czego wykazuje powinowactwo do czynników elektrofilowych – „
lubiących
elektrony
”. Do takich czynników naleŜą kwasy Lewisa: H
+
, BF
3
, Hg
+2
, Br
+
i inne. Reakcja
addycji zaczynająca się od ataku elektrofila nazywana jest
addycją elektrofilową
. Alken po
przyłączeniu elektrofila zostaje przekształcony w karbokation, który następnie stabilizuje się
przez przyłączenie anionu:
X
H
Cl
H
C
C
+
H
+
C
C
+
C
C
Cl
-
alken karbokation chloroalkan
Orientacji w reakcjach addycji elektrofilowej
W produktach reakcjach addycji cząsteczki X
−−−−
Y do alkenu przewaŜa jeden z moŜliwych
izomerów:
Cl H
CH
3
-CH-CH
2
CH
3
Cl
CH
3
CH
3
H
Cl
CH
3
OSO
3
H
CH
3
OH
CH
3
CH
3
-CH=CH
2
HCl
chlorek izopropylu
CH
3
-CH=CH
2
HCl
chlorek tert-butylu
propen
CH
3
-C-CH
3
2-metylopropen
CH
3
-CH=C-CH
3
HCl
2-chloro-2-metylobutan
CH
3
-CH-C-CH
3
2-metylobut-2-en
CH
3
-CH=CH
2
H
2
SO
4
wodorosiarczan
izopropylu
propen
CH
3
-CH-CH
3
CH
3
-CH=CH
2
H
+
/HOH
alkohol tert-butylowy
CH
3
-C-CH
3
2-metylopropen
Reguła Markownikowa,
(1837-1904), prof. w Kazaniu, Odessie i w Moskwie, doktorat u Butlerowa)
Na podstawie obserwacji produktów wielu reakcji addycji elektrofilowej Włodzimierz
Markownikow zaproponował w 1869 r. następującą regułę: w reakcji addycji jonowej H-X do
podwójnego wiązania C=C w alkenach atom wodoru przyłącza się do tego atomu węgla, przy
którym znajduje się więcej atomów wodoru (mniej podstawników alkilowych), zaś X do
drugiego atomu C podwójnego wiązania.
Uzasadnienie reguły Markownikowa
Rys. 4.7. Wykres zmian energii potencjalnej w reakcji addycji HCl do propenu. NiŜsza wartość energii aktywacji
E
act
(2
o
) niŜ E
act
(1
o
) preferuje taki stan przejściowy, z którego powstaje produkt zgodnie z regułą Markownikowa
(chlor przyłącza się do wyŜej rzędowego atomu węgla - 2
o
)
W wyniku przyłączenia się H
+
do C=C powstaje najbardziej trwały karbokation, czyli
karbokation najbardziej rozgałęziony.
Przegrupowania towarzyszące niektórym reakcjom addycji potwierdzają jonowy mechanizm tych
reakcji:
H
C
H
3
C
H
3
H
H
H
H
C
H
3
C
H
3
Cl
CH
3
Cl
C
H
3
C
H
3
H
CH
3
H
H
C
C
C
HCl
C
C
C
C
+
3-metylobut-1-en 2-chloro-3-metylobutan 2-chloro-2-metylobutan
(~50%) (~50%)
Po przyłączeniu się protonu do
3-metylobut-1-enu
tworzy się 2
o
karbokation, który ma
moŜliwość przegrupowania się do bardziej stabilnego karbnokationu 3
o
. W drugim etapie reakcji
jon Cl
-
reaguje zarówno z 2
o
, jak i 3
o
karbokationem i powstają w rezultacie dwa produkty.
