Ottenere l'equazione degli alcheni. Ottenere alcoli, applicazione, proprietà

In chimica organica si possono trovare sostanze idrocarburiche con diverse quantità di carbonio nella catena e un legame C=C. Sono omologhi e sono chiamati alcheni. A causa della loro struttura, sono chimicamente più reattivi degli alcani. Ma quali sono esattamente le loro reazioni? Considera la loro distribuzione in natura, i diversi metodi di ottenimento e di applicazione.

Quali sono?

Gli alcheni, detti anche olefine (oleose), prendono il nome dall'etene cloruro, un derivato del primo membro di questo gruppo. Tutti gli alcheni hanno almeno un doppio legame C=C. C n H 2n è la formula di tutte le olefine, e il nome è formato da un alcano con lo stesso numero di atomi di carbonio nella molecola, solo il suffisso -an cambia in -ene. Il numero arabo alla fine del nome tramite un trattino indica il numero carbonio da cui inizia il doppio legame. Considera gli alcheni principali, la tabella ti aiuterà a ricordarli:

Se le molecole hanno una struttura semplice non ramificata, viene aggiunto il suffisso -ilene, che si riflette anche nella tabella.

dove possono essere trovati?

Poiché la reattività degli alcheni è molto elevata, i loro rappresentanti in natura sono estremamente rari. Il principio di vita della molecola dell'olefina è "diventiamo amici". Non ci sono altre sostanze in giro: non importa, saremo amici l'uno con l'altro, formando polimeri.

Ma esistono e un piccolo numero di rappresentanti è incluso nel gas di petrolio che lo accompagna, e quelli più alti sono nel petrolio prodotto in Canada.

Il primo rappresentante degli alcheni, l'etene, è un ormone che stimola la maturazione dei frutti, quindi i rappresentanti della flora lo sintetizzano in piccole quantità. C'è un alchene cis-9-tricosene, che nelle femmine di mosca svolge il ruolo di attrattore sessuale. Si chiama anche Muscalur. (Attraente - una sostanza di origine naturale o sintetica, che provoca attrazione per la fonte dell'odore in un altro organismo). Dal punto di vista della chimica, questo alchene si presenta così:

Poiché tutti gli alcheni sono materie prime molto preziose, i metodi per ottenerli artificialmente sono molto diversi. Consideriamo il più comune.

E se avessi bisogno di molto?

Nell'industria la classe degli alcheni si ottiene principalmente dal cracking, cioè scissione della molecola sotto l'influenza di alte temperature, alcani superiori. La reazione richiede un riscaldamento nell'intervallo da 400 a 700 °C. L'alcano scinde a piacere, formando alcheni, i metodi per ottenere che stiamo considerando, con un gran numero di varianti della struttura delle molecole:

C 7 H 16 -> CH 3 -CH \u003d CH 2 + C 4 H 10.

Un altro metodo comune è chiamato deidrogenazione, in cui una molecola di idrogeno viene separata da un rappresentante della serie di alcani in presenza di un catalizzatore.

In condizioni di laboratorio, gli alcheni e i metodi di preparazione sono diversi, si basano su reazioni di eliminazione (eliminazione di un gruppo di atomi senza sostituirli). Molto spesso, gli atomi d'acqua vengono eliminati da alcoli, alogeni, idrogeno o alogenuro di idrogeno. Il modo più comune per ottenere alcheni è da alcoli in presenza di un acido come catalizzatore. È possibile utilizzare altri catalizzatori

Tutte le reazioni di eliminazione sono soggette alla regola Zaitsev, che dice:

L'atomo di idrogeno viene separato dal carbonio adiacente al carbonio che porta il gruppo -OH, che ha meno idrogeni.

Applicando la regola, rispondi quale prodotto di reazione prevarrà? Più tardi saprai se hai risposto correttamente.

Proprietà chimiche

Gli alcheni reagiscono attivamente con le sostanze, rompendo il loro legame pi (un altro nome per il legame C=C). Dopotutto, non è forte come un singolo (sigma bond). Un idrocarburo insaturo si trasforma in saturo senza formare altre sostanze dopo la reazione (addizione).

