Окисление перманганатом калия
Разбавленный раствор перманганата калия (около 1%) в слабощелочной или близкой к нейтральной среде окисляет алкены до вицинальных диолов:
Концентрированный раствор перманганата калия или дихромата калия в кислой среде вызывает окислительную деструкцию по положению двойной связи. В этом случае образуются карбонильные соединения:
Озонолиз. При озонолизе алкенов и последующем гидролизе продкукта реакции происходит расщепление не только p-связей, но и σ-углерод-углеродной связи. Вследствие этого молекула алкена превращается в две другие молекулы, каждая из которых содержит меньшее число углеродных атомов.
Полимеризация алкенов
Молекулы алкенов способны соединяться между собой по месту разрыва p-связей с образованием длинных цепей из углеродных атомов. В зависимости от числа молекул, соединяющихся между собой, образуются олигомеры (димеры, тримеры, тетрамеры и т.д.). Особо важное практическое значение имеют полимеры на основе этилена и пропилена (полиэтилен и полипропилен) с молекулярной массой ~ 105.
В настоящее время наиболее широко в практических целях используется предложенная Циглером и Наттом координационная полимеризация, которая позволяет получить полимеры с высокой степенью стереорегулярности. В качестве катализатора используют смеси триэтилалюминия с соединениями титана (IV).
Вопросы для самоподготовки
1. Напишите уравнение реакции получения бутена-1 из соответствующего дигалогенпроизводного. Сравните свойства этого алкена и его структурного изомера, в молекулу которого входят только sp3–гибридные атомы углерода. (Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.)
2. В реакцию дегидрогалогенирования ввели 3-метил-3-хлорпентан и 3-метил-2-хлорпентан. Объясните причину, по которой оба галогеналкана превращаются, преимущественно, в один и тот же непредельный углеводород.
3. Путём последовательных реакций из 4-метилгексена-1 получите 4-метилгексен-2. Сколько пространственных изомеров будут иметь эти алкены? Напишите формулы и названия этих изомеров.
4. Установите строение алкена, если известно, что в результате гидролиза продукта его озонолиза получили пропанон и бутанон. Напишите реакцию гидробромирования исходного соединения, назовите продукты.
5. Приведите механизм реакции бромирования циклобутена. Объясните причину, по которой продуктом данной реакции является транс-1,2-дибромциклобутан.
6. Обсудите возможность протекания реакций между: 1) пропеном и хлором при комн. температуре, 2) пропеном и хлором при 300°С, 3) пропеном и хлоридом йода ( ICl ) 4)пропеном и разб. HBr 5)3,3,3-трифторпропеном и бромоводородом. Напишите уравнения соответствующих реакций.
Глава 7. Алкадиены
Углеводороды с открытой цепью углеродных атомов, содержащие две двойные связи, называются алкадиенами.
Они отвечают общей формуле CnH2n-2, хотя этой же формуле соответствуют углеводороды с одной тройной связью – алкины.
Взаимное расположение двойных связей может быть разное и в зависимости от этого различают:
диены с изолированными двойными связями
для данного типа диенов характерно, что между двойными связями существует интервал из двух и более простых связей;
диены с кумулированными двойными связями
здесь двойные связи сосредоточены при одном углеродном атоме;
диены с сопряжёнными двойными связями
для сопряжённых диенов интервал между двойными связями составляет одна простая (одинарная) связь.
В данной главе подробно будут рассмотрены сопряжённые диены, поскольку они важны для химического производства и хорошо изучены.
Строение бутадиена-1,3, а также особенности подобных систем, подробно рассмотрены в главе 2.
Способы получения
Методы синтеза алкадиенов рассматриваются на примере бутадиена-1,3; изопрена и хлоропрена - исходных веществ для промышленного получения каучуков.
Из бутан-бутеновой фракции переработки нефти путём каталитического дегидрирования:
Из бутандиолов-1,3 и/или 1,4:
Из винилацетилена:
По способу С.В. Лебедева из этанола:
Предполагается, что в этой реакции одновременно происходят процессы дегидратации и дегидрирования этанола под влиянием высокой температуры и катализатора, что соответствует суммарному уравнению:
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) можно получить из изопентан-изопентеновой фракции нефти:
Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) образуется из винилацетилена путём присоединения хлороводорода:
Химические свойства