H
C
H
3
C
H
3
H
H
H
H
C
H
3
C
H
3
CH
3
CH
3
C
H
3
H
CH
3
H
H
H
C
H
3
C
H
3
Cl
CH
3
Cl
C
H
3
C
H
3
H
CH
3
H
H
C
C
C
H
+
C
C
C
C
+
+
karbokation 2
o
karbokation 3
o
C
C
C
C
Cl
-
Cl
-
3-metylobut-1-en
2-chloro-3-metylobutan 2-chloro-2-metylobutan
Migracji moŜe ulec nie tylko jon wodorkowy H- jak w powyŜszym przykładzie, ale równieŜ cała
grupa metylowa:
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Cl
Cl
H-Cl
CH
3
-
C
-
CH=CH
2
CH
3
-
C
-
CH
-
CH
3
CH
3
-
C
-
CH
-
CH
3
+
+
Cl
-
Cl
-
CH
3
-
C
-
CH
-
CH
3
CH
3
-
C
-
CH
-
CH
3
H
3
C
3,3-dimetylobut-1-en
3-chloro-2,2-dimetylobutan 2-chloro-2,3-dimetylobutan
Reguła Markownikowa nie zawsze przewiduje właściwy produkt. Odnosi się ona tylko do
reakcji biegnących mechanizmem jonowym. Przyłączenie bromowodoru (nie HCl ani HI) do
propenu
w obecności rodników lub/i w podwyŜszonej temperaturze prowadzi do
1-
bromopropanu
, podczas gdy w wodzie HBr przyłącza się zgodnie z regułą Markownikowa.
Br
Br
CH
3
-CH=CH
2
HBr
bromek izopropylu
propen
HOH
CH
3
-CH=CH
2
HBr
bromek n-propylu
propen
CH
3
-CH-CH
3
ROOR/
∆
CH
3
-CH
2
-CH
2
zgodnie z regułą Markownikowa
niezgodnie z regułą Markownikowa
Przyczyną tej róŜnicy jest inny elektrofil w obu reakcjach. W wodzie reakcja biegnie
mechanizmem jonowym i proton jest tym reagentem (elektrofilem), który rozpoczyna addycję
tworząc najbardziej trwały karbokation. W obecności nadtlenków lub w podwyŜszonej
temperaturze z bromowodoru powstają rodniki i rodnik Br
.
rozpoczyna reakcję przeprowadzając
alken w najbardziej trwały karborodnik – rodnik z atomem C
.
o najwyŜszej rzędowości.
Szereg trwałości rodników: H
3
C
.
< RH
2
C
.
< R
2
HC
.
< R
3
C
.
:Br
.
..
..
:Br
.
..
..
Br
-
CH
2
-
CH
-
CH
3
.
Br
-
CH
2
-
CH
-
CH
3
.
R
-
O
-
O
-
R
∆
2 R
-
O
.
∆
H = +35 kcal/mol
R
-
O
.
+ H
-
Br
R
-
O
-
H + Br
.
∆
H = -23 kcal/mol i
niska energia aktywacji
+ CH
2
=CH
-
-
-
-
CH
3
2
o
karborodnik
+ H
-
Br
BrCH
2
CH
2
CH
3
+
1-bromopropan
Bromowodór przyłącza się do alkenów niezgodnie z regułą Markownikowa wówczas, kiedy
reakcja biegnie mechanizmem rodnikowym.
Przykłady:
Br
CH
3
(CH
2
)
5
CH=CH
2
+ CBr
4
R
.
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
-
CBr
3
okt-1-en tetrabromek węgla 1,1,1,3-tetrabromononan
Inicjator rodnikowy R
.
w reakcji z
bromoformem
generuje rodnik
.
CBr
3
, który jako czynnik
elektrofilowy przyłącza się do alkenu w ten sposób, Ŝeby powstał najtrwalszy rodnik i dalej
reakcja biegnie łańcuchowo:
Br
R
.
+ Br
-
CBr
3
R
-
Br +
.
CBr
3
CH
3
(CH
2
)
5
CH=CH
2
+
.
CBr
3
.
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
-
CBr
3
.
+ Br
-
CBr
3
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
-
CBr
3
+
.
CBr
3
Ć
wiczenia:
nadtlenki
CH
3
CH
2
CH
2
CH=CH
2
+ HCCl
3
→
→
→
→
nadtlenki
(CH
3
)
2
C=CH
2
+ CH
3
CH
2
SH
→
→
→
→
?
CH
3
+ HBr
eter
?
nadtlenki
CH
3
CH
2
C(CH
3
)=CH
2
+ CCl
4
→
→
→
→
?
nadtlenki nadtlenki
n CH
2
=CH
2
→
→
→
→
? n CH
2
=CH
−−−−
Cl
→
→
→
→
?
Addycja fluorowców
Chlor, brom i jod łatwo ulegają do podwójnego wiązania C=C dając dihalogenoalkany:
CH
2
=CH
2
+ Cl
2
CH
2
ClCH
2
Cl
eten 1,2-dichloroetan
Reakcja addycji bromu do C=C jest prostym testem na obecność nienasyconych wiązań w
badanym związku organicznym. Liczba jodowa stosowana do określania udziału nienasyconych
kwasów tłuszczowych w danym tłuszczu jest wartością (w procentach) określającą ilość
przyłączonego jodu do próbki tłuszczu.