• aggiunta di idrogeno (idrogenazione). Per il suo passaggio è necessaria la presenza di un catalizzatore e riscaldamento;
• aggiunta di molecole di alogeno (alogenazione). È una delle reazioni qualitative a un legame pi. Dopotutto, quando gli alcheni reagiscono con l'acqua di bromo, diventa trasparente dal marrone;
• reazione con alogenuri di idrogeno (idroalogenazione);
• aggiunta di acqua (idratazione). Le condizioni di reazione sono riscaldamento e presenza di un catalizzatore (acido);

Le reazioni delle olefine asimmetriche con gli alogenuri di idrogeno e l'acqua seguono la regola di Markovnikov. Ciò significa che l'idrogeno si unirà a quel carbonio dal doppio legame carbonio-carbonio, che ha già più atomi di idrogeno.

• combustione;
• catalitico ad ossidazione parziale. Il prodotto è ossidi ciclici;
• Reazione di Wagner (ossidazione con permanganato in ambiente neutro). Questa reazione alchenica è un altro legame C=C di alta qualità. Quando scorre, la soluzione rosa di permanganato di potassio si scolorisce. Se la stessa reazione viene condotta in un mezzo acido combinato, i prodotti saranno diversi (acidi carbossilici, chetoni, anidride carbonica);
• isomerizzazione. Tutti i tipi sono caratteristici: cis e trans, movimento a doppio legame, ciclizzazione, isomerizzazione scheletrica;
• la polimerizzazione è la proprietà principale delle olefine per l'industria.

Applicazione in medicina

I prodotti di reazione degli alcheni sono di grande importanza pratica. Molti di loro sono usati in medicina. La glicerina si ottiene dal propene. Questo alcol polivalente è un ottimo solvente e, se usato al posto dell'acqua, le soluzioni saranno più concentrate. Per scopi medici in esso vengono sciolti alcaloidi, timolo, iodio, bromo, ecc.. La glicerina viene anche utilizzata nella preparazione di unguenti, paste e creme. Impedisce loro di seccarsi. Di per sé, la glicerina è un antisettico.

Quando si reagisce con acido cloridrico, si ottengono derivati ​​che vengono utilizzati come anestesia locale quando applicati sulla pelle, nonché per anestesia a breve termine con interventi chirurgici minori, mediante inalazione.

Gli alcadieni sono alcheni con due doppi legami in una molecola. La loro principale applicazione è la produzione di gomma sintetica, dalla quale vengono poi realizzati vari termofori e siringhe, sonde e cateteri, guanti, capezzoli e molto altro, semplicemente indispensabile nella cura dei malati.

Applicazione nell'industria

Gli alcheni ei loro derivati ​​hanno trovato un'applicazione più ampia nell'industria. (Dove e come vengono utilizzati gli alcheni, tabella sopra).

Questa è solo una piccola parte dell'uso degli alcheni e dei loro derivati. Ogni anno aumenta solo la necessità di olefine, il che significa che aumenta anche la necessità della loro produzione.

1. Dagli alcani. Metano può essere ossidato selettivamente su un catalizzatore eterogeneo - argento con una quantità calcolata di ossigeno al metanolo:

Alcani con un gran numero di atomi di carbonio, come propano e butano, sono ossidati ad una miscela di alcoli primari e secondari quantità calcolata di ossigeno in presenza di catalizzatori - sali di manganese. La reazione non è selettiva - risulta abbastanza una grande quantità di impurità: aldeidi e chetoni con lo stesso numero di atomi di carbonio, aldeidi e alcoli - prodotti di degradazione

2. Dagli alcheni. L'acqua può essere aggiunta a qualsiasi alchene in presenza di acidi.

L'aggiunta segue la regola di Markovnikov.

3. Da alchini. Acetilene e alchini terminali reagiscono con formaldeide, altre aldeidi e chetoni per dare rispettivamente alcoli primari, secondari e terziari.

