Алкены: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Retimuko (обсуждение | вклад) стиль |
Нет описания правки |
||
(не показана 41 промежуточная версия 25 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{перенаправление|Алкен}} |
{{перенаправление|Алкен}} |
||
{{Не путать|[[Алканы|алканами]]}} |
|||
[[Файл:Ethylene 3D.png|200px|thumb|Пространственная структура этилена.]] |
[[Файл:Ethylene 3D.png|200px|thumb|Пространственная структура этилена.]] |
||
'''Алке́ны''' ('' |
'''Алке́ны''' (''этиле́новые углеводоро́ды'') — [[Алифатические соединения#Ациклические соединения|ациклические]] [[Непредельные углеводороды|непредельные]] [[углеводороды]], содержащие одну [[Двойная связь (химия)|двойную связь]] между атомами [[углерод]]а, образующие [[гомологический ряд]] с общей формулой '''C<sub>n</sub>H<sub>2n</sub>'''. |
||
Простейшим алкеном является [[этилен]] (C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>). |
|||
По номенклатуре [[IUPAC]] названия алкенов образуются от названий соответствующих [[Алканы|алканов]] заменой суффикса «-ан» на «-ен»; положение двойной связи указывается арабской цифрой. |
|||
Простейшим алкеном является [[этилен]] (C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>). Атомы углерода при двойной связи алкенов находятся в состоянии [[Гибридизация орбиталей#sp2-гибридизация|sp<sup>2</sup>-гибридизации]] и имеют [[валентный угол]] 120°. |
|||
Углеводородные радикалы, образованные от алкенов, имеют суффикс '''«-енил»'''. |
|||
Тривиальные названия: '''CH<sub>2</sub>=CH—''' ''«винил»'', '''CH<sub>2</sub>=CH—CH<sub>2</sub>—''' ''«аллил»''. |
|||
По номенклатуре [[Международный союз теоретической и прикладной химии|ИЮПАК]] для алкенов с линейной (неразветвленной) углеродной цепью название может быть образовано от названия [[Алканы|алкана]] с тем же числом атомов [[Углерод|углерода]] путем заменой суффикса ''«-ан» на «-ен»'' с указанием при нем положения двойной связи в углеродной цепи<ref>{{Книга|ссылка=https://iupac.qmul.ac.uk/BlueBook/P1.html|заглавие=Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013. Chapter P-15.1.7.2.2|ответственный=Henri A. Favre, Warren H. Powell, International Union of Pure and Applied Chemistry|год=2014|язык=en|место=Cambridge|издательство=Royal Soc. of Chemistry [u.a.]|страниц=1568|isbn=978-0-85404-182-4|access-date=2024-02-04|archive-date=2024-02-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20240214165148/https://iupac.qmul.ac.uk/BlueBook/P1.html|url-status=live}}</ref>. Например: CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>3</sub> – бутен-1.{{переход|Номенклатура}} |
|||
== Гомологический ряд и изомерия == |
== Гомологический ряд и изомерия == |
||
Алкены, число атомов углерода в которых больше двух, (то есть кроме этилена) имеют [[изомер]]ы. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая. Например, единственным изомером [[пропилен]]а является [[циклопропан]] (C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>) по межклассовой изомерии. Начиная с [[бутилен]]а, существуют изомеры по положению двойной связи (бутен-1 и бутен-2), по углеродному скелету (изобутилен или метилпропилен) и [[геометрические изомеры]] (цис-бутен-2 и транс-бутен-2). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров |
Алкены, число атомов углерода в которых больше двух, (то есть кроме этилена) имеют свои [[изомер]]ы. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая. Например, единственным изомером [[пропилен]]а является [[циклопропан]] (C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>) по межклассовой изомерии. Начиная с [[бутилен]]а, существуют изомеры по положению двойной связи (бутен-1 и бутен-2), по углеродному скелету (изобутилен или метилпропилен) и [[геометрические изомеры]] (цис-бутен-2 и транс-бутен-2). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров возрастает в геометрической прогрессии. |
||
[[Файл:alkenes-rus.png]] |
[[Файл:alkenes-rus.png]] |
||
Гомологический ряд алкенов: |
|||
{| class=standard cellpadding=2 |
{| class=standard cellpadding=2 |
||
| [[этилен| |
| [[этилен|Этен]] ([[этилен]]) || C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Пропен]] ([[пропилен]]) || C<sub>3</sub>H<sub>6</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Бутен]] ([[бутилен]]) || C<sub>4</sub>H<sub>8</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Пентен]] || C<sub>5</sub>H<sub>10</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Гексены|Гексен]] || C<sub>6</sub>H<sub>12</sub> |
||
|- |
|- |
||
| |
| {{iw|Гептен||en|Heptene}} || C<sub>7</sub>H<sub>14</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Октен]] || C<sub>8</sub>H<sub>16</sub> |
||
|- |
|- |
||
| |
| {{iw|Нонен (химия)|Нонен|en|Nonene}} || C<sub>9</sub>H<sub>18</sub> |
||
|- |
|- |
||
| [[ |
| [[Децен-1|Децен]] || C<sub>10</sub>H<sub>20</sub> |
||
|} |
|} |
||
Алкены могут существовать в виде пространственных или [[геометрическая изомерия|геометрических |
Алкены могут существовать в виде '''пространственных''' или '''[[геометрическая изомерия|геометрических]]''' изомеров. |
||
Различают: |
Различают: |
||
Строка 44: | Строка 45: | ||
[[Файл:ezisomers.png|650 px]] |
[[Файл:ezisomers.png|650 px]] |
||
== Номенклатура{{якорь|Номенклатура}} == |
|||
Согласно номенклатуре [[IUPAC]], названия алкенов образуют добавлением суффикса «''-ен''» к основе названия, отражающей количество атомов углерода в основной углеродной цепи. Положение двойной связи в углеродной цепи обозначается арабскими цифрами после основы и перед суффиксом ''«-ен»'' в англоязычных названиях и после суффикса ''«-ен»'' – в русскоязычных. Названия углеводородных заместителей при основной углеродной цепи указываются в приставочной части названия. Например, CH<sub>2</sub>=C(CH<sub>3</sub>)-CH(CH<sub>3</sub>)-CH<sub>3</sub> ''«2,3-диметилбутен-1» .'' |
|||
Углеводородные радикалы (заместители), образованные от алкенов, имеют комбинированный суффикс '''«-ени́л»''', (например,''«бут-3-ен-1-ил»'' для CH<sub>2</sub>=CH–CH<sub>2</sub>–CH<sub>2</sub>—). Допустимыми являются два тривиальных названия: CH<sub>2</sub>=CH— ''«вини́л»'' и CH<sub>2</sub>=CH–CH<sub>2</sub>— ''«алли́л»''. |
|||
== Электронное строение двойной связи == |
== Электронное строение двойной связи == |
||
В соответствии с [[Гибридизация (химия)|теорией гибридизации]] двойная связь образуется за счёт перекрывания вдоль линии связи '''С-С''' ''sp |
В соответствии с [[Гибридизация (химия)|теорией гибридизации]] двойная связь образуется за счёт перекрывания вдоль линии связи '''С-С''' ''sp<sup>2</sup>''-гибридных орбиталей атомов углерода (''σ''-связь) и бокового перекрывания углеродных ''p''-орбиталей (''π''-связь). |
||
[[Файл:Liaison pi.svg|thumb|380 px|Схема образования связей в молекуле этилена]] |
[[Файл:Liaison pi.svg|thumb|380 px|Схема образования связей в молекуле этилена]] |
||
В состоянии ''sp |
В состоянии '''sp<sup>2</sup>-гибридизации''' электронное состояние атома углерода можно представить следующим образом: |
||
<math> |
<math> |
||
Строка 68: | Строка 74: | ||
Первый потенциал ионизации этилена составляет 10,51 эВ<ref name="mazalov">{{cite web| author =Мазалов Л.Н.| authorlink =| datepublished =2002-10-17| url =http://jsc.che.nsk.su/jsc_rus/2003-t44/n1/Mazalov1.htm| title =Электронно-структурные факторы в экстракции| format =| work =Журнал структурной химии| publisher =ИНХ СО РАН| accessdate =2009-07-24| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20080920015723/http://jsc.che.nsk.su/jsc_rus/2003-t44/n1/Mazalov1.htm| archivedate =2008-09-20| deadlink =yes}}</ref>, что позволяет электрону относительно легко уходить (электрофильное взаимодействие) с высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО). |
