Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Alkenes

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
9.5 Mб
Скачать

3. Радикальные реакции алкенов

3.1Гидрогалогенирование в присутствии перекисей

эффект Караша (1929 г.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в отсутствии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

 

 

HBr

перекисей

 

CH

 

 

 

 

 

присоединение

 

CH

 

 

 

H C

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

по правилу

H3C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

Марковникова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-бромпропан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в присутствии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

 

 

 

HBr

 

перекисей

 

CH

 

 

CH

присоединение

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

3

 

2

 

 

2

против правила

H C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

Марковникова

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-бромпропан

Морис

Караш

(1895-1957),

американский химик.

Перекисные соединения RO2R' (RO-OR'): O2 (кислород)

H2O2 (перекись водорода)

(H C) CO

 

 

OH (гидроперекись трет.-бутила)

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O O

 

C H (перекись бензоила)

C H

 

C

 

 

C

 

 

 

 

 

6

5

 

O

 

 

O

6

5

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

Алкены

 

 

Механизм перекисного гидробромирования

1-ая стадия – разложение пероксида

 

 

 

h или tо

RO

 

OR

 

2 RO

 

 

 

2-ая стадия – инициирование цепи RO

 

 

H

 

Br

 

ROH

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-ая стадия – рост цепи

 

 

 

 

 

 

С2

H C

 

CH

 

 

CH

первичный радикал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

2

(менее устойчив)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

Br

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

 

CH2

HBr

 

CH2

 

 

CH

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

 

 

 

H C

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С1

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вторичный радикал

(более устойчив)

4-ая стадия – обрыв цепи

Алкены

22

3.2 Радикальное аллильное замещение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl2, 400оС

 

H2C

 

 

C

 

 

 

 

CH2

 

 

H2C

 

 

C

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аллильное

 

 

 

3-хлорпропен (аллилхлорид)

 

 

 

положение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl , 400оС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

 

C

 

CH

 

CH

 

2

 

H C

 

 

C

 

 

CH

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

H

 

2

3

 

-HCl

2

 

 

 

H

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-хлорбутен-1

Механизм реакции

Cl2

 

 

2 Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

H C

 

C

 

CH

 

H C

 

 

C

 

CH

H C

 

C

 

CH

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

H

3

-HCl

2

 

 

H

2

 

2

 

H

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2C CHCH2

аллильный радикал

(стабильный резонансно-стабилизированный)

Алкены

23

Аллильное бромирование с помощью N-бромсукцинимида

 

 

 

 

 

O

(C6H5COO)2

 

 

Br

 

 

O

 

 

 

 

H C

C

или h

 

 

 

H2C

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

N

 

Br

перекись бензоила

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

CCl4, 80oC

 

 

 

 

 

 

 

H2C

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циклогексен

O

 

3-бромциклогексен

O

 

 

 

 

N-бромсукцинимид

 

 

 

 

 

 

 

 

сукцинимид

Механизм реакции

O

1)H2C CN Br H2CC

O

O

C

3)H2C N Br H2CC

O

(C6H5COO)2

перекись бензоила

Br

или h

2)

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

HBr

 

 

 

 

 

 

 

радикал аллильного типа

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

H C

C

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Br2

HBr

 

H2C

N

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

Br

4)

 

 

 

 

 

 

Br2

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алкены

24

4. Окисление алкенов

4.1

 

Эпоксидирование. Реакция Прилежаева (1909 г.)

 

 

 

 

 

 

 

 

Николай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Александрович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прилежаев

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

C

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

(1877-1944),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

O

 

O

C

 

C

эпоксид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

русский химик.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пероксикарбоновая кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

(оксиран)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(надкислота)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

H3C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

C

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

C

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OOH

 

 

 

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропен

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропеноксид

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(метилоксиран)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мета-хлорпероксибензойная кислота

 

 

мета-хлорбензойная кислота

Механизм реакции. Согласованное син-присоединение

R

H

 

R

H

R'

 

R

H

R

R

 

C

R'CO3H

C

 

O C

 

C

 

 

O

O

 

O

C

C

 

C

C

 

 

 

-R'CO2H

C

H O

H

R

H

 

R

H

H

 

R

H

 

 

цис-алкен

 

син-присоединение

 

 

цис-оксиран

 

Промышленное получение

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

O2, Ag, 150 C

H2C

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оксирана (этиленоксида, окиси этилена)

H2C CH2

O

 

 

 

 