Przyłączenie cząsteczki halogenu, np. bromu do podwójnego wiązania C=C moŜe następować w
ten sposób, Ŝe oba atomy bromu zostaną przyłączone z tej samej strony wiązania podwójnego lub
po przeciwnych stronach:
C
C
Br
Br
C
C
Br
Br
W reakcji z niesymetrycznymi alkenami, w zaleŜności od sposobu tego przyłączenia addycja Br
2
mogą powstać róŜne produkty, np. w reakcji bromu z
trans-1-fenylopropenem
moŜna spodziewać
się dwóch produktów erytro lub treo.
CH
3
H
Ph
H
H
Br
Ph
H
CH
3
Br
Br
H
Ph
H
CH
3
Br
Br
H
Ph
Br
CH
3
H
H
Br
Ph
Br
CH
3
H
C
C
Br
2
Br
2
(
SR)
(RR)
Biorąc pod uwagę, Ŝe przyłączenie z jednej strony moŜe nastąpić od dołu lub bod góry, a z
dwóch stron od góry przy jednym atomie C i dołu przy drugim i odwrotnie produktami takiej
reakcji mieszanina (SR) i (RS) – erytro - oraz (RR) i SS) – treo.
Jak jest w rzeczywistości? Na to pytanie odpowiedź dało poznanie mechanizmu addycji bromu
do C=C.
Mechanizm addycji halogenów do podwójnego wiązania
Cząsteczka halogenu w pobliŜu podwójnego wiązania ulega polaryzacji, a następnie jonizacji pod
wpływem elektronów
π
:
δδδδ
−−−−
δ
δ
δ
δ
++++
Br : Br
→
→
→
→
Br: Br
→
→
→
→
Br:
-
+ Br
+
polaryzacja jonizacja
Kation bromkowy Br
+
przyłącza się do jednego z atomów sp
2
tworząc karbokation, do którego
z kolei przyłącza się anion bromkowy. Atak anionu bromkowego następuje z przeciwnej strony
do obecnego juŜ w cząsteczce atomu bromu.
H
H
H
H
H
H
Br
:Br:
..
..
-
H
Br
Br
H
Br
2
w CCl
4
Br :Br
δ
++++
δ
−
+
cyklopenten
trans-1,2-dibromocyklopentan
Rys. 4.8. Jonowy mechanizm addycji bromu do alkenu
Fakt, Ŝe w wyniku addycji bromu do C=C tworzy się wyłącznie izomer trans tłumaczy
powstawanie przejściowo nieklasycznego jonu bromoniowego, który tworząc trójcykliczny
pierścień z dwoma atomami węgla umoŜliwia atak jonu bromkowgo Br
-
jedynie z przeciwnej
strony.
H
H
Br
H
H
Br
H
H
Br
Br :Br
+
:Br:
..
..
-
cyklopenten jon bromoniowy trans-1,2-dibromocyklopentan
Za otrzymanie trwałych cyklicznych kationów bromoniowych i udowodnienie ich budowy G.
Olah otrzymał w 1994 r. nagrodę Nobla.
George Andrew Olah
(ur. 1927 na Węgrzech), doktorat w 1949 r. w Budapeszcie, prof. w Univ. Nord Caroline,
USA.
Jonowy mechanizm addycji do C=C widoczny jest w reakcji alkenów z chlorkiem jodu I
−−−−
Cl.
Chlorek jodu jest spolaryzowany, dlatego jego addycja do podwójnego wiązania zachodzi
szybko:
CH
2
C
H
3
C
H
3
CH
2
-I
C
H
3
C
H
3
C
+ I
-
Cl
δ
++++
δ
−
C
+
:Cl:
-
..
..
(CH
3
)
2
CClCH
2
I
izobuten 2-chloro-1-jodo-2-metylopropan
Ten sam mechanizm – addycji elektrofilowej i tworzenie się przejściowo kationu bromoniowego
– jest przyczyną powstawania róŜnych stereoizomerów w wyniku przyłączenia się cząsteczki
bromu do trans- lub cis-alkenu.