Первый потенциал ионизации этилена составляет 10,51 эВ<ref name="mazalov">{{cite web| author =Мазалов Л.Н.| authorlink =| datepublished =2002-10-17| url =http://jsc.che.nsk.su/jsc_rus/2003-t44/n1/Mazalov1.htm| title =Электронно-структурные факторы в экстракции| format =| work =Журнал структурной химии| publisher =ИНХ СО РАН| accessdate =2009-07-24| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20080920015723/http://jsc.che.nsk.su/jsc_rus/2003-t44/n1/Mazalov1.htm| archivedate =2008-09-20| deadlink =yes}}</ref>, что позволяет электрону относительно легко уходить (электрофильное взаимодействие) с высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО). |
||
В то же время, низшая связывающая молекулярная орбиталь (НСМО) этилена имеет достаточно низкую энергию: −1, |
В то же время, низшая связывающая молекулярная орбиталь (НСМО) этилена имеет достаточно низкую энергию: −1,6—1,8 эВ, что объясняет относительную лёгкость присоединения электрона с образованием аниона<ref name="mazalov" /> (нуклеофильное взаимодействие). |
||
Добавление метильного заместителя снижает потенциал ионизации ''π''- |
Добавление метильного заместителя снижает потенциал ионизации ''π''-электронов примерно на 0,6—0,8 эВ и повышает энергию НСМО на 0,2 эВ, а ВЗМО на 0,7 эВ<ref name="mazalov" />. |
||
== История открытия == |
== История открытия == |
||
Впервые этилен был получен в [[1669 год]]у немецким |
Впервые этилен был получен в [[1669 год]]у [[Германия|немецким]] [[химик]]ом и [[врач]]ом [[Бехер, Иоганн Иоахим|И. И. Бехером]] действием [[серная кислота|серной кислоты]] на [[этиловый спирт]]. Учёный установил, что его «воздух» более химически активен, чем метан, однако идентифицировать полученный газ он не смог и названия ему не присвоил<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://home.uic.tula.ru/~zanchem/ufackt/sluch/sl2.htm| title =Случайные открытия. Этилен| format =| work =Занимательная химия| publisher =| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| deadlink =404| archiveurl =https://web.archive.org/web/20070519040457/http://home.uic.tula.ru/~zanchem/ufackt/sluch/sl2.htm| archivedate =2007-05-19}} |
||
</ref>. |
</ref>. |
||
Вторично и тем же способом «воздух Бехера» был получен и описан голландскими химиками Дейманом, Потс-ван-Трооствиком, Бондом и Лауверенбургом в [[1795 год]]у. Они назвали его «маслородным газом» так как при взаимодействии с |
Вторично и тем же способом «воздух Бехера» был получен и описан [[Голландия|голландскими]] химиками {{iw|Ян Рудольф Дейман|Я.Р. Дейманом|en|Jan Rudolph Deiman}}, Потс-ван-Трооствиком, Бондом и Лауверенбургом в [[1795 год]]у. Они назвали его «маслородным газом» так как при взаимодействии с [[хлор]]ом, он образовывал маслянистую жидкость — [[1,2-Дихлорэтан|дихлорэтан]] (об этом стало известно позднее). По-французски «маслородный» — ''oléfiant''. [[Франция|Французский]] химик [[Фуркруа, Антуан де|Антуан Фуркруа]] ввёл этот термин в практику, а когда были обнаружены другие углеводороды такого же типа, это название стало общим для всего класса олефинов (или, по современной номенклатуре, алкенов)<ref>{{cite web |
||
| |
|author = |
||
| |
|authorlink = |
||
| |
|datepublished = |
||
| |
|url = http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/53bd0cec-afd6-4062-9f91-f8c44f770dc7/006.pdf |
||
| |
|title = Открытие этилена |
||
| |
|format = pdf |
||
| |
|work = Открытия в органической химии и биохимии |
||
| |
|publisher = Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов |
||
| |
|accessdate = 2009-07-22 |
||
| |
|lang = |
||
| |
|description = |
||
|archive-date = 2013-06-02 |
|||
}} |
|||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20130602030526/http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/53bd0cec-afd6-4062-9f91-f8c44f770dc7/006.pdf |
|||
</ref>. |
|||
|deadlink = no |
|||
}}</ref>. |
|||
В начале XIX века французский химик [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Ж. Гей-Люссак]] обнаружил, что этанол состоит из «маслородного» газа и воды. Этот же газ он обнаружил и в хлористом этиле<ref name="old"> |
В начале XIX века французский химик [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Ж. Гей-Люссак]] обнаружил, что этанол состоит из «маслородного» газа и воды. Этот же газ он обнаружил и в хлористом этиле<ref name="old"> |
||
Строка 115: | Строка 123: | ||
|заглавие = История химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по хим. и биол. спец |
|заглавие = История химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по хим. и биол. спец |
||
|оригинал = |
|оригинал = |
||
|ссылка = |
|ссылка = https://archive.org/details/libgen_00853863 |
||
|ответственный = |
|ответственный = |
||
|издание = |
|издание = |
||
Строка 122: | Строка 130: | ||
|год = 1979 |
|год = 1979 |
||
|том = |
|том = |
||
|страницы = 102 |
|страницы = [https://archive.org/details/libgen_00853863/page/n100 102] |
||
|страниц = |
|страниц = |
||
|серия = |
|серия = |
||
Строка 131: | Строка 139: | ||
Определив, что этилен состоит из [[водород]]а и [[углерод]]а, долгое время химики не могли выписать его настоящую формулу. В [[1848 год]]у [[Кольбе, Адольф Вильгельм Герман|Кольбе]] писал формулу этилена как '''С<sub>4</sub>Н<sub>4</sub>''', этого же мнения придерживался и [[Либих, Юстус|Либих]]. [[Дюма, Жан Батист|Ж. Дюма]] правильно определил состав вещества, но его структура по-прежнему была описана неверно: '''С<sub>2</sub>НН<sub>3</sub>'''<ref name="old" />. |
Определив, что этилен состоит из [[водород]]а и [[углерод]]а, долгое время химики не могли выписать его настоящую формулу. В [[1848 год]]у [[Кольбе, Адольф Вильгельм Герман|Кольбе]] писал формулу этилена как '''С<sub>4</sub>Н<sub>4</sub>''', этого же мнения придерживался и [[Либих, Юстус|Либих]]. [[Дюма, Жан Батист|Ж. Дюма]] правильно определил состав вещества, но его структура по-прежнему была описана неверно: '''С<sub>2</sub>НН<sub>3</sub>'''<ref name="old" />. |
||
В [[1862 год]]у немецкий химик-органик [[Эрленмейер, Эмиль|Э.Эрленмейер]] предположил наличие в молекуле этилена двойной связи, а в [[1870 год]]у известный российский учёный [[Бутлеров, Александр Михайлович|А. М. Бутлеров]] признал эту точку зрения правильной, подтвердив её природу экспериментально<ref> |
В [[1862 год]]у немецкий химик-органик [[Эрленмейер, Эмиль|Э. Эрленмейер]] предположил наличие в молекуле этилена двойной связи, а в [[1870 год]]у известный российский учёный [[Бутлеров, Александр Михайлович|А. М. Бутлеров]] признал эту точку зрения правильной, подтвердив её природу экспериментально<ref> |
||
{{книга |
{{книга |
||
|автор = Соловьев Ю. И. |
|автор = Соловьев Ю. И. |
||
Строка 156: | Строка 164: | ||
Один из немногих природных алкенов — [[мускалур]] (''цис''- трикозен-9) является [[феромоны|половым аттрактантом]] самки [[муха домашняя|домашней мухи]] (''Musca domestica''). |
Один из немногих природных алкенов — [[мускалур]] (''цис''- трикозен-9) является [[феромоны|половым аттрактантом]] самки [[муха домашняя|домашней мухи]] (''Musca domestica''). |
||
[[Файл: |
[[Файл:(Z)-9-tricosene.svg|Мускалур]] |
||
Низшие алкены в высоких концентрациях обладают [[наркоз|наркотическим эффектом]]. Высшие члены ряда также вызывают судороги и раздражение слизистых оболочек дыхательных путей<ref name="chemanalytica">{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/11_radioaktivnye_veshchestva_vrednye_veshchestva_gigienicheskie_normativy/5171| title =Вредные вещества. Непредельные углеводороды этиленового ряда (алкены)| format =| work =Новый справочник химика и технолога| publisher =Chemanalytica.com| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}}</ref>. |
