Получение алкенов
Основной промышленный источник алкенов – нефть. Низшие алкены (до 5 углеродов в цепи) в индивидуальном виде выделены при ее фракционной перегонке или крекинге.
Лабораторные методы получения алкенов позволяют получать в индивидуальном виде как высшие, так и низшие производные.
Более общее применение при получении алкенов имеют реакции дегалогенирования моногалогенопроизводных и дегидратация спиртов.
Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов
Действие на алкилгалогенид раствора едкой щелочи в этаноле приводит к элиминированию (отщеплению) молекулы галогеноводорода с образованием алкена. Реакция элиминирования будет рассмотрена в следующих разделах. Здесь необходимо отметить, что следует точно выдерживать условия реакции. Использование не спиртового, а водного раствора щелочи приводит к протеканию конкурентной реакции гидролиза с образованием соответствующего спирта.
Как видно из схемы, возможно образование двух изомерных веществ - производных бутена-1 и бутена-2. Направление реакции предсказывает правило Зайцева: в ходе реакции элиминирования образуется алкен с наибольшим числом заместителей при двойной связи. Это правило совпадает с рядом устойчивости алкенов, которая убывает в ряду:
Дегидратация спиртов
Реакция подобна дегидрогалогенированию, однако условия ее протекания другие. Реакцию проводят, нагревая спирт с разбавленной серной или фосфорной кислотами при температуре около 200оС, либо пропуская пары спирта при 400оС над оксидом алюминия (Al2O3). Направление отщепления воды от спирта то же самое, что и в случае отщепления галогеноводорода – атом водорода отщепляется от соседнего с функциональной группой наименее гидрогенизированного атома углерода. «Гидрогенизированный» - атом углерода, несущий водородные атомы. Водород отщепляется от того углерода, который связан с меньшим числом атомов водорода.
Если в органическом соединении два заместителя связаны с одним атомом углерода, такое расположение атомов или функциональных групп называется вицинальным (виц-). Если атомы или функциональные группы связаны с соседними углеродными атомами – геминальным (гем-).
Дегалогенирование дигалогенопроизводных
Вициальные дигалогенопроизводные под действием цинковой пыли легко отщепляют два атома галогена, превращаясь в алкен:
Парциальное (частичное) гидрирование алкинов
Источником алкенов могут быть и ацетиленовые углеводороды. Гидрирование алкинов в присутствии гетерогенного катализатора (Pt, Pd, Ni) сразу приводит к предельным углеводородам, поскольку промежуточно образующиеся алкены вступают в реакцию гидрирования легче, чем алкины.
Для частичного гидрирования алкинов используют специально приготовленный катализатор, так называемый «отравленный катализатор» или «катализатор Линдлара» (палладий, содержащий свинец). Гидрирование на катализаторе Линдлара останавливается на стадии образования алкена и, следовательно, он не может быть использован для превращения алкенов в алканы. Следует отметить, что при таком восстановлении всегда образуются цис- или Z-изомеры.
Похожий результат может быть получен при гидрировании алкинов металлическим натрием в жидком аммиаке. Принципиальное отличие этой реакции от каталитической в том, что образуются алкены транс- или Z-конфигурации.
