Алкены.Получение и химические свойства

Алкены химически активны. Их химические свойства во многом определяются наличием двойной связи. ... Реакции нуклеофильного присоединения обычно требуют наличие сильного нуклеофила и для алкенов не типичны. Алкены легко вступают в реакции окисления, присоединения а также к алильному радикальному замещению.

Реакції з галогенами Редагувати

Алкени вступають у реакції електрофільного приєднання з галогенами. Із хлором та бромом вони реагують наступним чином:

Фтор є більш хімічно активним і тому реагує також із зв'язками С–Н і С–С, результуючи суміш різних флуорорганічних сполук. З йодом алкени реагують важко.

Реакції з галогеноводнями Редагувати

Також вступають у реакцію з водними розчинами галогеноводнів:

Ця реакція теж іде у два кроки:

Спочатку протон приєднується до молекули алкену, утворюючи карбокатіон;

Карбокатіоновий інтермедіат реагує з галогенід-йоном, утворюючи кінцевий продукт:

Регіоселективність цієї реакції визначається правилом Марковникова; тобто, з двох можливих регіоізомерв переважно утворюється той, де атом галогену зв'язаний з тим атомом вуглецю, що має більше зв'язків C–C, бо саме в цій позиції відбувається краща стабілізаціякарбокатіонового інтермедіату.

У присутності органічних пероксидів приєднання галогеноводнів призводить до утворення анти-марковниковського продукту:

1. Спочатку бромоводень розпадається на радикали:

{\displaystyle {\ce {HBr ->[ROOR] H{.}+ Br{.}}}}{\displaystyle {\ce {HBr ->[ROOR] H{.}+ Br{.}}}}

2. Радикал брома, що утворився, приєднується до алкену, утворюючи карборадикал:

{\displaystyle {\ce {CH3-CH-CH2 + Br{.}->[ROOR] CH3-CH^{.}-CH2-Br}}}{\displaystyle {\ce {CH3-CH-CH2 + Br{.}->[ROOR] CH3-CH^{.}-CH2-Br}}}

3. Цей карборадикал взаємодіє з новою молекулою бромоводню:

{\displaystyle {\ce {CH3-CH^{.}-CH2-Br + HBr ->[ROOR] CH3-CH2-CH2-Br + Br{.}}}}{\displaystyle {\ce {CH3-CH^{.}-CH2-Br + HBr ->[ROOR] CH3-CH2-CH2-Br + Br{.}}}}

Радикал брому, який утворився, взаємодіє з новою молекулою алкену і цикл повторюється; такі реакції називаються ланцюговими.

Каталітичне відновлення воднем Редагувати

При взаємодії алкенів з воднем у присутності деяких d-елементів (напр. нікель, паладій або платина) утворюються алкани:

{\displaystyle {\ce {R-CH=CH-R + H2 ->[Ni] R-CH2-CH2-R}}}{\displaystyle {\ce {R-CH=CH-R + H2 ->[Ni] R-CH2-CH2-R}}}

Реакції з водою Редагувати

Реакції алкенів з водою відбуваються в кислотному середовищі (зазвичай, це розбавлені розчини сульфатної або нітратної кислоти):

{\displaystyle {\ce {H2C-CH=CH2 + H2O ->[H+] H3C-CH(OH)-CH3}}}{\displaystyle {\ce {H2C-CH=CH2 + H2O ->[H+] H3C-CH(OH)-CH3}}}

Механізм реакції ідентичний до механізму реакції з галогеноводнями й також переважно результує марковниковські продукти:

{\displaystyle {\ce {H2C=CH-CH3 + H+ -> H3C-CH+-CH3}}}{\displaystyle {\ce {H2C=CH-CH3 + H+ -> H3C-CH+-CH3}}}

{\displaystyle {\ce {CH3-CH+-CH3 + H2O -> CH3-CH(O+H2)-CH3}}}{\displaystyle {\ce {CH3-CH+-CH3 + H2O -> CH3-CH(O+H2)-CH3}}}

{\displaystyle {\ce {CH3-CH(O+H2)-CH3 -> CH3-CH(OH)-CH3 + H+}}}{\displaystyle {\ce {CH3-CH(O+H2)-CH3 -> CH3-CH(OH)-CH3 + H+}}}

Реакції з сульфатною кислотою Редагувати

Алкени вступають у реакцію із сульфатною кислотою з утворенням сульфокислот:

{\displaystyle {\ce {CH2=CH2 + H2SO4 -> CH3-CH2-O-S(O)2OH}}}{\displaystyle {\ce {CH2=CH2 + H2SO4 -> CH3-CH2-O-S(O)2OH}}}

Окиснення Редагувати

Окиснення перманганатом калію Редагувати

При окисненні алкенів гарячим розчином перманганату калію (альтернативно можуть бути використані нітратна кислота або дихромат калію) відбувається розрив подвійного зв'язку; продуктами реакції є альдегід/кетон і карбонова кислота:

{\displaystyle {\ce {CH3-C(CH3)=CH-CH3 ->[KMnO_4][\Delta] CH3-C(O)CH3 + HOOC-CH3}}}{\displaystyle {\ce {CH3-C(CH3)=CH-CH3 ->[KMnO_4][\Delta] CH3-C(O)CH3 + HOOC-CH3}}}

У випадку термінальних алкенів замістьт кислоти утворюється діоксид вуглецю:

{\displaystyle {\ce {R-CH=CH2 ->[KMnO_4][\Delta] R-CHO + CO2 + H2O}}}{\displaystyle {\ce {R-CH=CH2 ->[KMnO_4][\Delta] R-CHO + CO2 + H2O}}}

У цій реакції фіолетовий перманганат перетворюється на бурий нерозчинний оксид марганцю(IV), тому окиснення перманганатом може бути застосоване як якісна реакція на подвійний зв'язок.

Окиснення можно зупинити на стадії віцінального діолу, якщо використовувати холодний розчин перманганату калію:

{\displaystyle {\ce {R-HC=CH-R ->[KMnO_4] R-HC(OH)-CH(OH)-R}}}{\displaystyle {\ce {R-HC=CH-R ->[KMnO_4] R-HC(OH)-CH(OH)-R}}}

Однак, більш надійним є застосування тетраоксиду осмію.

Віцінальне син-дигідроксилювання Редагувати

Окиснення перманганатом можно зупинити на стадії віцінального діолу, якщо використовувати холодний розчин перманганату калію:

{\displaystyle {\ce {R-HC=CH-R ->[KMnO_4] R-HC(OH)-CH(OH)-R}}}{\displaystyle {\ce {R-HC=CH-R ->[KMnO_4] R-HC(OH)-CH(OH)-R}}}

Однак, більш надійним є застосування тетраоксиду осмію:

{\displaystyle {\ce {R2C=CR2 ->[1. OsO_4, THF, 25^oC][2. NaHSO_3] R2C(OH)-C(OH)R2}}}{\displaystyle {\ce {R2C=CR2 ->[1. OsO_4, THF, 25^oC][2. NaHSO_3] R2C(OH)-C(OH)R2}}}

Докладніше: Дигідроксилювання

Озоноліз Редагувати

Окиснення озоном призводить до розриву подвійного зв'язку й утворення озонідів. При подальшому відновленні озонідів утворюються альдегід та/або кетон, по яким можна визначити алкен.

Объяснение:

Делай сам