H
5
C
2
CH
3
H
H
Br
+ Br
H
5
C
2
CH
3
H
H
Br
Br
Br
H
5
C
2
H
H
CH
3
Br
Br
H
CH
3
H
5
C
2
H
C
C
C
C
+
Br
-
trans-pent-2-en
kation
bromoniowy
:
:
..
..
C
C
(2R,3S)-2,3-dibromopentan
C
C
(2S,3R)-2,3-dibromopentan
+
W wyniku przyłączenia bromu do układu trans- powstaje
racemat (R,S) i (S,R),
↑
zaś produktem przyłączenia do izomeru cis- jest
racemat (R,R) i (S,S).
↓
Et
H
C
H
3
H
Br
H
H
Br
CH
3
Et
H
Br
Br
H
CH
3
Et
C
C
Br
2
C
C
+
C
C
(2R,3R)-2,3-dibromopentan (2S,3S)-2,3-dibromopentan
Reakcje hydroborowania
Borowodór (B
2
H
6
) przyłącza się do podwójnego wiązania tworząc addukty zwane boranami.
Jest to waŜna reakcja, poniewaŜ poprzez przekształcenie boranów moŜna wprowadzić inne grupy
funkcyjne. Dla uproszczenia cząsteczka borowodoru będzie zapisywana w postaci BH
3
.
H
B
H
H
H
BH
2
C
C
+
C
C
alken boran alkiloboran
W ten sposób kolejno wszystkie trzy atomy wodoru w boranie mogą zostać podstawione resztami
organicznymi, tak więc w reakcji
etenu
z boranem powtaje
trietyloboran
:
H
2
C=CH
2
+ BH
3
→
→
→
→
B(CH
2
CH
3
)
3
trietyloboran
Reakcja alkenów z boranem biegnie poprzez kompleks
ππππ
i stan przejściowy etapami, aŜ do
wyczerpania atomów wodoru przy atomie boru.
H
B
H
H
H
B
H
H
H
B
H
H
H
B
H
H
C
H
3
CH CH
2
C
H
3
CH CH
2
CH
3
-
CH=CH
2
+
kompleks
π
stan przejściowy
CH
3
-
CH
-
CH
2
CH
3
-
CH=CH
2
CH
3
-
CH=CH
2
(CH
3
CH
2
CH
2
)
3
B
tri-n-propyloboran
Reakcje trialkiloboranów
Z alkenów poprzez trialkiloborany moŜna otrzymywać alkohole. Reakcja polega na utlenianiu
boranów nadtlenkiem wodoru w środowisku alkalicznym:
H
2
O
2
R
3
B
→
→
→
→
3 ROH + Na
3
BO
3
NaOH
Mechanizm reakcji:
R
B
R
R
R
B
R
R
O O H
R
B
R
OR
+
-
O
-
O
-
H
- OH
3 B(OR)
3
+ 3
-
OH
3 ROH + BO
3
3-
Kwaśna hydroliza boranów prowadzi do alkanów. Jest to więc alternatywny sposób redukcji
alkenów do alkanów:
R
B
R
R
AcOH
∆
3 R-H + (AcO)
3
B
Addycja boranu do
3-metylocykloheksenu
nie jest regiospecyficzna; otrzymuje się produkty
przyłączenia w pozycji 2 i 3 w stosunku 1:1.
CH
3
CH
3
BH
3
9BBN
55 45 50 50
%
%
78 22 80 20
Natomiast za pomocą 9BBN –
9-borobicyklo[3.3.1]nonanu
,
który jest rozbudowanym cyklicznie
boranem moŜna prowadzić reakcje stereoselektywne. 9BBN otrzymuje się w reakcji z
cyklookto-
1,5-dienem
:
BH
2
B
BH
BH
3
THF
H
9-borabicyklo[3.3.1]nonan
Borany przyłączają się selektywnie w przypadku natrafienia wokół C=C na zawadę przestrzenną,
np. w postaci grupy metylowej.
CH
3
H
CH
3
H B
H
CH
3
H OH
BH
3
THF
H
2
O
2
-
OH
1-metylocyklopenten alkiloboran trans-2-metylocyklopentanol
(85%)
produkt pośredni
Otrzymany w tej reakcji alkohol jest inny od tego jaki powstaje w wyniku uwodnienia
1-
metylocyklopentenu
w środowisku kwaśnym czy produkt oksyrtęciowania tego samego
substratu.
