Конспект лекций по дисциплине «Органическая химия» Для студентів напряму підготовки 040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
жүктеу/скачать 2.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- II +
- Реакция окисления
Присоединение галогеноводородовПри действии на этиленовые углеводороды галогеноводородов также идет реакция присоединения, но образуются моногалогенпроизводные предельных углеводородов: СН2 Н СН3 II + СН2 J CH2—J этилен иодистый этил
В приведенной реакции иодистого водорода с этиленом безразлично, к которому из атомов углерода, соединенных двойной связью, присоединяется водород, а к которому галоген, т.к. оба углеродных атома равноценны. Равноценность их видна, поскольку каждый соединен с двумя водородными атомами. Если же углеродные атомы, соединенные двойной связью, не одинаковы по числу связанных с ними атомов водорода, то галогенводород взаимодействует с непредельным углеводородом с определенной закономерностью: водород из молекулы галогеноводорода присоединяется преимущественно к тому углероду по месту двойной связи, при котором имеется больше атомов водорода (к наиболее гидрогенизированному), а галоген – к углероду, при котором меньше или совсем нет атомов водорода. (Правило В.В. Марковникова) Например: СН2 Н СН3 СН3 СН3 II + CH I CH—I CH3—C + I CH3—C—I II CH3 CH3 CH Н CH2 Пропилен 2-иодпропан СН3 СН3 2-метил-2-бутен 2-иод-2-метилбутан Эта зависимость была открыта учеником и последователем А.М. Бутлерова, русским химиком В.В. Марковниковы и известна под названием правила Марковникова. В ней проявляется общий закон химии – закон взаимного влияния связанных атомов, являющийся одним из основных положений теории строения. Очевидно, что реакционная способность углеродных атомов при двойной связи, их неравноценность и состояние самой кратной связи обусловлены влиянием, которое проявляют связанные с этими углеродными атомами радикалы.
В обычных условиях этиленовые углеводороды не реагируют с водой, но при нагревании в присутствии катализаторов (хлористый цинк, серная кислота) элементы воды (водород и гидроксил) присоединяются к углеродным атомам по месту двойной связи с образованием спиртов: СН2 Н t СН3 II + CH2 OH кат-р СН2—ОН Этилен (ZnCl2) этиловый спирт С гомологами этилена реакция протекает по правилу Марковникова: водород воды присоединяется преимущественно к тому углероду, при котором больше атомов водорода, а гидроксил – к тому углероду, при котором атомов водорода меньше или нет совсем: СН2 Н t СН3 II + СН ОН кат-р СН—ОН СН3 СН3 пропилен вторичный пропиловый (изопропиловый) спирт В присутствии серной кислоты реакция гидратации этиленовых углеводородов протекает с образованием промежуточных продуктов присоедиения (по правилу Марковникова) – так называемых алкилсерных кислот (сложные эфиры серной кислоты): СН2 Н СН3 II + CH O—SO3H CH—O—SO3H CH3 CH3 пропилен изопропилсерная кислота Алкилсерные кислоты разлагаются затем водой (подвергаются гидролизу), вновь выделяя серную кислоту и образуя спирт: СН3 СН3
СН—О—SO3H + H—OH CH—OH + H2SO4
CH3 изопропил- CH3 вторичный серная кислота пропиловый (изопропиловый) спирт Реакция окисленияВ зависимости от условий непредельные углеводороды окисляются в различной степени. При высоких температурах они сгорают, образуя СО2 и Н2О. Некоторые медленно окисляются кислородом воздуха уже при обыкновенной температуре. Обычно окисление происходит прежде всего по месту двойной связи. Одной из наиболее характерных реакций окисления является взаимодействие непредельных углеводородов с раствором KMnO4 (реакция Е.Е. Вагнера, 1886г.) СН2 O + HOH СН2—ОН II CH2 KMnO4 CH2—OH Реакция протекает в водном растворе, поэтому по месту двойной связи присоединяется кислород (из окислителя- KMnO4). [Окисление марганцевокислым калием в нейтральном или в слабощелочном растворе можно представить схемой:
2 KMnO4 + Н2О 2MnO2 + 2KOH + 3O В кислом растворе: 7+ 2+ 2 KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + 5O При составлении реакций окисления органических соединений обычно не пишут общего баланса реакции и для простоты над стрелкой обозначают кислород [О], отдаваемый окислителем, а под стрелкой – применяемый окислитель. (В данном случае KMnO4).] и вода, т.е. две гидроксильные группы и образуются двухатомные спирты. Рассматриваемая реакция очень чувствительна, и ее используют для качественного определения ненесыщенных соединений; уже на холоду фиолетовая окраска нейтрального или щелочного раствора KMnO4 исчезает и образуется бурый (коричневый) осадок MnO2; в кислой среде происходит полное обесцвечивание реактива. При энергичном действии окислителей молекулы этиленовых углеводородов распадаются с разрывом углеродной цепи в том месте, где была двойная связь. Например:   1 2 3 4 5 4O 1 2 О О 3 4 5
1 кислота ОН НО кислота СН3 СН3 1 2 3 4 3О 1 2 О 3 4
2 кетон НО кислота
СН3СН3 СН3 СН3 1 2 3 4 2О 1 2 3 4 3. СН3—С=С—СН3 СН3—С=О + О=С—СН3 кетон кетон Как видно из приведенных схем реакций, при окислительном распаде этиленовых углеводородов образуются "осколки", в которых атомы углерода, соединенные в этиленовом углеводороде двойной связью, превращаются в кислородсодержащие функциональные группы. В зависимости от строения исходного олефина получаются кислоты или кетоны, по составу и строению которых можно судить о строении исходного олефина и, в частности, о положении в нем двойной связи. Б О
жүктеу/скачать 2.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
. СН3—С=СН—СН3 СН3—С=О + С—СН3