Низшие алкены в высоких концентрациях обладают [[наркоз|наркотическим эффектом]]. Высшие члены ряда также вызывают судороги и раздражение слизистых оболочек дыхательных путей<ref name="chemanalytica">{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/11_radioaktivnye_veshchestva_vrednye_veshchestva_gigienicheskie_normativy/5171| title =Вредные вещества. Непредельные углеводороды этиленового ряда (алкены)| format =| work =Новый справочник химика и технолога| publisher =Chemanalytica.com| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2012-01-16| archive-url =https://web.archive.org/web/20120116225734/http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/11_radioaktivnye_veshchestva_vrednye_veshchestva_gigienicheskie_normativy/5171| deadlink =no}}</ref>. |
||
Отдельные представители: |
Отдельные представители алкенов : |
||
* [[Этилен]] — вызывает наркоз, обладает раздражающим и [[мутагены|мутагенным действием]]. |
* [[Этилен]] — вызывает наркоз, обладает раздражающим и [[мутагены|мутагенным действием]]. |
||
* [[Пропилен]] — вызывает наркоз (сильнее, чем этилен), оказывает общетоксическое и мутагенное действие. |
* [[Пропилен]] — вызывает наркоз (сильнее, чем этилен), оказывает [[Токсичность|общетоксическое]] и [[Мутагены|мутагенное]] действие, а его межклассовый изомер- циклопропан также используется в качестве наркоза. |
||
* [[Бутилен|Бутен-2]] — вызывает наркоз, обладает раздражающим действием<ref name="chemanalytica" />. |
* [[Бутилен|Бутен-2]] — вызывает наркоз, обладает раздражающим действием<ref name="chemanalytica" />. |
||
Строка 170: | Строка 178: | ||
{| class="standard" style="text-align:center" |
{| class="standard" style="text-align:center" |
||
! colspan=6|Физические свойства алкенов<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemistry.narod.ru/razdeli/Organic/alkens.htm| title =Непредельные, или ненасыщенные, углеводороды ряда этилена (алкены)| format =| work =Органическая химия| publisher =Chemistry.narod.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20130528082421/http://www.chemistry.narod.ru/razdeli/Organic/alkens.htm| archivedate =2013-05-28}} |
! colspan=6|Физические свойства алкенов.<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemistry.narod.ru/razdeli/Organic/alkens.htm| title =Непредельные, или ненасыщенные, углеводороды ряда этилена (алкены)| format =| work =Органическая химия| publisher =Chemistry.narod.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20130528082421/http://www.chemistry.narod.ru/razdeli/Organic/alkens.htm| archivedate =2013-05-28}} |
||
</ref> |
</ref> |
||
|- |
|- |
||
Строка 191: | Строка 199: | ||
| 8 ||[[Гексен-1]]|| CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH<sub>3</sub>|| −139,8 || 63,5 || 0,6730 |
| 8 ||[[Гексен-1]]|| CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH<sub>2</sub>-CH<sub>3</sub>|| −139,8 || 63,5 || 0,6730 |
||
|- |
|- |
||
| 9 || |
| 9 || {{iw|Гептен|Гептен-1|en|Heptene}} || С<sub>7</sub>H<sub>14</sub> || −119,0 || 93,6 || 0,6970 |
||
|- |
|- |
||
| 10 || [[Октен|Октен-1]] || С<sub>8</sub>H<sub>16</sub> || −101,7 || 121,3 || 0,7140 |
| 10 || [[Октен|Октен-1]] || С<sub>8</sub>H<sub>16</sub> || −101,7 || 121,3 || 0,7140 |
||
|- |
|- |
||
| … || |
| … || Гептадецен<ref>Свойства органических соединений. Справочник. / Под. ред. А. А. Потехина. Л. Химия. — 1984. — 520 с.</ref> || С<sub>17</sub>H<sub>34</sub> || 4,1 || 284,4 || 0,7811 |
||
|- |
|- |
||
|} |
|} |
||
Строка 201: | Строка 209: | ||
<sub>* Значения измерены при температуре кипения.</sub> |
<sub>* Значения измерены при температуре кипения.</sub> |
||
== Методы получения алкенов == |
|||
Основным ''промышленным методом'' получения алкенов является каталитический и высокотемпературный [[крекинг]] [[углеводороды|углеводородов]] [[нефть|нефти]] и [[природный газ|природного газа]]. Для производства низших алкенов используют также реакцию [[реакция дегидратации|дегидратации]] соответствующих [[спирты|спиртов]]. |
|||
В ''лабораторной практике'' обычно применяют метод дегидратации спиртов в присутствии сильных минеральных кислот<ref name="traven" />, дегидрогалогенирование и дегалогенирование соответствующих галогенпроизводных; синтезы Гофмана, Чугаева, Виттига и Коупа<ref> |
|||
{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Олефины |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 3 |
|||
|страницы = 737—740 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. |
|||
Подробнее — см. соответствующие разделы ниже. |
|||
=== Дегидрирование алканов === |
|||
Это один из промышленных способов получения алкенов<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/u253.htm| title =Дегидрирование алканов (раздел 2.5.3.)| format =| work =Интерактивный мультимедиа учебник "Органическая химия"| publisher =Самарский ГУ, Кафедра органической, биорганической и медицинской химии| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20111028222757/http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/u253.htm| archivedate =2011-10-28| deadlink =yes}}</ref><ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemistry.narod.ru/razdeli/neftechemistry/21.htm| title =Алкены и алкадиены из алканов| format =| work =Нефтехимия| publisher =Chemistry.narod.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20091016182638/http://chemistry.narod.ru/razdeli/neftechemistry/21.htm| archivedate =2009-10-16| deadlink =yes}}</ref>. Температура: 350—450 °C, катализатор — [[оксид хрома(III)|Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]. Также используются алюмомолибденовые и алюмоплатиновые [[катализатор]]ы<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Катализаторы дегидрирования |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 2 |
|||
|страницы = 670—671 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. Для получения транс-алкенов используют MOH/EtOH, для цис-производных NaNH<sub>2</sub>/NH<sub>3</sub> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH_3}\rightarrow\mathsf{CH_2\!\!=\!\!CH_2+H_2}</math> |
|||
<math>\mathsf{(CH_3)_2CH\!\!-\!CH_3 }\rightarrow\mathsf{(CH_3)_2C\!\!=\!\!CH_2 + H_2}</math> |
|||
=== Дегидрогалогенирование и дегалогенирование алканов === |
|||
Отщепление галогенов у дигалогеналканов происходит в присутствии [[цинк]]а<ref name="neyland"> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Нейланд О. Я. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Органическая химия: Учеб. для хим. вузов |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Высшая школа» |
|||
|год = 1990 |
|||
|том = |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = 750 |
|||
|серия = |
|||
|isbn = 5-06-001471-1 |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CHCl\!\!-\!\!CH_2Cl + Zn}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+ZnCl_2}</math> |
|||
Дегидрогалогенирование проводят при нагревании действием спиртовыми растворами щелочей<ref> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Матьё Ж., Панико Р., Вейль-Рейналь Ж. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Изменение и введение функций в органическом синтезе |
|||
|оригинал = L'amenagement fonctionnel en synthese organique |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Перевод с французского С.С. Юфита |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Мир» |
|||
|год = 1980 |
|||
|том = |
|||
|страницы = 169 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CHBr\!\!-\!\!CH_3+C_2H_5ONa}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+NaBr+ C_2H_5OH}</math> |
|||
При отщеплении [[Галогеноводороды|галогенводорода]] образуется смесь [[изомеры|изомеров]], преобладающий из которых определяется ''[[правило Зайцева|правилом Зайцева]]'': отщепление протона происходит от менее гидрогенизированного атома углерода. |
|||
=== Дегидратация спиртов === |
|||