4. Da alcadieni. alcadieni simile agli alcheni giuntura in presenza di acidi acqua.

L'aggiunta della prima mole d'acqua va principalmente alle posizioni 1 - 4. Quando

si formano l'aggiunta della seconda mole di acqua dioli. Di seguito sono riportati esempi di entrambi

5. Da alogenuri alchilici. Gli alchili alogeni entrano nella reazione di sostituzione nucleofila dell'alogeno per l'idrossile con soluzioni acquose di alcali:

6. Da derivati ​​dialogici. Sotto l'azione degli alcali sui derivati ​​dialogici degli alcani si ottengono alcoli diidrici (o dioli):

Come mostrato sopra, dall'1,2-dibromoetano si ottiene 1,2-etandiolo (glicole etilenico). Questo diolo è molto utilizzato nella produzione di antigelo. Ad esempio, nel liquido antigelo per il raffreddamento dei motori a combustione interna - "Tosol-A 40" è il 40%.

7. Da derivati ​​trialoidi. Dall'1,2,3-tricloropropano, ad esempio, si ottiene il glicerolo ampiamente utilizzato (1,2,3-propantriolo).

8. Dalle ammine. Se riscaldato con vapore acqueo in presenza di un catalizzatore, si verifica una reazione reversibile, in cui i prodotti finali sono alcol con la stessa struttura dello scheletro di carbonio e ammoniaca.

Le ammine primarie possono anche essere convertite in alcoli dall'azione del nitrito di sodio nell'acido cloridrico quando raffreddate a 2 - 5 ° C:

9. Da aldeidi e chetoni secondo la reazione di Meerwein - Ponndorf - Verley. Un chetone o un'aldeide viene fatto reagire con un alcol in presenza di un catalizzatore, alcolato di alluminio. Poiché i gruppi alcossi prendono i resti dello stesso alcol, che viene preso come reagente. Ad esempio, nella reazione seguente, il tributossido di alluminio viene preso insieme al normale alcol butilico. La reazione è reversibile e l'equilibrio in essa contenuto è spostato secondo il principio di Le Chatelier da un eccesso dell'alcool reagente.

Le prime pubblicazioni su questa reazione apparvero quasi contemporaneamente su due diverse riviste chimiche tedesche e una francese nel 1925-1926. La reazione è di grande importanza, poiché permette di ripristinare il gruppo carbonilico ad un alcol senza ripristinare i doppi legami, gruppi nitro e nitroso, che vengono convertiti dall'idrogeno e da altri agenti riducenti, rispettivamente, in legami semplici e gruppi amminici, ad esempio :

Come visto doppio legame, presente nel chetone, conservato e nell'alcol risultante. Di seguito viene mostrato che, quando il gruppo cheto viene idrogenato, il doppio legame viene contemporaneamente idrogenato.

Un quadro simile si osserva anche in presenza di un gruppo nitro nel chetone: nella reazione di Meerwein-Ponndorf-Werley, viene conservato e, dopo idrogenazione con idrogeno su un catalizzatore, viene ridotto ad un gruppo amminico:

10. Da aldeidi e chetoni per idrogenazione sui catalizzatori - metalli del gruppo del platino: Ni, Pd, Pt:

11. Preparazione di alcoli da aldeidi e chetoni mediante sintesi di Grignard.

Le reazioni scoperte da François Auguste Victor Grignard nel 1900-1920 sono di grande importanza per la sintesi di molte classi di sostanze organiche. Quindi, ad esempio, con il loro aiuto, è possibile ottenere alcol primario da qualsiasi alogenuro alchilico e formaldeide in tre fasi:

Per ottenere l'alcol secondario, è necessario assumere qualsiasi altra aldeide al posto della formaldeide:

Per idrolisi di tale sale si ottiene un alcol con il numero di atomi di carbonio pari alla loro somma in un composto organomagnesio e in un'aldeide:

Per ottenere un alcol terziario, nella sintesi viene utilizzato un chetone al posto di un'aldeide:

