Способы получения алкенов
Дегидратацией одноатомных спиртов:
1. СН3 – СН2 – СН2 – ОН → СН2 = СН – СН3 + Н2О
2. Дегидрогалогенирование галоидсодержащих углеводородов спиртовыми растворами щелочей:
3. СН3 – СН2Вr + КОН → СН2 = СН2 + КВr + Н2О
4. Дегалогенирование дигалоидных углеводородов по Густавсону:
5. СН3 – СН2 — СН(СI) - СН2СI + Zn → СН3 — СН2 — СН = СН2 + ZnСI2
6. Селективное (избирательное) гидрирование ацетиленовых углеводородов:
7. СН 3 — С ≡ СН + Н2 → СН3 — СН = СН2
8. Дегидрирование предельных углеводородов:
9. СН3 – (СН2)2 – СН3 → СН2 = СН – СН2 – СН3 + СН3 – СН = СН – СН3 + Н2
Химические свойства алкенов.
Для алкенов характерны реакции присоединения. Здесь необходимо вспомнить правило Марковникова В.В.:При присоединении веществ типа НХ (Х – галоген, ОН и т. д.) к несимметричным алкенам атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода, а Х к менее гидрогенизированному атому углерода.
1 Гидрирование :
10. СН2 = СН2 + Н2 → СН3 — СН3
11. 2. Присоединение воды:
12. СН3 — СН = СН2 + НОН → СН3 — СН(ОН) СН3
13. 3. Присоединение серной кислоты:
14. СН3 -СН = СН2 +Н2SО4 →СН3 - СН(ОSO3H) – СН3
15. 4. Присоединение галогеноводородов
16. СН2 = СН – СН3 + НСI → СН3 – СН(СI) – СН3
17. 5. Присоединение галогенов
18. СН3 –СН = СН2 + Вr2 → CH3 – СН(Вr) – СН2Вr
19. 6. Окисление (реакция Вагнера, на холоду, КMnО4 в щелочном растворе)
20. 3СН3 — СН= СН2 + 2КMnО4 + 4Н2О → 3СН3 — СН(ОН) – СН2 ОН +2МnО2 + 2КОН
21. 7. Окисление в жестких условиях:
22. СН3 – СН2 – СН = СН2 + [O] → СН3 – СН2 – СООН + НСООН
23.8.Полимеризация:
24. nСН2 = СН2 → (- СН2 - СН2- ) n
25. Этилен является одним из важнейших полупродуктов для промышленности органического синтеза. Многие вещества, получаемые непосредственно из этилена, имеют практическое применение или используются для дальнейших синтезов. Пропилен используется для производства изопропилового спирта, ацетона, глицерина, полипропилена. Изобутилен используется для синтеза изооктана, полиизобутилена. Бутилены применяются для получения бутадиена – продукта для получения синтетического каучука.
Алкины-это УВ, в молекулах которых 2 атома углерода находятся в состоянии sp-гибридизации и связаны друг с другом тройной связью.
Углеводороды ряда ацетилена, имеющие общую формулу СпН2n – 2.
Реакции присоединения
Реакции галогенирования
Алкины способны присоединять одну или две молекулы галогена с образованием соответствующих галогенпроизводных:
Галогенирование алкинов идет как транс-присоединение (как правило) и протекает по аналогии с галогенированием алкенов.
Реакции гидрогалогенирования
Присоединение хлороводорода и бромоводорода к алкинам происходит по аналогии с алкенами. Реакция идет в две стадии: сперва образуется галогеналкен, который далее переходит в дигалогеналкан:
Несмотря на бо́льшую электроотрицательность галогенов, обе стадии реакции идут по правилу Марковникова. Это объясняется возникновением p-сопряжения между атомами галогена и водорода. Как видно из схемы, в результате реакции присоединения образуются транс- изомеры.
· Присоединение карбоновых кислот с образованием диэфиров:
Уксусная кислота в реакции с ацетиленом образует винилацетат:
Ацетиленовые углеводороды присоединяют CO2 и вторичные амины с образованием амидов:
· Реакция ацетилена с цианистым водородом в присутствии солей одновалентной меди с получением акрилонитрила:
· Ацетилен способен в присутствии катализаторов присоединять углеводороды с образованием новых С-С связей:
реакция Кучерова или гидратация этинов протекает при следующих условиях:
Kt = HgSO4, t = 300C. При этом образуется промежуточный продукт [ CH2=CH-OH] - виниловый спирт, который превращается в альдегид:
при использовании гомологов алкинов с радикалами образуются при тех же ксловиях кетоны:
Димеризация ацетилена - дает винилацетилен;
Циклотримеризация (акт. С; р, t) – бензол.
1.
2.Циклотримеризация ацетилена на актив-м угле: 3C2H2 (+T, актив-й уголь) = C6H6 (бензол)
Ароматические углеводороды
К группе ароматических соединений относили ряд веществ, получаемых из природных смол, бальзамов и эфирных масел, обладающих приятным запахом. Впоследствии оказалось, что в основе ряда этих соединений лежит ядро углеводорода бензола С6 Н6. В связи с этим ароматическими соединениями стали называть все соединения, являющиеся производными бензола. Известно огромное количество ароматических соединений, из которых только очень небольшая часть обладает приятным ароматическим запахом.
Бензол и его гомологи
Бензол считается «родоначальником» всех ароматических углеводородов. Ароматические углеводороды – это бензол и производные бензола, у которого один или несколько атомов водорода замещены радикалами.
Строение бензола
Для бензола более характерны реакции замещения, вообще свойственные предельным углеводородам.
Так, например, атомы водорода в бензоле замещаются галогенами:
С6Н6 + Вr2 → С6Н5Вг + НВг.
бромбензол
Важным шагом в выяснении строения бензола явилась теория о циклическом строении его молекулы, высказанная А. Кекуле в 60-х годах прошлого столетия. Экспериментальные данные для этой теории были получены нашим соотечественником Ф. Ф. Бейль - Штейном и другими учеными. Было доказано, что одно-замещенные бензола не имеют изомеров. Например, существует только один бромбензол (С6Н5Вг), один нитробензол (С6Н5NО2) и т. д.
Если бы атомы углерода в бензоле были соединены в виде незамкнутой цепи, то тогда существовало бы не менее трех изомеров однозамещенных бензола, эти изомеры отличались бы положением заместителя (например, брома) у первого, второго или третьего атома углерода.
Совершенно ясно, что если атомы углерода в бензоле связаны в виде цикла, то тогда нет «начала» цепи, все атомы углерода равноценны, и изомеров у одно-замещенных бензола быть не может.
Циклическое строение бензола получило признание большинства химиков, но вопрос о валентности атомов углерода и характере их связей друг с другом еще служил предметом споров. В циклической формуле каждый атом углерода имеет свободную четвертую валентность. Так как прочные соединения со свободными валентностями неизвестны, нужно было предположить, что четвертые валентности всех шесть атомов углерода как-то насыщены друг другом.