Дегидратацию спиртов ведут при повышенной температуре бани в присутствии сильных минеральных кислот<ref name="neyland" />: |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OH) \!\!-\!\!CH_3+H_2SO_4}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OSO_3H) \!\!-\!\!CH_3+H_2O}</math> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OSO_3H) \!\!-\!\!CH_3}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+H_2SO_4}</math> |
|||
В современной практике алкены из вторичных и третичных спиртов также получают с использованием дегидратирующего реагента — [[Реактив Бёрджесса|реагента Бёрджесса]]<ref name="li" />: |
|||
[[Файл:Burgessreaction.png|600 px|Использование реагента Бёрджесса]] |
|||
=== Гидрирование алкинов === |
|||
Частичное гидрирование [[алкины|алкинов]] требует специальных условий и наличие катализатора (например, дезактивированного [[палладий|палладия]] — [[катализатор Линдлара|катализатора Линдлара]])<ref name="neyland" />: |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!C}\!\!\equiv\!\!\mathsf{C\!\!-\!\!CH_3+H_2}\ \xrightarrow{Pd/Pb(CH_3COO)_2} \ \mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_3}</math> <sub>(''цис''-изомер)</sub> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!C}\!\!\equiv\!\!\mathsf{C\!\!-\!\!CH_3+2Na+2NH_3}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_3}</math> <sub>(''транс''-изомер)</sub> <math>\mathsf{+2NaNH_2}</math> |
|||
=== Реакция Виттига === |
|||
[[Реакция Виттига]] — стереоселективный синтез алкенов взаимодействием карбонильных соединений и алкилиденфосфоранов (илидов фосфониевых солей)<ref name="kerry"> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Керри Ф, Сандберг Р. |
|||
|часть = Книга первая. Структура и механизмы |
|||
|заглавие = Углубленный курс органической химии |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Пер. с англ., под редакцией проф. В.М.Потапова |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = Химия |
|||
|год = 1981 |
|||
|том = |
|||
|страницы = 54—59 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{(C_6H_5)_3P+CH_3Br}\rightarrow\mathsf{[(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_3]Br }</math> |
|||
<math>\mathsf{[(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_3]Br+C_6H_5Li}\rightarrow\mathsf{(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_2\!\!:+}\mathsf{C_6H_6+LiBr}</math> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CO\!\!-\!\!CH_3 + (C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_2\!\!:}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!- |
|||
\!\!C(CH_3) \!\!=\!\!CH_2+(C_6H_5)_3P\!\!=\!\!O}</math> |
|||
Для превращения солей фосфония в [[илиды]] используются [[бутиллитий]], гидрид, амид или алкоголят натрия, а также некоторые другие сильные основания. |
|||
В реакцию могут вступать самые различные карбонильные соединения, среди которых ароматические и алифатические [[альдегиды]] и [[кетоны]], в том числе содержащие двойные и тройные связи и различные [[функциональные группы]]. |
|||
В лабораторной практике часто используют более современную модификацию ([[1959 год]]) реакции Виттига — [[Именные реакции в органической химии#реакция Хорнера|реакцию Хорнера-Уодсворта-Эммонса]]<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Хорнера реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 5 |
|||
|страницы = 606—607 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Horner-Wadsworth-Emmons Reaction Example.png|350px|Хорнера-Уодсворта-Эммонса]] |
|||
Преимущество использования фосфонатов заключается в том, что образующиеся в ходе реакции фосфаты легко отмываются водой. Кроме того, реакция позволяет избирать оптическое направление элиминирования, получая на выходе ''транс''- (термодинамический контроль) или ''цис''-изомеры (кинетический контроль)<ref name="li" />. |
|||
=== Реакция Кнёвенагеля === |
|||
[[Реакция Кнёвенагеля]] — [[конденсация (химия)|конденсация]] альдегидов или кетонов с соединениями, содержащими активную CH<sub>2</sub>-группу<ref name="li" />: |
|||
[[Файл:Knvreaction.png|600 px|Реакция Кнёвенагеля]] |
|||
Реакция имеет очень широкий диапазон применения, при этом помимо эфиров малоновой кислоты, в реакцию могут вступать и другие соединения, например: CH<sub>3</sub>CN, CH<sub>3</sub>NO<sub>2</sub>, LiCH<sub>2</sub>COOC<sub>2</sub>H<sub>5</sub> и пр.<ref name="march" />. |
|||
=== Реакция Чугаева === |
|||
[[Реакция Чугаева]] — взаимодействие спиртов с [[сероуглерод|CS<sub>2</sub>]] и [[гидроксид натрия|NaOH]] с последующим метилированием и дальнейшим пиролизом образовавшихся [[Ксантогенаты|S-метилксантогенатов]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name05.html| title =Реакция Чугаева| format =| work =Именные органические реакции| publisher =Иркутский государственный университет. Химический факультет| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20110419203050/http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name05.html| archivedate =2011-04-19| deadlink =yes}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OH+CS_2+NaOH}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OC(S)\!\!-\!\!SNa+H_2O}</math> |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OC(S)\!\!-\!\!SNa}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+COS+NaHS}</math> |
|||
=== Реакция Гофмана === |
|||
[[Реакция Гофмана|Исчерпывающее метилирование по Гофману]] — разложение четвертичных аммониевых оснований на алкен, третичный амин и воду<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Аммониевые соединения |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 1 |
|||
|страницы = 278—280 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{(C_2H_5)_4N^+OH^-}\rightarrow\mathsf{CH_2\!\!=\!\!CH_2+(C_2H_5)_3N+H_2O}</math> |
|||
На первой стадии реакции действием метилиодида амин превращают в четвертичный аммонийиодид, который далее переводят в гидроксид действием оксида серебра, наконец, последний этап — разложение — ведут при 100—200 °C, часто при пониженном давлении<ref name="march4" />. |
|||
Элиминирование по Гофману приводит к образованию наименее замещенных алкенов (против правила Зайцева). |
|||
Метод используется, в основном, для получения некоторых циклических алкенов и в химии [[алкалоиды|алкалоидов]]<ref name="march4">{{книга |
|||
|автор = Марч Дж. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах |
|||
|оригинал = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = Мир |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 4 |
|||
|страницы = 49—53 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. |
|||
=== Реакция Коупа === |
|||
[[Реакция Коупа]] — разложение N-окисей третичных аминов<ref name="march4" />: |
|||
[[Файл:Cope-Eliminierung.svg|700px|Реакция Коупа]] |
|||
=== Прочие методы синтеза === |
|||
==== Реакция Бурда ==== |
|||
[[Реакция Бурда]] — элиминирование [[бром]]а и этоксигруппы из бромалкилэтиловых эфиров под действием цинковой пыли<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name04.html| title =Реакция Бурда| format =| work =Именные органические реакции| publisher =Иркутский государственный университет. Химический факультет| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20130410015503/http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name04.html| archivedate =2013-04-10| deadlink =yes}}</ref>: |
|||
[[Файл:Boordreaction.png|270 px|Реакция Бурда]] |
|||
==== Синтез из тозилгидразонов ==== |
|||
Алкены можно получить разложением тозилгидразонов под действием оснований ([[Реакция Бэмфорда-Стивенса]] и [[Реакция Шапиро]])<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Бэмфорда-Стивенса реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 1 |
|||
|страницы = 658 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Bamford-stevensreaction.png|600 px|Синтез алкенов из толилгидразонов]] |
|||
Реакция Бэмфорда-Стивенса и Реакция Шапиро протекают по одинаковому механизму. |
|||