Halohydryny – produkty addycji halogenów do alkenów w wodnym środowisku
W obecności wody produkt addycji kationu bromkowego –
kation bromoniowy
– reaguje z
cząsteczkami wody tworząc halohydryny (vic-halogenohydroksyalkany). JeŜeli stęŜenie wody
wielokrotnie przekracza stęŜenie halogenu, głównym produktem są halohydryny.
X
X
O-H
C
C
+ X
2
C
C
+
HOH
..
..
+ X
-
C
C
- H
+
X: Cl, Br halohydryna
Alkeny nie rozpuszczają się w wodzie, dlatego reakcje z nimi naleŜy prowadzić z dodatkiem
organicznych rozpuszczalników polarnych, które zwiększają rozpuszczalność substratów
hydrofobowych w wodzie. NaleŜą do nich
acetonitryl
, DMF i DMSO.
Zamiast bromu stosuje się
N-bromoimid kwasu bursztynowego
(NBS), który rozkładając się w
ś
rodowisku reakcji uwalnia stopniowo brom.
C
H
CH
2
N Br
O
O
C
H
CH
2
Br
OH
HOH/DMSO
styren 2-bromo-1-fenyloetanol
(76%)
Oksyrtęciowanie
Oksyrtęciowanie prowadzi do uwadniania alkenów. Jest alternatywnym sposobem otrzymywania
alkoholi z alkenów w porównaniu z addycją HOH w środowisku kwaśnym i utlenianiem
alkiloboranów. Addycja wody do podwójnego wiązania C=C biegnie w wysokiej temperaturze
(>250
o
C). Octan rtęci natomiast ulega przyłączeniu do alkenów w temperaturze pokojowej, a
produkt reakcji moŜna zredukować do alkoholu, najłatwiej za pomocą tetrahydroboranu sodu.
CH
3
OH
CH
3
1.
Hg(OAc)
2
, HOH/THF
2.
NaBH
4
1-metylocyklopenten 1-metylocyklopentanol
(92%)
mechanizm reakcji:
CH
3
OH
CH
3
OAc
OAc
Hg
Hg
CH
3
OAc
HgOAc
CH
3
O
H
H
HgOAc
CH
3
O
H
-
-
OAc
HOH
..
..
-
OAc
- ACOH
NaBH
4
1-metylocyklopenten
jon
merkurionowy
1-metylocyklopentanol
rtęcioorganiczny produkt pośredni
Mechanizm oksyrtęciowania jest zbliŜony do mechanizmu reakcji tworzenia halohydryn.
Halogenowanie w pozycji allilowej
W reakcji
propenu
w chlorem w podwyŜszonej temperaturze lub przy niskim stęŜeniu chloru
zamiast addycji następuje podstawienie atomu H w pozycji
β
. W niskich temperaturach i przy
duŜym stęŜeniu chloru przewaŜa produkt addycji –
1,2-dichloropropan
:
∆
∆
∆
∆
CH
3
-CH=CH
2
+ Cl
2
→
→
→
→
Cl-CH
2
-CH=CH
2
propen 3-chloropropen
Reakcja ta biegnie mechanizmem rodnikowym. Rodnik chlorkowy przekształca
propen
w
mezomerycznie stabilizowany rodnik allilowy, który z chlorem tworzy
chlorek allilu
i rodnik
chlorkowy.
Cl
Cl
∆
2
.
Cl
.
Cl + H-CH
2
-CH=CH
2
CH
2
-CH=CH
2
CH
2
=CH-CH
2
.
.
Cl
2
Cl-CH
2
-CH=CH
2
+
.
Cl
Dobrym odczynnikiem do bromowania w pozycji allilowej jest
N-bromosukcynoimid
(NBS). W
obecności HBr uwalnia się z niego brom cząsteczkowy, który łatwo ulega rozszczepieniu na
rodniki.
N
O
O
Br
N
O
O
H
+ HBr
+ Br
2
N-bromosukcynoimid
imid kwasu bursztynowego
(sukcynoimid)
Atomy wodoru w pozycji allilowej (
β
do C=C) są bardzo reaktywne (ruchliwe) i ulegają łatwo
podstawieniu. Najmniej reaktywne są winylowe atomy wodoru:
H
H
H
C
C
C
atomy wodoru
winylowe, mało
raktywne
allilowy,
bardzo
reaktywny
Addycja karbenów do podwójnego wiązania C=C
Karben jest bardzo reaktywnym ugrupowaniem o wzorze R
2
C, powstającym najczęściej w
wyniku oderwania przez silną zasadę atomu wodoru i atomu chloru:
Cl
Cl
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
C
KOH
..