12. Da acidi carbossilici gli alcoli possono essere ottenuti solo in due stadi: nel primo, da un acido carbossilico, per azione del pentacloruro di fosforo o per azione del dicloruro di ossido di zolfo (IV), si ottiene il suo cloruro acido:

Nella seconda fase, il cloruro acido risultante viene idrogenato su palladio ad alcool:

13. Da alcolati gli alcoli si ottengono molto facilmente per idrolisi a temperatura ambiente:

Gli esteri borici sono più difficili da idrolizzare - solo se riscaldati:

Precipita se è superiore a 4 g/100 g H 2 O

14. Da esteri, alcoli insieme agli acidi carbossilici possono essere ottenuti da autocatalitico, acido o alcalino idrolisi. Nel processo autocatalitico, a seguito di un'idrolisi molto lenta con acqua, appare un acido carbossilico debole, che nell'ulteriore corso della reazione svolge il ruolo di catalizzatore, accelerando notevolmente il consumo dell'estere e la comparsa di alcol nel tempo . Ad esempio, per la reazione secondo-butil estere dell'acido 2-metilpropanoico, le curve cinetiche, cioè la dipendenza della variazione delle concentrazioni molari nel tempo, sono sigmoidi o curve a forma di S (vedi grafico sotto la reazione).

15. Se aggiungi ad un estere un acido forte, che è un catalizzatore, quindi

la reazione non avrà un periodo di induzione quando l'idrolisi quasi non si verifica (da 0 a 1 volta).

Le curve cinetiche in questo caso saranno esponenti: discendenti

per l'estere e ascendente per l'alcol. Il processo è chiamato idrolisi acida:

16. Se aggiungi alcali ad estere(mol per mole o eccesso), allora la reazione è descritta anche da curve cinetiche esponenziali, ma a differenza dell'idrolisi acida, dove le concentrazioni delle sostanze tendono a valori di equilibrio, qui la concentrazione finale di alcol è quasi uguale alla concentrazione iniziale di etere. Di seguito la reazione idrolisi alcalina dello stesso estere e un grafico con curve cinetiche. Come puoi vedere, l'alcali qui non è un catalizzatore, ma un reagente e la reazione è irreversibile:

17. Da esteri, alcoli puoi anche ottenere secondo Bouveau e Blanc. Questo metodo fu pubblicato per la prima volta dagli autori in due diverse riviste chimiche francesi nel 1903 e nel 1906 e consiste nella riduzione degli esteri con sodio nell'alcol, ad esempio:

Come puoi vedere, nella reazione si ottengono due alcoli: uno dalla parte acida dell'estere ed è sempre primario, il secondo dalla parte alcolica e può essere qualsiasi cosa: primaria, secondaria o terziaria.

18. Un modo più moderno per ottenere alcoli da esteri si trova in la loro riduzione con idruri complessi ad alcolati (reazione (1)), che vengono poi facilmente convertiti in alcoli per idrolisi (reazioni (2a) e (2b)), per esempio.

Argomento della lezione: Alcheni. Ottenimento, proprietà chimiche e applicazione degli alcheni.

Obiettivi e obiettivi della lezione:

• considerare le proprietà chimiche specifiche dell'etilene e le proprietà generali degli alcheni;
• approfondire e concretizzare i concetti di ?-legami, i meccanismi delle reazioni chimiche;
• dare le prime idee sulle reazioni di polimerizzazione e sulla struttura dei polimeri;
• analizzare i metodi industriali di laboratorio e generali per l'ottenimento di alcheni;
• continuare a sviluppare la capacità di lavorare con un libro di testo.

Attrezzatura: dispositivo per ottenere gas, soluzione di KMnO 4, alcol etilico, acido solforico concentrato, fiammiferi, lampada ad alcool, sabbia, tabelle "Struttura della molecola dell'etilene", "Proprietà chimiche di base degli alcheni", campioni dimostrativi "Polimeri".

DURANTE LE LEZIONI

I. Momento organizzativo

Continuiamo a studiare la serie omologa di alcheni. Oggi dobbiamo considerare le modalità di ottenimento, le proprietà chimiche e le applicazioni degli alcheni. Dobbiamo caratterizzare le proprietà chimiche dovute al doppio legame, avere una comprensione iniziale delle reazioni di polimerizzazione, considerare metodi di laboratorio e industriali per ottenere alcheni.