В первом случае используются [[натрий]], метилат натрия, гидриды лития или натрия, амид натрия и т. п. Во втором: аллкиллитий и [[реактивы Гриньяра]]. |
|||
В реакция Бэмфорда-Стивенса образуются более замещенные, а в реакция Шапиро — наименее замещенные алкены<ref>{{cite web| author =Дядченко В.П., Андресюк А.Н, Белоглазкина Е.К., Брусова Г.П.| authorlink =| datepublished =2003| url =http://www.chem.msu.ru/rus/teaching/brusova1/part7.html| title =Использование защитных групп в синтезе| format =| work =Планирование многостадийных синтезов| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-25| lang =| description =}}</ref>. |
|||
==== Реакция Перкина ==== |
|||
[[Реакция Перкина]] — взаимодействие ароматических альдегидов с ангидридами карбоновых кислот в присутствии катализаторов основного характера (щелочных солей карбоновых кислот, третичных аминов и т. п.)<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Перкина реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 3 |
|||
|страницы = 965—966 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Perkin Reaction Scheme.png|800px|Реакция Перкина]] |
|||
Последующим [[декарбоксилирование]]м образующейся кислоты можно получить соответствующий алкен. |
|||
==== Синтез Кори-Винтера ==== |
|||
[[Файл:Corey-Winter-Fragmentierung.png|450px|Синтез Кори-Винтера]] |
|||
==== Олефинирование Жюлиа-Лижо ==== |
|||
[[Файл:Juila Olefination Scheme.png|500px|Олефинирование Жюлиа-Лижо]] |
|||
== Химические свойства == |
== Химические свойства == |
||
Строка 543: | Строка 256: | ||
[[Файл:HBr-addition.png|350px]] |
[[Файл:HBr-addition.png|350px]] |
||
[[Файл:HBr- |
[[Файл:HBr-addition.svg|420px|Присоединение HBr]] |
||
Однако в присутствии перекисей присоединение происходит преимущественно против этого правила ([[эффект Хараша]])<ref name="traven" />: |
Однако в присутствии перекисей присоединение происходит преимущественно против этого правила ([[эффект Хараша]])<ref name="traven" />: |
||
Строка 553: | Строка 266: | ||
[[Файл:Adrhbr.png|650px|Присоединение HBr по радикальному мехнаизму]] |
[[Файл:Adrhbr.png|650px|Присоединение HBr по радикальному мехнаизму]] |
||
==== |
==== {{iw|Гидроборирование||en|Hydroboration}} ==== |
||
Присоединение [[Бороводороды|гидридов бора]] к алкенам и последующее их расщепление в щелочной среде, открытое [[Браун, Герберт Чарлз|Г. Брауном]] в [[1958 год]]у, является столь важной реакцией, что за её обнаружение и изучение в [[1979 год]]у учёный был удостоен [[Нобелевская премия по химии|Нобелевской премии по химии]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1979/| title =The Nobel Prize in Chemistry 1979| format =| work =Nobel Prize in Chemistry| publisher =The Official Web Site of the Nobel Foundation| accessdate =2009-07-25| lang =en| description =| archiveurl =https://www.webcitation.org/618JsiClG?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1979/| archivedate =2011-08-22}}</ref>. |
Присоединение [[Бороводороды|гидридов бора]] к алкенам и последующее их расщепление в щелочной среде, открытое [[Браун, Герберт Чарлз|Г. Брауном]] в [[1958 год]]у, является столь важной реакцией, что за её обнаружение и изучение в [[1979 год]]у учёный был удостоен [[Нобелевская премия по химии|Нобелевской премии по химии]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1979/| title =The Nobel Prize in Chemistry 1979| format =| work =Nobel Prize in Chemistry| publisher =The Official Web Site of the Nobel Foundation| accessdate =2009-07-25| lang =en| description =| archiveurl =https://www.webcitation.org/618JsiClG?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1979/| archivedate =2011-08-22}}</ref>. |
||
Строка 560: | Строка 273: | ||
[[Файл:Boraneaddition.png|600 px|Присоединение борана к алкенам]] |
[[Файл:Boraneaddition.png|600 px|Присоединение борана к алкенам]] |
||
В синтезе |
В синтезе обычно используется не сам [[диборан]], а его донорно-акцепторный комплекс с простым эфиром: |
||
[[Файл:Boraneaddition2.png|300 px|Образование ДАК]] |
[[Файл:Boraneaddition2.png|300 px|Образование ДАК]] |
||
Строка 677: | Строка 390: | ||
}}</ref>. |
}}</ref>. |
||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+HCl}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\! |
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+HCl}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2Cl\!\!-\!\!CH_3} </math> по правилу Марковникова. |
||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+COCl_2}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CHCl\!\!-\!\!CH_2COCl}</math> |
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+COCl_2}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CHCl\!\!-\!\!CH_2COCl}</math> |
||
Строка 690: | Строка 403: | ||
=== Реакции присоединения карбенов === |
=== Реакции присоединения карбенов === |
||
[[Карбены]] CR<sub>2</sub>: — высокореакционные короткоживущие частицы, которые способны легко присоединяться к двойной связи алкенов<ref>{{cite web| author =Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken2/alken2(4).html| title =Карбены и карбеноиды (раздел 4.7.)| format =| work =Алкены (часть II)| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
[[Карбены]] CR<sub>2</sub>: — высокореакционные короткоживущие частицы, которые способны легко присоединяться к двойной связи алкенов<ref>{{cite web| author =Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken2/alken2(4).html| title =Карбены и карбеноиды (раздел 4.7.)| format =| work =Алкены (часть II)| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2011-12-05| archive-url =https://web.archive.org/web/20111205054036/http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken2/alken2(4).html| deadlink =no}}</ref>. В результате реакции присоединения карбена образуются производные [[циклопропан]]а: |
||
</ref>. В результате реакции присоединения карбена образуются производные [[циклопропан]]а: |
|||
[[Файл: |
[[Файл:Carbene addition.svg|350 px]] |
||
Карбены в более характерном для них [[синглетное состояние|синглетном состоянии]], вступая в реакцию, дают стереоспецифичные продукты ''син''-присоединения<ref name="march" />. |
Карбены в более характерном для них [[синглетное состояние|синглетном состоянии]], вступая в реакцию, дают стереоспецифичные продукты ''син''-присоединения<ref name="march" />. |
||
Строка 720: | Строка 432: | ||
}}</ref>. |
}}</ref>. |
||
В лабораторной практике часто пользуются |
В лабораторной практике часто пользуются {{iw|реакция Симмонса — Смита|реакцией Симмонса — Смита|en|Simmons–Smith reaction}}<ref name="li">{{книга |
||
|автор = Ли Дж. |
|автор = Ли Дж. |
||
|часть = |
|часть = |
||
Строка 739: | Строка 451: | ||
}}</ref>: |
}}</ref>: |
||
[[Файл:Simmons-Smith reaction mechanism.png|700px|Реакция Симмонса |
[[Файл:Simmons-Smith reaction mechanism.png|700px|Реакция Симмонса — Смита]] |
||
Подробнее о методах получения карбенов см. статью '''[[Карбены]].''' |
Подробнее о методах получения карбенов см. статью '''[[Карбены]].''' |
||
=== Гидрирование (реакция Сабатье |
=== Гидрирование (реакция Сабатье — Сандеран) === |
||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!R'+H_2}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!R'}</math> |
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!R'+H_2}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!R'}</math> |
||
[[Гидрирование]] алкенов непосредственно [[водород]]ом происходит только в присутствии [[катализатор]]а. |
[[Гидрирование]] алкенов непосредственно [[водород]]ом происходит только в присутствии [[катализатор]]а. |
||
Гетерогенными катализаторами гидрирования служат [[платина]], [[палладий]], [[никель]] |
Гетерогенными катализаторами гидрирования служат [[платина]], [[палладий]], [[никель]] |
||
