Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Электрофильное присоединение к алкенам
|
|
" Двойная связь алкенов легко поляризуется под влиянием заместителей. Рассмотрим влияние метильной группы и атома фтора как заместителей на распределение электронной плотности при двойной связи.
В молекуле этилена распределение электронной плотности равномерно вследствие симметричности молекулы. Электроно-донорные заместители (например, метильная группа) смещают электронную плотность двойной связи в сторону незамещенного атома углерода, в результате чего на атомах углерода возникают частичные заряды – d+ и d-. При наличии электроно-акцепторного заместителя (например, атома фтора) смещение электронной плотности осуществляется в сторону атома углерода, связанного с галогеном.
Реакция присоединения хлористого водорода к несимметричным алкенам идет по правилу Марковникова, а именно: атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи, то есть к атому углерода с наибольшим числом водородных атомов.
| CH3− CH=CH2 + HCl ® CH3− | CH− CH3 I Cl |
Рассмотрим механизм приведенной реакции. На начальной стадии осуществляется диссоциация хлористого водорода на протон (электрофил) и хлорид-анион (нуклеофил).
HCl «H+ + Cl-
Образующийся протон атакует двойную связь исходного алкена, приводя к вторичному карбониевому катиону.
CH3− CH=CH2 + H+ ® CH3− C+H− CH3
На конечной стадии механизма хлорид-анион присоединяется к карбониевому катиону и образуется конечный продукт – хлористый изопропил.
| CH3− C+H–CH3 + Cl- ® CH3− | Cl I CH− CH3.” |
4) Гидратация. В присутствии минеральных кислот олефины присоединяют воду, образуя спирты.
| OH I | ||
| CH3− | C=CH2(2-метилпропен-1) + H2O ––H+® CH3− | C− CH3(2-метилпропанол-2) |
| I CH3 | I CH3 |
5) Сульфатация (O- сульфирование). Взаимодействие алкенов с серной кислотой приводит к кислым эфирам серной кислоты.
| CH2=CH− CH3 + HO− SO2− OH ® CH3− | CH− O− SO2− OH(изопропилсерная кислота) I CH3 |
Как видно, направление реакций гидратации и сульфирования также определяется правилом Марковникова.
6) Окисление. Алкены легко окисляются. В зависимости от условий проведения реакции образуются различные продукты.
a) При сжигании на воздухе олефины дают углекислый газ и воду.
H2C=CH2 + 3O2 ® 2CO2 + 2H2O
b) При окислении алкенов разбавленным раствором перманганата калия образуются двухатомные спирты – гликоли (реакция Е.Е.Вагнера). Реакция протекает на холоде.
| 3H2C=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O ® 3 | CH2− CH2(этиленгликоль) + 2MnO2 + 2KOH I I OH OH |
В результате реакции наблюдается обесцвечивание раствора перманганата калия. Реакция Вагнера служит качественной пробой на двойную связь.
c) При жестком окислении алкенов кипящим раствором перманганата калия в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи и образование кислот или кетонов.
| O II | O II | |
| CH3− CH=CH− CH2− CH3(пентен-2) –[O]® CH3− | C (уксусная кислота) + | C− CH2− CH3(пропионовая кислота) |
| I OH | I OH |
| O II | |||
| CH3− | C=CH− CH3(2-метилбутен-2) –[O]® CH3− | C=O(пропанон-2) + | C− CH3(уксусная кислота) |
| I CH3 | I CH3 | I OH |
По образовавшимся продуктам (кислотам и кетонам) можно сделать заключение о строении и составе радикалов, связанных с этиленовой группировкой в исходном соединении. До широкого внедрения спектральных методов идентификации органических соединений данная реакция широко использовалась для определения строения неизвестных алкенов.
7) Полимеризация.
Для изучения реакции полимеризации необходимо просмотреть анимационные фильмы
" Реакция полимеризации",
" Радикальная полимеризация",
" Ионная полимеризация (катионная)",
" Ионная полимеризация (анионная)".
(Данный материал доступен только на CD-ROM)
Тексты, сопровождающие перечисленные фильмы, в полном объеме перенесены в данный подраздел и ниже следуют.