II. Attivazione delle conoscenze degli studenti

1. Quali idrocarburi sono chiamati alcheni?

1. Quali sono le caratteristiche della loro struttura?

1. In quale stato ibrido si trovano gli atomi di carbonio che formano un doppio legame in una molecola di alchene?

Conclusione: gli alcheni differiscono dagli alcani per la presenza di un doppio legame nelle molecole, che determina le caratteristiche delle proprietà chimiche degli alcheni, i metodi per la loro preparazione e l'uso.

III. Imparare nuovo materiale

1. Metodi per ottenere alcheni

Componi le equazioni di reazione che confermano i metodi per ottenere gli alcheni

– cracking degli alcani C 8 H 18 ––> C 4 H 8 + C 4 H 10 ; (cracking termico a 400-700 o C)
ottano butene butano
– deidrogenazione degli alcani C 4 H 10 ––> C 4 H 8 + H 2; (t, Ni)
butano butene idrogeno
– deidroalogenazione degli aloalcani C 4 H 9 Cl + KOH ––> C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
clorobutano idrossido butene cloruro acqua
potassio potassio
– deidroalogenazione dei dialogani
- disidratazione di alcoli C 2 H 5 OH -–> C 2 H 4 + H 2 O (se riscaldato in presenza di acido solforico concentrato)
Ricordare! Nelle reazioni di deidrogenazione, disidratazione, deidroalogenazione e dealogenazione, va ricordato che l'idrogeno è prevalentemente distaccato da atomi di carbonio meno idrogenati (regola di Zaitsev, 1875)

2. Proprietà chimiche degli alcheni

La natura del legame carbonio-carbonio determina il tipo di reazioni chimiche in cui entrano le sostanze organiche. La presenza di un doppio legame carbonio-carbonio nelle molecole degli idrocarburi etilenici determina le seguenti caratteristiche di questi composti:
- la presenza di un doppio legame permette di classificare gli alcheni come composti insaturi. La loro trasformazione in saturi è possibile solo a seguito di reazioni di addizione, che è la caratteristica principale del comportamento chimico delle olefine;
- un doppio legame è una concentrazione significativa di densità elettronica, quindi le reazioni di addizione sono di natura elettrofila;
- un doppio legame è costituito da uno - e da un -legame, che è abbastanza facilmente polarizzato.

Equazioni di reazione che caratterizzano le proprietà chimiche degli alcheni

a) Reazioni di addizione

Ricordare! Le reazioni di sostituzione sono caratteristiche di alcani e cicloalcani superiori aventi solo legami singoli, le reazioni di addizione sono caratteristiche di alcheni, dieni e alchini aventi doppi e tripli legami.

Ricordare! Sono possibili i seguenti meccanismi di collegamento di interruzione:

a) se gli alcheni e il reagente sono composti non polari, il legame si rompe con la formazione di un radicale libero:

H 2 C \u003d CH 2 + H: H -–> + +

b) se l'alchene e il reagente sono composti polari, la rottura del legame porta alla formazione di ioni:

c) quando si collega al sito del legame di rottura dei reagenti contenenti atomi di idrogeno nella molecola, l'idrogeno si attacca sempre a un atomo di carbonio più idrogenato (regola di Morkovnikov, 1869).

- reazione di polimerizzazione nCH 2 = CH 2 ––> n – CH 2 – CH 2 ––> (– CH 2 – CH 2 –) n
etene polietilene

b) reazione di ossidazione

Esperienza di laboratorio. Ottenere l'etilene e studiarne le proprietà (istruzioni sui banchi degli studenti)

Istruzioni per ottenere etilene e esperimenti con esso

1. Mettere 2 ml di acido solforico concentrato, 1 ml di alcol e una piccola quantità di sabbia in una provetta.
2. Chiudere la provetta con un tappo con tubo di uscita del gas e riscaldarla alla fiamma di una lampada ad alcool.
3. Far passare il gas in fuga attraverso una soluzione di permanganato di potassio. Nota il cambiamento di colore della soluzione.
4. Accendere il gas all'estremità del tubo del gas. Presta attenzione al colore della fiamma.