<ref name="alkene">{{cite web| author =Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken1/alken1(4-4.3a).html| title =Химические свойства алкенов (раздел 4.)| format =| work =Алкены (часть II)| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}}</ref>. |
<ref name="alkene">{{cite web| author =Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken1/alken1(4-4.3a).html| title =Химические свойства алкенов (раздел 4.)| format =| work =Алкены (часть II)| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2012-01-20| archive-url =https://web.archive.org/web/20120120012517/http://www.chem.msu.su/rus/teaching/alken1/alken1(4-4.3a).html| deadlink =no}}</ref>. |
||
Гидрирование можно проводить и в жидкой фазе с гомогенными катализаторами (например: [[катализатор Уилкинсона]] ((C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>P)<sub>3</sub>Rh Cl)<ref name="alkene" />. |
Гидрирование можно проводить и в жидкой фазе с гомогенными катализаторами (например: [[катализатор Уилкинсона]] ((C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>P)<sub>3</sub>Rh Cl)<ref name="alkene" />. |
||
В качестве реагентов гидрирования могут выступать |
В качестве реагентов гидрирования могут выступать {{iw|диимид||en|Diimide}} (NH=NH), [[диборан]] (B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>) и др<ref>{{книга |
||
|автор = Макквиллин Ф. Дж. |
|автор = Макквиллин Ф. Дж. |
||
|часть = |
|часть = |
||
Строка 779: | Строка 491: | ||
[[Реакции радикального замещения|Реакция носит радикальный характер]] и протекает аналогично хлорированию алканов. |
[[Реакции радикального замещения|Реакция носит радикальный характер]] и протекает аналогично хлорированию алканов. |
||
Аллильное бромирование обычно проводят [[N-Бромсукцинимид|N-бромсукцинимидом]] ([[реакция Воля |
Аллильное бромирование обычно проводят [[N-Бромсукцинимид|N-бромсукцинимидом]] ([[реакция Воля — Циглера]])<ref>{{книга |
||
|автор = |
|автор = |
||
|часть = Воля-Циглера реакция |
|часть = Воля-Циглера реакция |
||
Строка 798: | Строка 510: | ||
}}</ref> в присутствии перекиси бензоила в среде [[тетрахлорметан]]а или в бинарной смеси [[диметилсульфоксид]]а и воды<ref name="alkene" />: |
}}</ref> в присутствии перекиси бензоила в среде [[тетрахлорметан]]а или в бинарной смеси [[диметилсульфоксид]]а и воды<ref name="alkene" />: |
||
[[Файл:Suballil.png|550 px|Реакция Воля |
[[Файл:Suballil.png|550 px|Реакция Воля — Циглера]] |
||
=== Окисление === |
=== Окисление === |
||
Строка 877: | Строка 589: | ||
}}</ref>. |
}}</ref>. |
||
* |
* {{iw|Озонолиз||en|Ozonolysis}} в ''мягких условиях'': алкен окисляется до [[альдегиды|альдегидов]] (в случае монозамещённых вицинальных углеродов), [[кетоны|кетонов]] (в случае дизамещенных вицинальных углеродов) или смеси [[альдегиды|альдегида]] и [[кетоны|кетона]] (в случае три-замещенного у двойной связи алкена). |
||
На первой стадии происходит присоединение озона с образованием [[Органические озониды|озонида]]. Далее под действием восстановителя (например: [[цинк|Zn]] + [[уксусная кислота|CH<sub>3</sub>COOH]]) озонид разлагается: |
На первой стадии происходит присоединение озона с образованием [[Органические озониды|озонида]]. Далее под действием восстановителя (например: [[цинк|Zn]] + [[уксусная кислота|CH<sub>3</sub>COOH]]) озонид разлагается: |
||
Строка 885: | Строка 597: | ||
Если взять более сильный восстановитель, скажем — [[алюмогидрид лития]], продуктом реакции будут [[спирты]]. |
Если взять более сильный восстановитель, скажем — [[алюмогидрид лития]], продуктом реакции будут [[спирты]]. |
||
* |
* {{iw|Озонолиз||en|Ozonolysis}} в ''жёстких условиях'' — алкен окисляется до [[карбоновые кислоты|кислоты]]: |
||
<math>\mathsf{R'\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!R''+O_3}\rightarrow\mathsf{R'\!\!-\!\!COOH+R''\!\!-\!\! COOH +H_2O}</math> |
<math>\mathsf{R'\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!R''+O_3}\rightarrow\mathsf{R'\!\!-\!\!COOH+R''\!\!-\!\! COOH +H_2O}</math> |
||
В данном случае разложение озонида происходит под действием окислителей ([[пероксид водорода]], [[оксид серебра]], пероксикислоты и пр.<ref name="ozone" />). |
В данном случае разложение озонида происходит под действием окислителей ([[пероксид водорода]], [[Оксид серебра(I,III)|оксид серебра]], пероксикислоты и пр.<ref name="ozone" />). |
||
=== [[Карбонилирование|Реакция карбонилирования]] === |
=== [[Карбонилирование|Реакция карбонилирования]] === |
||
Строка 946: | Строка 658: | ||
Реакция оказалась настолько важной в области практической препаративной химии, что исследовательская группа [[Граббс, Роберт|Роберта Граббса]], разработавшая новый класс катализаторов (алкилиденовые комплексы рутения) метатезиса олефинов, получила в [[2005 год]]у [[Нобелевская премия по химии|Нобелевскую премию в области химии]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2005/| title =The Nobel Prize in Chemistry 2005| format =| work =Nobel Prize in Chemistry| publisher =The Official Web Site of the Nobel Foundation| accessdate =2009-07-22| lang =en| description =| archiveurl =https://www.webcitation.org/618JxXjhU?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2005/| archivedate =2011-08-22}} |
Реакция оказалась настолько важной в области практической препаративной химии, что исследовательская группа [[Граббс, Роберт|Роберта Граббса]], разработавшая новый класс катализаторов (алкилиденовые комплексы рутения) метатезиса олефинов, получила в [[2005 год]]у [[Нобелевская премия по химии|Нобелевскую премию в области химии]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2005/| title =The Nobel Prize in Chemistry 2005| format =| work =Nobel Prize in Chemistry| publisher =The Official Web Site of the Nobel Foundation| accessdate =2009-07-22| lang =en| description =| archiveurl =https://www.webcitation.org/618JxXjhU?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2005/| archivedate =2011-08-22}} |
||
</ref>. Эту премию также получили француз [[Шовен, Ив|Ив Шовен]] в [[1971 год]]у, предложивший карбеновую теорию механизма реакции метатезиса<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nauka.relis.ru/26/0512/nobel-ca.jpg#| title =Механизм реакции метатезиса| format =jpg| work =| publisher =Сайт журнала "Наука и жизнь"| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| deadlink =404}}{{Недоступная ссылка|date=Май 2018 |bot=InternetArchiveBot }} |
</ref>. Эту премию также получили француз [[Шовен, Ив|Ив Шовен]] в [[1971 год]]у, предложивший карбеновую теорию механизма реакции метатезиса<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://nauka.relis.ru/26/0512/nobel-ca.jpg#| title =Механизм реакции метатезиса| format =jpg| work =| publisher =Сайт журнала "Наука и жизнь"| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| deadlink =404}}{{Недоступная ссылка|date=Май 2018 |bot=InternetArchiveBot }} |
||
</ref>, и американец [[Шрок, Ричард|Ричард Шрок]], создавший в [[1990 год]]у первый металлорганический катализатор метатезиса алкенов<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =2005-10-05| url =http://www.lenta.ru/news/2005/10/05/nobel/| title =Нобелевскую премию по химии присудили Иву Шавену, Роберту Груббсу и Ричарду Шроку| format =| work =Новости| publisher =Lenta.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
</ref>, и американец [[Шрок, Ричард|Ричард Шрок]], создавший в [[1990 год]]у первый металлорганический катализатор метатезиса алкенов<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =2005-10-05| url =http://www.lenta.ru/news/2005/10/05/nobel/| title =Нобелевскую премию по химии присудили Иву Шавену, Роберту Груббсу и Ричарду Шроку| format =| work =Новости| publisher =Lenta.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2011-09-27| archive-url =https://web.archive.org/web/20110927212906/http://www.lenta.ru/news/2005/10/05/nobel/| deadlink =no}}</ref>. |