..
C :
- H
+
-
- Cl
-
C:
chloroform
anion trichlorometylowy
dichlorokarben
Atom węgla w karbenie jest płaski i ma hybrydyzację sp
2
. Wolna para elektronów zajmuje orbital
sp
2
, a p jest nieobsadzony:
Cl
Cl
C
:
sp
2
p
hybrydyzacja atomu C
w karbenach - sp
2
Karben przyłącza się do alkenów stereospecyficznie (powstaje jeden z moŜliwych
stereoizomerów), powstaje przy tym trójczłonowy układ cykliczny:
Cl
Cl
H
H
+ CHCl
3
+ KCl
KOH
60%
cykloheksen chloroform 7,7-dichlorobicyklo[4.1.0]heptan
Pierścień trójczłonowy moŜe utworzyć się wyłącznie po jednej stronie pierścienia
cykloheksanowego, a zatem atomy wodoru zajmuję pozycje z przeciwnej strony. Karben tworzy
się z chloroformu
in situ w reakcji z KOH.
H
Et
H
Me
H
Et
H
Me
Cl
Cl
C
C
+ CHCl
3
KOH
C
C
C
cis
-pent-2-en chloroform 1,1-dichloro-2-etylo-3-
metylocyklopropan
(65%)
Utlenienie podwójnego wiązania C=C
Hydroksylowanie podwójnego wiązania C=C
Formalnie hydroksylowanie alkenów, tj. przyłączenie cząsteczki
HOH do podwójnego wiązania
C=C nie jest reakcją utlenienia, pomimo wprowadzenia tlenu do cząsteczki organicznej,
poniewaŜ nie zmienia się stopień utlenienia cząsteczki. Stopień utlenienia jednego atomu
C
wzrasta o jednostkę poprzez przyłączenie grupy
–OH, ale drugiego atomu C zmniejsza się o
jednostkę w wyniku utworzenia wiązania
C–H.
O
H
H
C
C
+ HOH
H
+
C
C
Utlenieniem są natomiast reakcje otrzymywania vic
-glikoli, czyli
α,β
-dihydroksyzwiąków w
wyniku reakcji
alkenów z nadmanganianem potasu lub tetratlenkiem osmu. Ten sam efekt, ale
stereochemicznie róŜny moŜna uzyskać poprzez utlenienie
alkenów do oksiranów i ich
hydrolizę.
O
H
H
OH
H
O
H
H
CH
3
COOOH
HOH/H
+
cyklopenten 6-oksabicyklo[3,0,0]heksan trans-1,2-dihydroksy-
cyklopentan
O O
Mn
O
O
O
Mn
O
O
O
H
O
H
OH
H
MnO
4
-
OsO
4
-
cyklopenten
cis-1,2-dihydroksy-
pentan
Ozonoliza
Ozonoliza oznacza reakcję rozkładu pod wpływem
ozonu. Ozon przyłącza się do alkenów, a w
ś
rodowisku redukującym z tego połączenia powstają aldehydy lub ketony. Pierwszym, bardzo
nietrwałym produktem addycji ozonu do
C=C są tzw. molozonki, które szybko ulegają
przegrupowaniu i przekształcają się w ozonki:
O
O
O
O
C
C
O
O
C
C
O
3
, - 78
o
C
CH
2
Cl
2
C
C
alken molozonek ozonek
Ozonki w wodnym redukującym środowisku (Zn/H
+
) rozpadają się na dwie części, z których
powstają dwa związki karbonylowe (aldehydy lub ketony), przy czym grupy karbonylowe (
C=O)
tworzą się w miejscu podwójnego wiązania (
C=C). Ozonki niŜszych alkanów są wybuchowe i
nie powinno się ich izolować. Środowisko redukujące chroni powstające aldehydy przed dalszym
utlenieniem do kwasów karboksylowych.
