Реакции присоединения к алкеном и алкинам

Алкены легко присоединяют галогены (F, Cl, Br, I). Очень энергично, даже со взрывом, реагирует F₂, нужны специальные условия; медленно реагирует I₂.

 

СН₃ – СН = СН₂ + НBr CH₃ – CHBr – CH₃

_{бромистый пропил}

Реакции замещения.

Получение галогенпроизводных из спиртов.

а) фторирование SF₄:

СН₃ – СН₂ – ОН + SF₄ → 2CН₃ – СН₂F + SO₂ + 2HF

б) действием галогеноводородов:

СН₃ –СН₂ – ОН + НСl ⇄ СН₃ – СН₂ – Сl + Н₂О

Хлорэтан

в) действием галогенидов фосфора:

СН₃ – СН₂ – СН₂ – ОН + РСl₅ → СН₃ – СН₂ - СН₂ – Сl + НСl + РОСl₃

Химические свойства.

Галогеналкилы – один из наиболее реакционноспособных классов органических соединений. С их помощью вводят в различные органические соединения алкильные радикалы, то есть они являются алкилирующими реагентами.

1.При каталитическом гидрировании галогеналкилов (Ni, Pt, Pb) происходит замещение атома галогена водородом:

СН₃СН₂Cl + Н₂ СН₃СН₃ + НCl

2.Действием раствора солей галогеноводородных кислот в спирте или ацетоне на галогенопроизводные можно заменить один галоген другим. СН₃ –СН₂ – Сl + NаI → СН₃ –СН₂ – I + NaCl

СН₃ – СН₂ – СН₂ – I + AgCl → СН₃ – СН₂ – СН₂ – Cl + AgI

Большое значение (для получения спиртов из углеводородов) имеет реакция галогеналкилов с водой (ГИДРОЛИЗ).

СН₃ – СН₂ – Cl + H₂O ⇄ СН₃ – СН₂ – OH + HCl

СН₃ – СН₂ – Cl + NaOH → СН₃ – СН₂ – OH + NaCl

Водный р-р

11. Реакция Вюрца с активным щелочным металлом Na:

2C₂H₅Cl + 2Na → C₂H₅ – C₂H₅ + 2NaCl

 

Одноатомные спирты

Спирты (алкоголи) – это производные углеводородов, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп – ОН у насыщенных атомов углерода.

Предельные одноатомные спирты (алканолы). Их основные характеристики: 1) общая формула С_nН_2n+1ОН, n > 1; 2) атомы углерода и кислорода находятся в состоянии sp³ -гибридизации; 3) в молекуле спирта имеются две полярные связи С-О и О-Н: С^δ+-О^δ--Н^δ+, для них характерен гетеролитический разрыв связи.

Гомологический ряд: СН₃ОН – метанол, СН₃СН₂ОН – этанол, СН₃СН₂СН₂ОН – пропанол (первичный спирт), СН₃СН(ОН)СН₃ – изопропанол (вторичный спирт) и т.д.

Изомерия: 1) углеродного скелета; 2) положения ОН-группы; 3) межклассовая (изомерны простым эфиам); 4) оптическая.

Физические свойства. Температуры кипения спиртов больше температуры кипения соответствующих алканов с тем же числом атомов углерода. Это объясняется ассоциацией молекул спиртов вследствие образования межмолекулярных водородных связей.

Прочность ВС значительно меньше прочности ковалентной связи (5-7 ккал/моль), средняя Е образования ковалентной связи – 80-110 ккал/моль.

Образование межмолекулярных ВС между молекулами спирта можно показать так: Н–О: ·∙∙·∙ Н–О: ·∙∙·∙Н–О: (водородная связь изображена точками)

R R R

Химические свойства.

I. Кислотные свойства. Взаимодействие с активными металлами с образованием алкоголятов (алканолятов) металлов:

этанолят натрия

Эти реакции протекают только в безводной среде; в присутствии воды алкоголяты полностью гидролизуются.

II. Реакции нуклеофильного замещения (S_N).

1) Взаимодействие с HHal с образовани­ем галогеналканов:

2) Взаимодействие с аммиаком с образованием аминов (300ºС).

этиламин

III. Нуклеофильные свойства.

Взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакции этерификации):

метиловый эфир азотной кислоты (метилнитрат)

IV. Реакции отщепления (Е).

1) Дегидратация спиртов:

Межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров R–О–R'.Реакция протекает в присутствии Н₂SO_4(конц) и при 140^ºС:

→

диэтиловый эфир (этоксиэтан)

2) Дегидрирование. При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды, при дегидрировании вторичных спиртов – кетоны:

пропанол-2 (ацетон)

Третичные спирты не дегидрируются.

V. Реакции окисления.

1) Горение (полное окисление):

ΔН⁰ = –1374 кДж

2. Неполное окислениепод действием окислителей: кислорода воздуха в присутствии катализаторов (например, Сu), KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др. Реакции неполного окисления спиртов по своим результатам аналогичны реакциям дегидрирования.