||
</ref>. |
|||
В [[2008 год]]у польские химики продемонстрировали реакцию метатезиса в водном растворе с использованием коммерчески доступного рутениевого катализатора<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =2008-02-09| url =http://www.chemport.ru/datenews.php?news=855| title =Метатезис в водной среде| format =| work =Новости химической науки| publisher =Портал Chemport.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}}</ref>. |
В [[2008 год]]у польские химики продемонстрировали реакцию метатезиса в водном растворе с использованием коммерчески доступного рутениевого катализатора<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =2008-02-09| url =http://www.chemport.ru/datenews.php?news=855| title =Метатезис в водной среде| format =| work =Новости химической науки| publisher =Портал Chemport.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2013-03-25| archive-url =https://web.archive.org/web/20130325125310/http://www.chemport.ru/datenews.php?news=855| deadlink =no}}</ref>. |
||
Технологические аспекты метатезиса алкенов рассмотрены в статье: [http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=103 Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену] |
Технологические аспекты метатезиса алкенов рассмотрены в статье: [http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=103 Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену]. |
||
== Методы получения алкенов == |
|||
Основным '''промышленным методом''' получения алкенов является каталитический и высокотемпературный [[крекинг]] [[углеводороды|углеводородов]] [[нефть|нефти]] и [[природный газ|природного газа]]. Для производства низших алкенов используют также реакцию [[реакция дегидратации|дегидратации]] соответствующих [[спирты|спиртов]]. |
|||
В '''лабораторной практике''' обычно применяют метод дегидратации спиртов в присутствии сильных минеральных кислот<ref name="traven" />, дегидрогалогенирование и дегалогенирование соответствующих галогенпроизводных; синтезы Гофмана, Чугаева, Виттига и Коупа<ref> |
|||
{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Олефины |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 3 |
|||
|страницы = 737—740 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. |
|||
Подробнее — см. соответствующие разделы ниже. |
|||
=== Дегидрирование алканов === |
|||
Это один из промышленных способов получения алкенов<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/u253.htm| title =Дегидрирование алканов (раздел 2.5.3.)| format =| work =Интерактивный мультимедиа учебник "Органическая химия"| publisher =Самарский ГУ, Кафедра органической, биорганической и медицинской химии| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20111028222757/http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem2/u253.htm| archivedate =2011-10-28| deadlink =yes}}</ref><ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://chemistry.narod.ru/razdeli/neftechemistry/21.htm| title =Алкены и алкадиены из алканов| format =| work =Нефтехимия| publisher =Chemistry.narod.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20091016182638/http://chemistry.narod.ru/razdeli/neftechemistry/21.htm| archivedate =2009-10-16| deadlink =yes}}</ref>. Температура: 350—450 °C, катализатор — [[оксид хрома(III)|Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]. Также используются алюмомолибденовые и алюмоплатиновые [[катализатор]]ы<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Катализаторы дегидрирования |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 2 |
|||
|страницы = 670—671 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. Для получения транс-алкенов используют MOH/EtOH, для цис-производных NaNH<sub>2</sub>/NH<sub>3</sub> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH_3}\rightarrow\mathsf{CH_2\!\!=\!\!CH_2+H_2}</math> |
|||
<math>\mathsf{(CH_3)_2CH\!\!-\!CH_3 }\rightarrow\mathsf{(CH_3)_2C\!\!=\!\!CH_2 + H_2}</math> |
|||
=== Дегидрогалогенирование и дегалогенирование алканов === |
|||
Отщепление галогенов у дигалогеналканов происходит в присутствии [[цинк]]а<ref name="neyland"> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Нейланд О. Я. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Органическая химия: Учеб. для хим. вузов |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Высшая школа» |
|||
|год = 1990 |
|||
|том = |
|||
|страницы = |
|||
|страниц = 750 |
|||
|серия = |
|||
|isbn = 5-06-001471-1 |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CHCl\!\!-\!\!CH_2Cl + Zn}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+ZnCl_2}</math> |
|||
Дегидрогалогенирование проводят при нагревании действием спиртовыми растворами щелочей<ref> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Матьё Ж., Панико Р., Вейль-Рейналь Ж. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Изменение и введение функций в органическом синтезе |
|||
|оригинал = L'amenagement fonctionnel en synthese organique |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Перевод с французского С.С. Юфита |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Мир» |
|||
|год = 1980 |
|||
|том = |
|||
|страницы = 169 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CHBr\!\!-\!\!CH_3+C_2H_5ONa}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+NaBr+ C_2H_5OH}</math> |
|||
При отщеплении [[Галогеноводороды|галогенводорода]] образуется смесь [[изомеры|изомеров]], преобладающий из которых определяется ''[[правило Зайцева|правилом Зайцева]]'': отщепление протона происходит от менее гидрогенизированного атома углерода. |
|||
=== Дегидратация спиртов === |
|||
Дегидратацию спиртов ведут при повышенной температуре бани в присутствии сильных минеральных кислот<ref name="neyland" />: |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OH) \!\!-\!\!CH_3+H_2SO_4}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OSO_3H) \!\!-\!\!CH_3+H_2O}</math> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH(OSO_3H) \!\!-\!\!CH_3}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+H_2SO_4}</math> |
|||
В современной практике алкены из вторичных и третичных спиртов также получают с использованием дегидратирующего реагента — [[Реактив Бёрджесса|реагента Бёрджесса]]<ref name="li" />: |
|||
[[Файл:Burgessreaction.png|600 px|Использование реагента Бёрджесса]] |
|||
=== Гидрирование алкинов === |
|||
Частичное гидрирование [[алкины|алкинов]] требует специальных условий и наличие катализатора (например, дезактивированного [[палладий|палладия]] — [[катализатор Линдлара|катализатора Линдлара]])<ref name="neyland" />: |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!C}\!\!\equiv\!\!\mathsf{C\!\!-\!\!CH_3+H_2}\ \xrightarrow{Pd/Pb(CH_3COO)_2} \ \mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_3}</math> <sub>(''цис''-изомер)</sub> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!C}\!\!\equiv\!\!\mathsf{C\!\!-\!\!CH_3+2Na+2NH_3}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_3}</math> <sub>(''транс''-изомер)</sub> <math>\mathsf{+2NaNH_2}</math> |
|||
=== Реакция Виттига === |
|||
[[Реакция Виттига]] — стереоселективный синтез алкенов взаимодействием карбонильных соединений и алкилиденфосфоранов (илидов фосфониевых солей)<ref name="kerry"> |
|||
{{книга |
|||
|автор = Керри Ф, Сандберг Р. |
|||
|часть = Книга первая. Структура и механизмы |
|||
|заглавие = Углубленный курс органической химии |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = https://archive.org/details/libgen_00105436 |
|||
|ответственный = Пер. с англ., под редакцией проф. В.М.Потапова |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = Химия |
|||
|год = 1981 |
|||
|том = |
|||
