10.6.2. Реакції відновлення та окиснення

1. Відновлення алкенів (гідрування). У присутності каталізаторів (тонкоздрібнені Рі, Реї або N1) алкени приєднують за місцем роз­риву подвійного зв'язку водень, утворюючи алкани:

-сн,

н,с—сн=сн₂ + н,

N1

н₃с—сн₂-с„н_2и+2

^Си^Н2и + ^Н2

Каталітичне гідрування в присутності паладію і платини відбу­вається в більшості випадків при кімнатній температурі. Застосу­вання нікелю потребує нагрівання. Зважаючи на велику вартість платини і паладію, відновлення алкенів у промисловості прово­дять у присутності тонкоздрібненого нікелю при температурі 150—

300 °С.

2. Окиснення алкенів. Окиснюються алкени досить легко. На­прямок реакції залежить від природи окисника і умов проведення

реакції.

Окиснення калій перманганатом (реакція Вагнера). Розбавле­ний розчин КМп0₄ у нейтральному або слаболужному середови­щі окиснює алкени до двоатомних спиртів (гліколів) . При цьому знебарвлюється рожевий розчин КМп0₄ і випадає коричневий осад манган (IV) оксиду:

ЗН₂С=СН₂ + 2КМп0₄ + 4Н₂0 ЗСН₂—СН₂ + 2КОН + 2Мп0₂

ОН ОН

етиленгліколь

або спрощено:

СН₂(ОН)—СН₂(ОН)

С₂Н₄ + [О] + 2Н₂0

Цю реакцію відкрив у 1888 року російський хімік Є. Є. Вагнер. Вона широко застосовується в аналізі для виявлення кратного зв'язку.

Концентровані розчини КМп0₄ окиснюють алкени з розри­вом зв'язку. При цьому залежно від структури алкену утворюють­ся кетони і альдегіди, причому останні окиснюються далі, до кар­бонових кислот:

Н₃С,

О

)с-сн₃

Н оцтовий альдегід

Н₃С

:с=сн—сн₃

2-метил-2-бутен

\

КМп0₄

Н_Л</

"Х=о +

Н₃С ацетон

;с=о + сн₃соон

з⁴

оцтова

кислота

н₃с_ч

п.сґ

114

Ненасичені вуглеводні. Глава /0

Алкени

115

Озонування алкенів. Алкени легко окиснюються озоном. Реак­ція озонування проходить за складним механізмом з утворенням за місцем розриву подвійного зв'язку продуктів приєднання озо­ну, які називають озонідами:

о—о

/ \

НС_{Ч /С}Н₂

н₃с—сн=сн₂ + о₂

Н₃С

озонщ

пропен

Багато озонідів вибухонебезпечні. При дії цинку в оцтовій кис­лоті озоніди розкладаються, утворюючи карбонільні сполуки:

О-і-0

/ і \

не_к\сщ

Н,СГ7Ч) ■■■■ сн₃соон

о о

2п

- Н₃С—С^ + \—Н

„ н к

озонід

оцтовий формальдегід

альдепд

При озонуванні 2,3-диметил-2-бутену утворюється ацетон:

о₃, н₂о

* 2Н₃С—С—СН₃

О

ацетон, пропанон диметилкетон

н₃с—с=с—сн₃

_Ті

Н₃С СН₃

2,3-диметил-2-бутен

Одержані карбонільні сполуки можуть бути ідентифіковані, що дозволяє застосовувати реакцію озонування для визначення поло­ження подвійного зв'язку.

Оскільки озон реагує з алкенами кількісно (1 моль озону ви­трачається на 1 моль алкену), цю реакцію можна також застосува­ти для встановлення кількості подвійних карбон-карбонових зв'яз­ків у молекулі.

Окиснення алкенів киснем. Кисень повітря в присутності сріб­ного каталізатора окиснює алкени при нагріванні з утворенням епоксидів:

Н,С=СН, + О, ^А8'³⁰°^ас > Н,С—СН

етилен

\/ ² о

етиленоксид

Ця реакція застосовується в промисловості для одержання ети­леноксиду (оксирану).

При високотемпературному окисненні в кисні або на повітрі алкени згорають:

С₂Н₄ + 30₂ = 2С0₂ + 2Н₂0 + О

С„Н_2п + Зя/2 0₂ = лС0₂ + лН₂0 + О

На відміну від метану етилен горить світлим полум'ям, що зумовлено підвищеним вмістом Карбону в етилені (обчисліть і по­рівняйте масові частки Карбону).