3.1.2 Химические свойства

Наличие в молекулах алкенов двойной связи, состоящей из - и - связей, предопределяет их повышенную реакционную способность в реакциях присоединения, так как -связь прочнее чем связь.

Естественно ожидать, что реакции алкенов будут проходить по двойной связи, а следовательно, будут реакциями присоединения, а не реакциями замещения, характерными для ранее рассмотренных алканов.

1. Присоединение водорода. Присоединение водорода к алкенам приводит к образованию предельных углеводородов:

СН₃-СН=CH₂ + Н₂ СН₃-СН₂-CH₃

2. Присоединение галогенов. Галогены присоединяются к алкенам с образованием вицинальных дигалогенпроизводных, т. е. содержащих атомы галогена у соседних атомов углерода.

На первой стадии этой реакции происходит взаимодействие между -электронами двойной связи и электрофильной частицей галогена с образованием так называемого -комплекса I, который через стадию образования карбкатиона II распадается на продукт реакции III.

[R-CH=CH-R --- Cl ⁺- Cl ^-] [R-CHCl-CH-R]•Cl^-] R-CHCl-CHCl-R

I II III

3. Присоединение галогенводородов. Галогенводороды присоединяются к алкенам с образованием галогеналкилов. Присоединение в случае несимметричных молекул идет по правилу Марковникова, т. е. водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода (с наибольшим числом водородных атомов):

R-CH=CR₂ + HBr R-CH₂-CR₂Br

Эта реакция, как и присоединение брома к этилену, идет после образования -комплекса через стадию образования соответствующего карбкатиона.

[R-CH=CR₂ --- Н ⁺- Cl ^-] [R-CH₂-CR₂]⁺•Cl^- R-CH₂-CR₂Cl

В присутствии перекисей бромистый водород присоединяется не по правилу Марковникова (эффект Хараша).

В присутствии перекисей реакция идет не по механизму электрофильного присоединения, как выше, а по радикальному механизму (Xapaш). Первой стадией является атака перекисного радикала на молекулу HBr:

RCOO• + HBr RCOOH + Br•

Возникший радикал брома может присоединяться к алкену с образованием новых радикалов I и II, в связи с чем, реакция должна протекать по двум направлениям:

Но направление процесса определяется устойчивостью промежуточных образований-радикалов I и II. Не спаренный электрон более стабилен у вторичного углерода (индукционный эффект), поэтому реакция протекает через промежуточный радикал I.

4. Присоединение воды и серной кислоты. В присутствии кислот вода присоединяется по двойной связи в соответствии с правилом Марковникова:

R-CH=CН₂ + H₂О R-CH-CН₃

│

ОН

Так же идет и реакция с серной кислотой:

R-CH=CН₂ + H₂SО₄ R-CH-CН₃

│

OSО₃H

5. Окисление перманганатом калия в нейтральной или слабо­щелочной среде приводит к образованию гликолей.

3R-CH=CH-R + 2KMnO₄ + 4H₂O 3R-CH – CH–R+ 2KOH + 2MnO₂

│ │

OH OH

Кислые растворы перманганата окисляют алкены с разрывом цепи по С=С связи с образованием кислот или кетонов:

(СН₃)₂С=СН-СН₃ (СН₃)₂С=O + СН₃COOH

6. Действие озона на алкены. Действие озона на алкены приводит к образованию кристаллических сильно взрывчатых озонидов, которые при гидролизе образуют альдегиды или кетоны: