4.1 Сравнительная характеристика химических свойств алифатических соединений

4.1.1 Окисление

Все углеводороды горят с образованием СО₂ и Н₂О.

4.1.1.1 Реакции с KmnO4

Алканы при комнатной температуре очень стойки к действию обычных окислителей (KmnO₄, K₂Cr₂O₇).

Алкены и алкадиены с изолированными и куммулированными двойными связями при комнатной обесцвечивают раствор KmnO₄:

Вероятный механизм реакции:

3MnO₃^– + H₂O  2MnO₂ + MnO₄^– + 2OH^–

а

лкины более стойки к действию обычных окислителей, чем алкены. Окисление перманганатом приво­дит к разрыву С – С-связи и образованию карбоновых кислот:

4.1.1.2 Реакции с бромной водой

алканы с бромной водой не реагируют. С галогенами реакция протекает только на свету или при нагревании – реакция замещения по радикальному механизму (S_R).

Взаимодействие с галогенами. На свету, в темноте при нагрева­нии (250–400° С) или в присутствии катализаторов (хлориды меди, сурьмы, олова или иод) газообразный хлор последовательно заме­щает в молекуле метана все четыре атома водорода с образованием галогенпроизводных:

На практике при галогенировании алканов образуется сложная смесь продуктов, это связано с суммарным действием всех перечисленных ранее факторов. Так, при галогенировании изобутана образуются:

Кроме того, нужно помнить, что вероятность замещения девяти ато­мов водорода при первичных углеродных атомах больше, чем заме­щение одного водородного атома у третичного углерода. Хлориро­вание в присутствии катализаторов протекает по цепному ионному механизму:

В лабораторной практике обычно не применяют прямое галогенирование для получения галогенпроизводных алканов, в технике значительное применение нашло галогенирование метана для синтеза СН₃С1; СН₂С1₂; СНС1₃ и CС1₄.

алкены и алкины обесцвечивают бромную воду. Происходит присоединение по ионному электрофильному механизму (А_Е). Молекула галогена атакует двойную связь, захватывая электроны и образуя так называемый -комплекс. Затем отделяется отрицательный ион галогена.

этин 1,2-дибромэтилен 1,1,2,2-тетрабромэтилен

4.1.1.3 Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса)

Для приготовления реактива Толленса смешивают растворы NaOH и AgNO₃, в результате чего выпадает осадок Ag₂O:

2AgNO₃ + 2NaOH  Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O

бурый

осадок

При осторожном добавлении водного раствора аммиака осадок растворяется и образуется ион [Ag(NH₃)₂]⁺:

Ag₂O + 4NН₄NO₃  [Ag(NH₃)₂]ОН + H₂O

аммиачный раствор

оксида серебра

алканы с аммиачным раствором оксида серебра не реагируют.

Алкены и алкины с аммиачным раствором оксида серебра реагируют по механизму нуклеофильного замещения (sn).

СН  СН + 2[Ag(NH₃)₂]ОН  Ag–С  С–Ag + 4NH₃ + 2H₂O

ацетиленид

серебра

СН = СН + 2[Ag(NH₃)₂]ОН  Ag–С = С–Ag + 4NH₃ + 2H₂O

Внимание!!!! В большинстве учебников отмечается, что эта реакция характерна лишь для алкинов с концевой тройной связью.