- Gli alcheni bruciano con una fiamma luminosa. (Perché?)

C 2 H 4 + 3O 2 --> 2CO 2 + 2H 2 O (con ossidazione completa, i prodotti di reazione sono anidride carbonica e acqua)

Reazione qualitativa: "lieve ossidazione (in soluzione acquosa)"

- gli alcheni decolorano una soluzione di permanganato di potassio (reazione di Wagner)

In condizioni più severe in un ambiente acido, i prodotti di reazione possono essere acidi carbossilici, ad esempio (in presenza di acidi):

CH 3 - CH \u003d CH 2 + 4 [O] --> CH 3 COOH + HCOOH

– ossidazione catalitica

Ricorda la cosa principale!

1. Gli idrocarburi insaturi entrano attivamente nelle reazioni di addizione.
2. La reattività degli alcheni è dovuta al fatto che - il legame si rompe facilmente sotto l'azione dei reagenti.
3. Come risultato dell'aggiunta, si verifica la transizione degli atomi di carbonio dallo stato sp 2 - a sp 3 - ibrido. Il prodotto di reazione ha un carattere limitante.
4. Quando l'etilene, il propilene e altri alcheni vengono riscaldati sotto pressione o in presenza di un catalizzatore, le loro singole molecole vengono combinate in lunghe catene - polimeri. I polimeri (polietilene, polipropilene) sono di grande importanza pratica.

3. Uso di alcheni(messaggio dello studente secondo il seguente piano).

1 - ottenere carburante con un numero di ottano elevato;
2 - plastica;
3 - esplosivi;
4 - antigelo;
5 - solventi;
6 - per accelerare la maturazione dei frutti;
7 - ottenere acetaldeide;
8 - gomma sintetica.

III. Consolidamento del materiale studiato

Compiti a casa:§§ 15, 16, es. 1, 2, 3 p.90, es. 4, 5 pag 95.

Le proprietà fisiche degli alcheni sono simili a quelle degli alcani, sebbene abbiano tutti punti di fusione e di ebollizione leggermente inferiori rispetto ai corrispondenti alcani. Ad esempio, il pentano ha un punto di ebollizione di 36°C, mentre il pentene-1 ha un punto di ebollizione di 30°C. In condizioni normali, gli alcheni C 2 - C 4 sono gas. C 5 - C 15 - liquidi, a partire da C 16 - solidi. Gli alcheni sono insolubili in acqua, solubili in solventi organici.

Gli alcheni sono rari in natura. Poiché gli alcheni sono preziose materie prime per la sintesi organica industriale, sono stati sviluppati molti metodi per la loro produzione.

1. La principale fonte industriale di alcheni è il cracking degli alcani che compongono il petrolio:

3. In condizioni di laboratorio, gli alcheni sono ottenuti mediante reazioni di scissione (eliminazione), in cui due atomi o due gruppi di atomi vengono scissi da atomi di carbonio vicini e si forma un legame p aggiuntivo. Queste reazioni includono quanto segue.

1) La disidratazione degli alcoli si verifica quando vengono riscaldati con agenti di rimozione dell'acqua, ad esempio con acido solforico a temperature superiori a 150 ° C:

Quando H 2 O viene scisso dagli alcoli, HBr e HCl dagli alogenuri alchilici, un atomo di idrogeno viene prevalentemente separato da quello degli atomi di carbonio vicini che è associato al minor numero di atomi di idrogeno (dall'atomo di carbonio meno idrogenato). Questo modello è chiamato regola di Zaitsev.

3) La dealogenazione si verifica quando dialogenuri aventi atomi di alogeno in atomi di carbonio vicini vengono riscaldati con metalli attivi:

CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 \u003d CH-CH 3 + Mg Br 2.

