Способы получения. (олефины, непредельные, ненасыщенные углеводороды)

Физические свойства.

АЛКЕНЫ.

(олефины, непредельные, ненасыщенные углеводороды)

Общая формула алкенов С_nH_2n

Алкены содержат одну двойную углерод-углеродную связь. Родоначальник ряда этилен (этен) СН₂=СН₂.

n=2 С₂Н₄ этен n=4 С₄Н₈ бутен

n=3 С₃Н₆ пропен n=5 С₅Н₁₀ пентен и т.д.

С₂ – С₄ – газы. С₅ – С₁₇ – жидкости. С₁₈ – твердые вещества.

Все алкены практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в углеводородах, бензоле, диэтиловом эфире.

I. Промышленные.

1. Крекинг алканов, входящих в состав нефти:

С₁₆Н₃₄ ¾® С₈Н₁₈ + С₈Н₁₆

2. Каталитическое дегидрирование алканов (катализатор Cr₂O₃/Fe₂O₃):

2СН₃-СН₂-СН₂-СН₃ ¾® СН₂=СН-СН₂-СН₃ + СН₃-СН=СН-СН₃

бутен-1 бутен-2

II. Лабораторные.

1. Дегидрогалогенирование галогеналканов (реакция элиминирования):

СН₃-СН-СН₂ + КОН_{(спирт. р-р)} ¾® СН₃-СН=СН₂ + КBr + Н₂О

ï ï

Н Br

Легкость реакции связана со строением галогеналкана и убывает от третичных к первичным галогеналканам.

Для третичных галогеналканов – механизм реакции Е₁ (мономолекулярное элиминирование), для первичных – Е₂ (бимолекулярное элиминирование).

Реакция элиминирования протекает в соответствии с правилом Зайцева: водород отщепляется от наименее гидрогенизированного атома углерода:

СН₃ СН₃ СН₃

ï ï ï

СН₃-С-СН₂-СН₃ + КОН_{(спирт. р-р)} ¾® СН₃-С=СН-СН₃ + СН₂=С-СН₂-СН₃

ï основной продукт побочный продукт

Br (2-метилбутен-2) (2-метилбутен-1)

2. Дегидратация спиртов:

СН₃-СН₂-ОН ¾® СН₂=СН₂ + Н₂О

Реакция осуществляется либо при нагревании спиртов с H₂SO₄, либо при пропускании паров спирта над катализатором (Al₂O₃) при температуре 300-400⁰С.

Легкость дегидратации спиртов изменяется в ряду:

Третичный > вторичный > первичный

Отщепление Н₂О происходит по правилу Зайцева, идет по механизмам Е₁ и Е₂.

Механизм реакции Е₁:

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

ï + Н⁺ ï + ï ₊ ï

СН₃-С-ОН СН₃-С-О СН₃-С ¾¾® СН₂=С

ï быстро ï медленно ï быстро ï

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

карбокатион 2-метилпропен

Механизм реакции Е₂:

СН₃-СН₂-ОН + Н₂SO₄ СН₃-СН₂-О-Н ¾¾¾®

быстро медленно

-OSO₃H^-

НО₃SO:…Н-СН₂-СН₂-О-Н ¾¾® СН₂=СН₂ + Н₂О + Н₂SO₄

переходное состояние быстро

3. Восстановление алкинов:

Pt, Ni

СНºСН + Н₂ ¾¾® СН₂=СН₂

Восстановление алкинов с 4 и более атомами углерода при использовании соответствующих реагентов может протекать стереоселективно с получением раздельно цис- и транс- алкенов.

4. Дегалогенирование дигалогенидов:

СН₃-СН-СН₂ + Zn (Mg) ¾¾® СН₃-СН=СН₂ + ZnBr₂

ï ï

Br Br