Алкены (олефины)

План
Химические свойства
А) Реакции присоединения
Б) Реакции окисления
В) Реакции замещения в «боковой цепи».

Химические свойства
I.Реакции присоединения
1. Гидрирование (р.восстановления)
Kt
СН2 = СН2 + Н2 СН3 - СН3 + Q
Kt (тонкоизмельченные Рt, Pd, Ni)
Атомы C при двойной связи восстанавливаются, а атомы молекулярного водорода окисляются.

Химические свойства
ВЫВОД:
Гидрирование алкенов является реакцией обратимой дегидрированию алканов СnH2n + H2 ↔ CnH2n+2
Гидрирование процесс экзотермический
(200 0C) ,
Дегидрирование процесс эндотермический (400-600 0C) .

Химические свойства
I. Реакции присоединения
2.Галогенирование (бромирование)
СН2 = СН2 + Вr2 СН2Вr - СН2Вr
При комнатной температуре
Реакция бромирования является КАЧЕСТВЕННОЙ РЕКЦИЕЙ НА ДВОЙНУЮ СВЯЗЬ

Химические свойства
I. Реакции присоединения
3.Гидрогалогенирование
СН3 -СН= СН2 + НВr CН3 -СНВr- СН3
По правилу Марковникова:
При присоединении полярных молекул типа НХ к алкену водород преимущественно присоединяется к более гидрогенизированному (гидрированному) атому углерода при двойной связи

Химические свойства
I. Реакции присоединения
4.а)Гидратация
СН2 = СН2 + Н2О СН3 - СН2ОН
первичный спирт
По правилу Марковникова
Кt (сильные минеральные кислоты Н2SО4, НNО3, НСlО4)

Химические свойства
I. Реакции присоединения ОН
4.б)Гидратация
СН3 - СН = СН2 + Н2О СН3 - СН - СН3
вторичный спирт
По правилу Марковникова
Кt (сильные минеральные кислоты Н2SО4, НNО3, НСlО4)

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация
УФ, R .
nСН2 = СН2 ( …-СН2 – СН2 - …)n
мономер полимер
n показывает число элементарных звеньев в макромолекуле
Условие: УФ-излучение, наличие инициаторов полимеризации Н2О2 которые являются источниками свободных радикалов; 1000С, 100 МПа
(по свободнорадикальному механизму)
Элементарное звено
Степень
полимеризации

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация (ПРИМЕРЫ)
УФ, R .
nСН = СН2 ( …-СН – СН2 - …)n
СН3 СН3
пропилен полипропилен
(по свободнорадикальному механизму)

Группа винил
- СН = СН2

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация (ПРИМЕРЫ)
УФ, R .
nСН = СН2 ( …-СН – СН2 - …)n
С6Н5 С6Н5
Винилбензол полистрол
(стирол)
(по свободнорадикальному механизму)

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация (ПРИМЕРЫ)
УФ, R .
nСН = СН2 ( …-СН – СН2 - …)n
Сl Сl
хлорэтен поливинилхлорид
(винилхлорид) (ПВХ)
(по свободнорадикальному механизму)

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация (ПРИМЕРЫ)
УФ, R .
nСН = СН2 ( …-СН – СН2 - …)n
О –С=О О –С=О
СН3 СН3
винилацетат поливинилацетат
(винилхлорид) (ПВА)
(по свободнорадикальному механизму)

Химические свойства
I. Реакции присоединения
5.Полимеризация (ПРИМЕРЫ)
УФ, R .
СН3 СН3
nС = СН2 ( …-С – СН2 - …)n
С=О С=О
О- СН3 О- СН3
Метиловый эфир Полиметилметакрилат
2-метилпропеновой (плексиглас)-органическое стекло
Метакриловой) кислоты
(метилметакрилат)

Химические свойства
II. Реакции окисления
Горение
(полное разрушение углеродной цепи)
СН2 = СН2 + 3О2 2СО2 + 2Н2О этилен

Химические свойства
II. Реакции окисления
Мягкое окисление
(с сохранением углеродной цепи)
СН2 = СН2 + [О] + Н2О СН2 - СН2
ОН ОН
этиленгликоль (этандиол-1,2)
Реакция протекает в нейтральных или слабощелочных водных растворах КМnО4
Качественная реакция на двойную связь
Фиолетовый раствор КМnО4
обесцвечивается
этилен
Разрыв
π-связи

Главные схемы окислительно-восстановительных переходов
KMnO4 окислитель
(малиновый раствор)
+ восстановитель

