Химические свойства. Гетерогенное каталитическое гидрирование

Гетерогенное каталитическое гидрирование

Реакция гидрирования сопровождается расщеплением p-связи и присоединением водорода, происходит образование соответствующего алкана. Двойные связи в алкенах по сравнению с другими функциональными группами принадлежат к числу наиболее легко каталитически восстанавливаемых групп:

1. Галогенирование. Алкены легко реагируют с Cl₂ и Br₂ с образованием вицинальных дигалогенпроизводных алканов. Реакция с I₂ затруднена.

Присоединение Br₂ используют обычно для обнаружения двойной С=С связи. При взаимодействии алкена с бромной водой происходит ее быстрое обесцвечивание.

2. Присоединение галогеноводородных кислот (гидрогалогенирование):

Присоединение галогенводородов подчиняется правилу Марковникова: при присоединении галогеноводорода к несимметричному алкену протон реагента присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода.

3. Гидратация. Реакция протекает по правилу Марковникова. Прямое присоединение воды к олефинам происходит в присутствии кислого катализатора (H₂SO₄ и фосфатный катализатор). Ниже приведен механизм гидратации алкенов в присутствии разбавленных кислот.

3. Гидроксилирование (образование гликолей, реакция Вагнера):

Гидроксилирование алкенов - наиболее важный из методов синтеза гликолей (двухатомные спирты). Обычные окислители легко превращают алкены в гликоли. При помощи перманганата калия гидроксилирование проводят при комнатной температуре, перемешивая алкен с нейтральным или слабощелочным раствором KMnO₄ (реакция Вагнера).

Вместо KMnO₄ можно использовать Н₂О₂ в присутствии катализатора:

4. Окисление с разрывом углерод-углеродной связи происходит в жестких условиях. При нагревании алкенов с KMnO₄ в кислой среде, азотной или хромовой кислотами, происходит разрыв С=С связи с образованием альдегидов, кетонов и карбоновых кислот в зависимости от строения алкена:

6. Полимеризаци я – реакция образования высокомолекулярного соединения (полимера) путем последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера), т. е. молекулы мономера присоединяются друг к другу по схеме:

n M ® M_n

Число n называется степенью полимеризации. Реакции полимеризации алкенов возможны за счёт раскрытия двойной связи (разрыв π – связи) и последующим соединением мономерных звеньев.

n CH₂=CH₂ ¾¾® (-CH₂-CH₂-)_n

этилен полиэтилен