Химические свойства алкенов

Химические свойства олефинов определяются наличием в их молекуле p-связи.

Будучи более энергодоступной, p-связь разрывается, а освободившиеся валентности углеродных атомов затрачиваются на присоединение атомов или групп атомов. Ионное присоединение реагентов к p-связи носит электрофильный характер Ade (от английского слова addition – присоединение и латинского electrophilic – электрофильное, любящее отрицательно).

Под влиянием p-электронного облака олефина молекула галогена поляризуется Cl^σ+ - Cl^σ-, при этом образуется наведенный диполь.

Положительный конец диполя выступает как электрофильный реагент (electrophilic – в переводе с латинского – любящий отрицательное) и захватывает p-электроны двойной связи с образованием неустойчивого p-комплекса:

этилен p-комплекс

p-комплекс карбкатион

На II этапе p-связь и связь хлор-хлор гетеролитически разрывается. Хлор за счет p-электронов этилена образует обычную s-связь с одним из атомов углерода. Этот атом углерода переходит в состояние sp³-гибридизации атомных орбиталей. Второй атом углерода двойной связи, лишившись электронов, заряжается положительно, и вся частица становится карбокатионом (частица с положительным зарядом на углероде). Положительно заряженный атом углерода в карбокатионе находится в состоянии sp²-гибридизации. Карбокатион также называется s-комплексом.

карбкатион дихлорэтан

На III этапе процесса карбокатион, взаимодействуя с анионом Cl^-, образует с ним s-связь за счет пары электронов аниона

Реакции присоединения могут быть:

1. Гидрирование (присоединение водорода) происходит в присутствии катализаторов Pt , Pd или Ni

этилен этан

2. Галогенирование (присоединение Сl₂, Br₂)

этилен

1,2 дибромэтан

Присоединение Br₂ к олефину – это качественная реакция для обнаружения этиленовых углеводородов. При пропускании этилена через раствор Br₂ в воде, имеющей желто-коричневую окраску, происходит обесцвечивание раствора вследствие реакции присоеденения.

3. Гидрогалогенизирование (присоединение галогеноводорода). В.В. Марковников, изучая реакции присоединения галогеноводородов к несимметричным алкенам, установил следующую закономерность: водород присоединяется по месту двойной связи к наиболее гидрогенизированному (связанному с большим числом водородных атомов) атому углерода, а галоген – к наименее гидрогенизированному. С позиции электронной теории правило Марковникова можно объяснить так: в результате двухстадийного электрофильного присоединения в качестве промежуточных продуктов могут образоваться два разных по устойчивости карбкатиона:

↗ I

↘

II

Из них наиболее устойчив первый. Поэтому реакции электрофильного присоединения по двойной связи идут в направлении образования наиболее устойчивого промежуточного карбкатиона I:

пропилен 2-хлорпропан

4. Гидратация (присоединение воды). В присутствии катализаторов (конц. H₂SO₄, ZnCl₂) к алкенам присоединяется вода с образованием спиртов. Реакция идет в соответствии с правилом Марковникова.

пропилен пропанол-2

Реакции полимеризации позволяют получить высокомолекулярные соединения – полиэтилен и полипропилен

5.Окисление

a) Олефин окисляется перманганатом калия в нейтральной или слабощелочной среде с присоединением гидроксильной группы к каждому атому углерода при этом получаются двухатомные спирты (гликоли). Это качественная реакция используется для обнаружения двойной связи. Малиновая окраска KMnO₄ при взаимодействии с этиленом превращается в бурый MnO₂.

Этилен

Этиленгликоль

б) При окислении перманганатом калия или бихроматом калия в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи с образованием продуктов окисления:

Пропилен Уксусная кислота Муравьиная кислота

в) Озонирование (реакция с озоном О₃). В результате разрыва двойной связи образуется озонид, при гидролизе которого образуется альдегиды или кетоны

Пропилен Озонид пропилена

Уксусный альдегид Муравьиный альдегид

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 331; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!