Химические свойства
Мягкое окисление (с сохранением углеродной цепи)
II. Реакции окисления
-2 -2 +7 -1 -1 +4
3СН2 = СН2 + 2КМnО4 + 4Н2О 3СН2 - СН2 + 2МnО2+
+2KOH
ОН ОН
Разрыв
π-связи
Окислитель
среда
С-2-1е→ С-1
+7 +4
Mn+3e →Mn

Химические свойства
II. Реакции окисления
Глубокое окисление
(с расщеплением углеродной цепи)
[О]
СН3- СН= СН-СН3 2СН3СООН
бутен-2 уксусная кислота
Протекает в кислых растворах КМnО4,
Окислители НNО3, К2Сr2О6
Разрыв
σ и π -связи

Например
5СН3-С-1Н=С-1Н -СН3+8 KMn+7O4 + 12 H2SO4 ?
окислитель среда
10 CH3-C+3OOH + 8Mn+2SO4 + 4K2SO4 + 12H2O
С-1-4е → С+3 5 10
Mn+7+5e → Mn+2 4 8

Если двойная связь находится у конца молекулы
То одним из продуктов окисления должна оказаться муравьиная кислота- вещество, которое легко окисляется до углекислого газа и воды. [О]
СН3СН2-С-1Н=С-2Н2 →
CH3СН2-C+3OOH++ [HCOOH] →
CH3СН2-C+3OOH + C+4O2 +H2O
[О]
Пропионовая кислота
Пропионовая кислота
Муравьиная кислота

Например
СН3СН2-С-1Н=С-2Н2 +2 KMn+7O4 + 3H2SO4 ?
CH3СН2-C+3OOH + C+4O2 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + 4H2O
Mn+7+5e → Mn+2

Например
СН3-С-1Н=С-2Н2 +2 KMn+7O4 + 3H2SO4 ?
CH3-C+3OOH + C+4O2 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 +
4H2O
Mn+7+5e → Mn+2

Если в молекуле алкена атом углерода при двойной связи содержит два углеродных заместителя (например: 2-метилбутен-2)
то при его окислении происходит образование кетона, так как превращение такого атома в атом карбоксильной группы невозможно без разрыва С-С связи, относительно устойчивой в этих условиях:
(СН3)2С=СН-СН3 → (СН3)2С=О + СН3-СООН
2-метилбутен-2 кетон кислота
[О]

Например
-3 0 0 -1
5(СН3)2С=СН-СН3 + 6 KMn+7O4 + 9H2SO4?
2-метилбутен-2 кетон кислота
-3 +2 -3 +3
→5 (СН3)2С=О +5 СН3-СООН + 6Mn+2SO4 +
3K2SO4 + 9H2O
С0-2е → С+2
С-1-4е → С+3
6е
Mn+7+5e → Mn+2

1. При действии перманганата калия в кислой среде в зависимости от строения скелета алкена образуется:
Жесткое окисление алкенов

ОВР с участием органических соединений
Окисление алкенов в нейтральной среде:
C2H4 + 2KMnO4 + 2H2O→ CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH
Окисление алкенов в кислой среде:
CH3CH=CH2 +2KMnO4 +3H2SO4 →CH3COOH +CO2 +2MnSO4 +K2SO4 +4H2O
Окисление алкенов в щелочной среде:
CH3CH=CH2 + 10KMnO4 + 13KOH→ CH3COOK + K2CO3 + 8H2O + 10K2MnO4

2. Если реакция протекает в нейтральной среде ПРИ нагревании, то соответственно получаются калиевые соли:

Например
3СН3С-1Н=С-2Н2 +10KMnO4 -t? 3CH3C+3OOK + + 3K2C+4O3 + 10MnO2 +4Н2О+ KOH

Окисление кислородом этилена в присутствии солей палладия.
СН2=СН2 + O2 – (kat)? CН3СНО
(уксусный альдегид)

Хлорирование и бромирование в боковую цепь: если реакция с хлором проводится на свету или при высокой температуре – идёт замещение водорода в боковой цепи.
СН3-СН=СН2 + Cl2 –(свет)?СН2-СН=СН2
+HCl │
Cl
Реакции замещения в «боковой цепи».

Химические свойства алкенов
Для алкенов характерны:
реакции присоединения к двойной связи,
реакции окисления,
реакции замещения в «боковой цепи».

Применение этилена

Применение пропилена
СН2 = СН2