O
O
O
C
C
O
O
Zn/AcOH/HOH
C
C
+
Reakcja ozonolizy powoduje rozpad wiązania podwójnego
C=C, a w jego miejscu pojawiają się
dwie grupy karbonylowe. JeŜeli podwójne wiązanie było częścią pierścienia następuje
przekształcenie związku pierścieniowego w łańcuchowy:
C
H
3
O
O
O
3
H-C-CH
2
CH
3
CH
3
-C-CH
3
Zn/HOH
1-metylocyklopenten heks-1-al-5-on
Keton (
R
2
C=O) powstaje, gdy na atomie węgla sp
2
są dwie grupy alkilowe (
R), natomiast w
przypadku, kiedy atom
C tworzący podójne wiązanie jest połączony z atomem wodoru i grupą
alkilowa to tworzy się aldehyd (
RCH=O):
CH
3
H
O
3
Zn/HOH
CH
3
-C=C-CH
3
(CH
3
)
2
C=O + O=CHCH
3
2-metylobut-2-en aceton acetaldehyd
CH
3
O
3
Zn/HOH
CH
3
-CH-CH=CH
2
(CH
3
)
2
CH-CH=O + O=CH
2
3-metylobut-1-en 2-metylopropanal formaldehyd
CH
3
CH
3
O
CH
3
CH
3
O
O
3
Zn/HOH
C
C
+
izopropylidenocykloheksan cykloheksanon
84%
aceton
Polimeryzacja rodnikowa alkenów
Eten
w obecności inicjatora rodnikowego (np.
nadtlenku benzoilu
), w podwyŜszonej
temperaturze i pod wysokim ciśnieniem ulega polimeryzacji do
polietylenu
– tworzywa
syntetycznego o duŜym zastosowaniu praktycznym. Reakcja biegnie mechanizmem
łańcuchowym.
H H
H H
H H
H H
H H
H H
H H
H H
H H
H H
n H
2
C=CH
2
nadtlenek benzoilu
100-250
o
C, 10-30 Mpa
eten
fragment
polietylenu
W
zaleŜności
od
warunków
polimeryzacji
otrzymuje
się
polietylen
twardy
(wysokospolimeryzowany) lub miękki.
Reakcja zaczyna się od rozpadu nadtlenku i wytworzenia rodnika –
PhCO
.
, który inicjuje
polimeryzację przekształcając cząsteczką
etenu
w rodnik –
In-CH
2
CH
2
.
:
PhCOOOCOPh
∆
2 PhCOO
.
In
.
In
.
+ H
2
C=CH
2
In-CH
2
-CH
2
.
inicjacja
Rodnik etylenowy reaguje z drugą cząsteczką
etenu
wytwarzając
rodnik tetrametylenowy, po
czym z kolei powstaje
rodnik heksametylenowy itd.:
In-CH
2
-CH
2
.
+ H
2
C=CH
2
In-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
.
In-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
.
+ H
2
C=CH
2
In-(CH
2
)
5
-CH
2
.
.
.
.
.
propagacja
Terminacja, czyli zakończenie wzrostu danego łańcucha (zatrzymanie polimeryzacji) następuje
poprzez kombinacje dwóch rodników lub utratę energii rodnika.
W reakcji polimeryzacji
propenu
otrzymuje się szeroko wykorzystywany
polipropylen
:
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
=CH
In
-CH
2
CHCH
2
CHCH
2
CHCH
2
CH-
n
propen
fragment
polipropylenu
Podobnej polimeryzacji poddaje się inne
alkeny lub ich pochodne, np.
styren
,
chlorek winylu
,
octan winylu
,
tetrafluoroeten
i inne otrzymując
polistyren
,
poli(chlorek winylu)
,
poli(octan
winylu)
,
teflon
i inne znane polimery.
CH=CH
2
In
-CH
2
CHCH
2
CHCH
2
CHCH
2
CH-
n
styren
fragment
polistyrenu
Znane są takŜe tego typu polimery naturalne, chociaŜby kauczuk, który jest
poliizoprenem
.
CH
3
CH
2
=CH-CH=CH
2
n
izopren (2-metylobuta-1,3-dien)
fragment
kauczuku naturalnego
n
fragment
gutaperki
Kauczuk
jest izomerem cis-, znany jest równieŜ naturalny polimer
izoprenu
o geometrii trans-,
zwany
gutaperką
. Kauczuk naturalny i gutaperka róŜnią się właściwościami fizykochemicznymi
– kauczuk jest miękki i elastyczny, a gutaperka krucha i twarda. Właśnie układ cis- pozwala na
rozciąganie wiązań wzdłuŜ łańcucha. Stopień polimeryzacji naturalnego kauczuku waha się w
granicach 8 000 – 30 000, podczas gdy gutaperki około 1500.