Le proprietà chimiche degli alcheni sono determinate dalla presenza di un doppio legame nelle loro molecole. La densità elettronica del legame p è abbastanza mobile e reagisce facilmente con le particelle elettrofile. Pertanto, molte reazioni degli alcheni procedono secondo il meccanismo addizione elettrofila, indicato dal simbolo AE (dall'inglese, addizione elettrofila). Le reazioni di addizione elettrofila sono processi ionici che si verificano in più fasi.

Al primo stadio, la particella elettrofila (il più delle volte è il protone H +) interagisce con gli elettroni p del doppio legame e forma un complesso p, che poi si trasforma in un carbocatione formando un legame s covalente tra i particella elettrofila e uno degli atomi di carbonio:

alchene p-complesso carbocatione

Nella seconda fase, il carbocatione reagisce con l'anione X - , formando un secondo legame s dovuto alla coppia di elettroni dell'anione:

Lo ione idrogeno nelle reazioni di addizione elettrofila si attacca all'atomo di carbonio nel doppio legame, che ha una carica più negativa. La distribuzione della carica è determinata dallo spostamento della densità dell'elettrone p sotto l'influenza dei sostituenti: .

I sostituenti elettron-donatori che mostrano l'effetto +I spostano la densità dell'elettrone p in un atomo di carbonio più idrogenato e creano una carica negativa parziale su di esso. Questo spiega La regola di Markovnikov: quando molecole polari come HX (X = Hal, OH, CN, ecc.) sono attaccate ad alcheni asimmetrici, l'idrogeno si lega preferenzialmente all'atomo di carbonio più idrogenato al doppio legame.

Considera esempi specifici di reazioni di addizione.

1) Idroalogenazione. Quando gli alcheni interagiscono con gli alogenuri di idrogeno (HCl, HBr), si formano alogenuri alchilici:

CH 3 -CH \u003d CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3.

I prodotti di reazione sono determinati dalla regola di Markovnikov.

Tuttavia, va sottolineato che in presenza di qualsiasi perossido organico, le molecole di HX polari non reagiscono con gli alcheni secondo la regola di Markovnikov:

Ciò è dovuto al fatto che la presenza di perossido provoca un meccanismo di reazione radicale piuttosto che ionico.

2) Idratazione. Quando gli alcheni interagiscono con l'acqua in presenza di acidi minerali (solforico, fosforico), si formano alcoli. Gli acidi minerali agiscono come catalizzatori e sono fonti di protoni. L'aggiunta di acqua segue anche la regola di Markovnikov:

CH 3 -CH \u003d CH 2 + HOH ® CH 3 -CH (OH) -CH 3.

3) Alogenazione. Gli alcheni decolorano l'acqua di bromo:

CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 ® BrCH 2 -CH 2 Br.

Questa reazione è qualitativa per un doppio legame.

4) Idrogenazione. L'aggiunta di idrogeno avviene sotto l'azione di catalizzatori metallici:

dove R \u003d H, CH 3, Cl, C 6 H 5, ecc. La molecola CH 2 \u003d CHR è chiamata monomero, il composto risultante è un polimero, il numero n è il grado di polimerizzazione.

La polimerizzazione di vari derivati ​​alchenici fornisce preziosi prodotti industriali: polietilene, polipropilene, cloruro di polivinile e altri.

Oltre che in aggiunta, gli alcheni sono anche caratterizzati da reazioni di ossidazione. Con la lieve ossidazione degli alcheni con una soluzione acquosa di permanganato di potassio (reazione di Wagner), si formano alcoli diidrici:

ZSN 2 \u003d CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOCH 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH.

Come risultato di questa reazione, la soluzione viola di permanganato di potassio diventa rapidamente incolore e precipita un precipitato marrone di ossido di manganese (IV). Questa reazione, come la decolorazione dell'acqua di bromo, è qualitativa per un doppio legame. Durante la dura ossidazione degli alcheni con una soluzione bollente di permanganato di potassio in un mezzo acido, si verifica una scissione completa del doppio legame con la formazione di chetoni, acidi carbossilici o CO 2, ad esempio:

I prodotti di ossidazione possono essere utilizzati per determinare la posizione del doppio legame nell'alchene di partenza.