 

Алкены

25

4.2 Гидроксилирование

C

 

C

[O]

 

 

 

 

 

 

C

 

C

диол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

 

OH (гликоль)

[O] - окислитель: H2O2/H+, KMnO4 , OsO4

Анти-гидроксилирование (H2O2/H+)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

H

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O2

 

 

 

H+

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

C

C

 

C

 

 

C

 

C

 

 

C

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анти-

 

 

-H+

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O2-CF3CO2H

H HO

 

H

 

 

 

H

 

 

транс-циклогександиол-1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH H

циклогексен

 

 

 

Алкены

26

Син-гидроксилирование

Окисление KMnO4. Реакция Вагнера (1888 г.)

 

 

 

 

 

 

 

KMnO4, H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

H

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

0-5oC, pH 7.5-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

O

O

циклогексен

 

Mn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

OK

Егор

Егорович

Вагнер

(1849-1903),

русский химик.

H2O

 

 

 

H H

 

-MnO2 , -KOH OH OH

цис-циклогександиол-1,2

Окисление OsO4

 

O

O

 

 

 

 

 

Os

 

 

 

 

OsO4 O

O

H

NaHSO3-H2O

H

 

 

H

H

H

H

 

 

-H2OsO4

 

O

O

OH OH

 

 

 

 

Os

 

 

 

 

 

O

O

 

 

Алкены

27

4.3 Окислительное расщепление связи С=С

 

 

 

[O]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[O]

 

 

O

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

C

 

 

C

 

C

 

 

 

 

C или

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

HO OH

 

 

 

кетоны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

карбоновые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[O] : KMnO /H+, CrO /H+, K Cr O /H+

кислоты

 

 

 

 

 

 

 

4

3

 

2

2

7

 

 

 

 

 

R2

 

 

R3

 

KMnO4, H2SO4-H2O

 

R2

 

 

 

 

 

 

R3

C

 

 

C

 

C

 

O

 

 

 

 

O

 

C

 

 

 

80-100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

R4

 

R1

 

 

 

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

кетон

 

 

 

 

кетон

 

 

 

 

 

 

K2Cr2O7, H2SO4-H2O

 

 

 

O

 

 

 

 

 

O

R1HC

 

 

CHR2

 

R1

 

C

 

 

 

 

 

 

C

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

 

карбоновая

 

 

 

 

карбоновая

 

 

 

 

 

 

 

 

кислота

 

 

 

 

кислота

Алкены

28

4.4 Озонолиз

R

R

R

 

 

R

C

 

C

 

O3

H

C

 

C

 

 

 

 

 

R озон

 

 

R

H

 

O O O

мольозонид

разрыв связи С=С

H C

 

 

 

CH

1. O3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

H2C

 

CH3

2. Zn, H2O,

 

 

 

 

 

бутен-1

CH3CO2H

 

R OO R

C C H O R

озонид

H2CO

формальдегид (метаналь)

Zn, H2O,

CH3CO2H

восстановительное расщепление

H2O2

окислительное

расщепление

OCH

H2C CH3

пропаналь

R R

CO OC

H R

альдегид кетон

R R

CO OC

HO R

карбоновая кетон кислота

 

 

1. O3

 

O

H3C C

C CH3

 

2 H3C C

2.H O

2

H

H

2

OH

бутен-2

 

 

уксусная кислота

Алкены

29

5. Полимеризация алкенов

 

 

 

 

полимеризация

n H2C

 

CH2

 

 

 

 

CH2

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

этилен - мономер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полиэтилен - полимер

 

 

 

 

 

n - степень полимеризации

5.1 Свободнорадикальная полимеризация

n

C

 

C

R - свободно радикальная частица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

C

 

 

C

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники R: O2

 

 

 

O O

 

 

 

O O

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(H3C)2C

 

N

 

N

 

C(CH3)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O2

H3C

 

C

 

 

C

 

CH3

C6H5

 

C

C

 

C6H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

O

 

 

 

O

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CN

 

 

 

 

CN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(перекись ацетила)

(перекись бензоила) [азо-бис(изобутиронитрил)]

Примеры полимеризации

n H C

 

 

CH

2

 

перекись бензоила

 

 

 

 

CH

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

200oC, p

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полиэтилен

n F2C

 

 

CF2

 

H2O2 , FeSO4 , H2O

 

 

 

CF2

 

 

CF2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тетрафторэтилен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тефлон

Алкены

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]