Come tutti gli altri idrocarburi, gli alcheni bruciano e con abbondante aria formano anidride carbonica e acqua:

C n H 2 n + Zn / 2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O.

Con un limitato accesso all'aria, la combustione degli alcheni può portare alla formazione di monossido di carbonio e acqua:

C n H 2 n + n O 2 ® n CO + n H 2 O.

Se mescoli l'alchene con l'ossigeno e passi questa miscela su un catalizzatore d'argento riscaldato a 200 ° C, si forma ossido di alchene (epossialcano), ad esempio:

A qualsiasi temperatura, gli alcheni vengono ossidati dall'ozono (l'ozono è un agente ossidante più forte dell'ossigeno). Se l'ozono gassoso viene fatto passare attraverso una soluzione di un alchene in tetracloruro di carbonio a temperature inferiori alla temperatura ambiente, si verifica una reazione di addizione e si formano i corrispondenti ozonidi (perossidi ciclici). Gli ozonidi sono molto instabili e possono esplodere facilmente. Pertanto, di solito non vengono isolati, ma subito dopo la preparazione vengono decomposti con acqua - in questo caso si formano composti carbonilici (aldeidi o chetoni), la cui struttura indica la struttura dell'alchene sottoposto a ozonizzazione.

Gli alcheni inferiori sono importanti materie prime per la sintesi organica industriale. Da etilene si ottengono alcol etilico, polietilene, polistirene. Il propene viene utilizzato per la sintesi di polipropilene, fenolo, acetone, glicerina.

Alcheni- idrocarburi insaturi, che contengono un doppio legame. Esempi di alcheni:

Metodi per ottenere alcheni.

1. Cracking degli alcani a 400-700°C. La reazione procede secondo il meccanismo dei radicali liberi:

2. Deidrogenazione degli alcani:

3. Reazione di eliminazione (scissione): 2 atomi o 2 gruppi di atomi vengono scissi dagli atomi di carbonio vicini e si forma un doppio legame. Queste reazioni includono:

A) Disidratazione degli alcoli (riscaldamento superiore a 150 ° C, con la partecipazione di acido solforico come reagente per la rimozione dell'acqua):

B) Scissione degli alogenuri di idrogeno quando esposti a una soluzione alcolica di alcali:

L'atomo di idrogeno è separato principalmente dall'atomo di carbonio che è associato a un numero minore di atomi di idrogeno (l'atomo meno idrogenato) - La regola di Zaitsev.

B) Dealogenazione:

Proprietà chimiche degli alcheni.

Le proprietà degli alcheni sono determinate dalla presenza di un legame multiplo, pertanto gli alcheni entrano in reazioni di addizione elettrofila, che procede in più fasi (H-X - reagente):

1a fase:

2a fase:

.

Lo ione idrogeno in questo tipo di reazione appartiene all'atomo di carbonio che ha una carica più negativa. La distribuzione della densità è:

Se c'è un donatore come sostituente, che si manifesta come un effetto +I-, allora la densità elettronica si sposta verso l'atomo di carbonio più idrogenato, creando su di esso una carica parzialmente negativa. Le reazioni vanno di pari passo La regola di Markovnikov: quando si attaccano molecole polari del tipo HX (HCl, HCN, HOH ecc.) per gli alcheni asimmetrici, l'idrogeno viene aggiunto preferenzialmente all'atomo di carbonio più idrogenato in corrispondenza del doppio legame.

A) Reazioni di addizione:
1) Idroalogenazione:

La reazione procede secondo la regola di Markovnikov. Ma se nella reazione è presente perossido, la regola non viene presa in considerazione:

2) Idratazione. La reazione procede secondo la regola di Markovnikov in presenza di acido fosforico o solforico:

3) Alogenazione. Di conseguenza, l'acqua di bromo si decolora: questa è una reazione qualitativa a un legame multiplo:

4) Idrogenazione. La reazione procede in presenza di catalizzatori.