|страницы = [https://archive.org/details/libgen_00105436/page/n51 54]—59 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{(C_6H_5)_3P+CH_3Br}\rightarrow\mathsf{[(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_3]Br }</math> |
|||
<math>\mathsf{[(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_3]Br+C_6H_5Li}\rightarrow\mathsf{(C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_2\!\!:+}\mathsf{C_6H_6+LiBr}</math> |
|||
<math>\mathsf{CH_3\!\!-\!\!CO\!\!-\!\!CH_3 + (C_6H_5)_3P\!\!-\!\!CH_2\!\!:}\rightarrow\mathsf{CH_3\!\!- |
|||
\!\!C(CH_3) \!\!=\!\!CH_2+(C_6H_5)_3P\!\!=\!\!O}</math> |
|||
Для превращения солей фосфония в [[илиды]] используются [[н-Бутиллитий|бутиллитий]], гидрид, амид или алкоголят натрия, а также некоторые другие сильные основания. |
|||
В реакцию могут вступать самые различные карбонильные соединения, среди которых ароматические и алифатические [[альдегиды]] и [[кетоны]], в том числе содержащие двойные и тройные связи и различные [[функциональные группы]]. |
|||
В лабораторной практике часто используют более современную модификацию ([[1959 год]]) реакции Виттига — [[Именные реакции в органической химии#реакция Хорнера|реакцию Хорнера-Уодсворта-Эммонса]]<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Хорнера реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 5 |
|||
|страницы = 606—607 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Horner-Wadsworth-Emmons reaction example.svg|350px|Хорнера-Уодсворта-Эммонса]] |
|||
Преимущество использования фосфонатов заключается в том, что образующиеся в ходе реакции фосфаты легко отмываются водой. Кроме того, реакция позволяет избирать оптическое направление элиминирования, получая на выходе ''транс''- (термодинамический контроль) или ''цис''-изомеры (кинетический контроль)<ref name="li" />. |
|||
=== Реакция Кнёвенагеля === |
|||
[[Реакция Кнёвенагеля]] — [[конденсация (химия)|конденсация]] альдегидов или кетонов с соединениями, содержащими активную CH<sub>2</sub>-группу<ref name="li" />: |
|||
[[Файл:Knvreaction.png|600 px|Реакция Кнёвенагеля]] |
|||
Реакция имеет очень широкий диапазон применения, при этом помимо эфиров малоновой кислоты, в реакцию могут вступать и другие соединения, например: CH<sub>3</sub>CN, CH<sub>3</sub>NO<sub>2</sub>, LiCH<sub>2</sub>COOC<sub>2</sub>H<sub>5</sub> и пр.<ref name="march" />. |
|||
=== Реакция Чугаева === |
|||
[[Реакция Чугаева]] — взаимодействие спиртов с [[сероуглерод|CS<sub>2</sub>]] и [[гидроксид натрия|NaOH]] с последующим метилированием и дальнейшим пиролизом образовавшихся [[Ксантогенаты|S-метилксантогенатов]]<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name05.html| title =Реакция Чугаева| format =| work =Именные органические реакции| publisher =Иркутский государственный университет. Химический факультет| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20110419203050/http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name05.html| archivedate =2011-04-19| deadlink =yes}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OH+CS_2+NaOH}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OC(S)\!\!-\!\!SNa+H_2O}</math> |
|||
<math>\mathsf{R\!\!-\!\!CH_2\!\!-\!\!CH_2OC(S)\!\!-\!\!SNa}\rightarrow\mathsf{R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_2+COS+NaHS}</math> |
|||
=== Реакция Гофмана === |
|||
[[Реакция Гофмана|Исчерпывающее метилирование по Гофману]] — разложение четвертичных аммониевых оснований на алкен, третичный амин и воду<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Аммониевые соединения |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 1 |
|||
|страницы = 278—280 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
<math>\mathsf{(C_2H_5)_4N^+OH^-}\rightarrow\mathsf{CH_2\!\!=\!\!CH_2+(C_2H_5)_3N+H_2O}</math> |
|||
На первой стадии реакции действием метилиодида амин превращают в четвертичный аммонийиодид, который далее переводят в гидроксид действием оксида серебра, наконец, последний этап — разложение — ведут при 100—200 °C, часто при пониженном давлении<ref name="march4" />. |
|||
Элиминирование по Гофману приводит к образованию наименее замещённых алкенов (против правила Зайцева). |
|||
Метод используется, в основном, для получения некоторых циклических алкенов и в химии [[алкалоиды|алкалоидов]]<ref name="march4">{{книга |
|||
|автор = Марч Дж. |
|||
|часть = |
|||
|заглавие = Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах |
|||
|оригинал = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = Мир |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 4 |
|||
|страницы = 49—53 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>. |
|||
=== Реакция Коупа === |
|||
{{iw|Реакция Коупа||en|Cope reaction}} — разложение N-окисей третичных аминов<ref name="march4" />: |
|||
[[Файл:Cope-Eliminierung.svg|700px|Реакция Коупа]] |
|||
=== Прочие методы синтеза === |
|||
==== Реакция Бурда ==== |
|||
[[Реакция Бурда]] — элиминирование [[бром]]а и этоксигруппы из бромалкилэтиловых эфиров под действием цинковой пыли<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name04.html| title =Реакция Бурда| format =| work =Именные органические реакции| publisher =Иркутский государственный университет. Химический факультет| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archiveurl =https://web.archive.org/web/20130410015503/http://www.chem.isu.ru/leos/base/name/name04.html| archivedate =2013-04-10| deadlink =yes}}</ref>: |
|||
[[Файл:Boordreaction.png|270 px|Реакция Бурда]] |
|||
==== Синтез из тозилгидразонов ==== |
|||
Алкены можно получить разложением тозилгидразонов под действием оснований ({{iw|Реакция Бэмфорда — Стивенса||en|Bamford–Stevens reaction}} и {{iw|Реакция Шапиро||en|Shapiro reaction}})<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Бэмфорда-Стивенса реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 1 |
|||
|страницы = 658 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Bamford-stevensreaction.png|600 px|Синтез алкенов из толилгидразонов]] |
|||
Реакция Бэмфорда — Стивенса и Реакция Шапиро протекают по одинаковому механизму. |
|||
В первом случае используются [[натрий]], метилат натрия, гидриды лития или натрия, амид натрия и т. п. Во втором: аллкиллитий и [[реактивы Гриньяра]]. |
|||
В реакция Бэмфорда — Стивенса образуются более замещённые, а в реакция Шапиро — наименее замещённые алкены<ref>{{cite web| author =Дядченко В.П., Андресюк А.Н, Белоглазкина Е.К., Брусова Г.П.| authorlink =| datepublished =2003| url =http://www.chem.msu.ru/rus/teaching/brusova1/part7.html| title =Использование защитных групп в синтезе| format =| work =Планирование многостадийных синтезов| publisher =Химический факультет МГУ| accessdate =2009-07-25| lang =| description =| archive-date =2016-03-04| archive-url =https://web.archive.org/web/20160304111921/http://www.chem.msu.ru/rus/teaching/brusova1/part7.html| deadlink =no}}</ref>. |
|||
==== Реакция Перкина ==== |
|||
[[Реакция Перкина]] — взаимодействие ароматических альдегидов с ангидридами карбоновых кислот в присутствии катализаторов основного характера (щелочных солей карбоновых кислот, третичных аминов и т. п.)<ref>{{книга |
|||
|автор = |
|||
|часть = Перкина реакция |
|||
|заглавие = Химическая энциклопедия |
|||
|оригинал = |
|||
|ссылка = |
|||
|ответственный = Главный редактор И. Л. Кнунянц |
|||
|издание = |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = «Советская энциклопедия» |
|||
|год = 1988 |
|||
|том = 3 |
|||
|страницы = 965—966 |
|||
|страниц = |
|||
|серия = |
|||
|isbn = |
|||
|тираж = |
|||
}}</ref>: |
|||
[[Файл:Perkin Reaction Scheme.png|800px|Реакция Перкина]] |
|||
Последующим [[декарбоксилирование]]м образующейся кислоты можно получить соответствующий алкен. |
|||
==== Синтез Кори — Винтера ==== |
|||
[[Файл:Corey-Winter-Fragmentierung.png|450px|Синтез Кори — Винтера]] |
|||
==== Олефинирование Жюлиа — Лижо ==== |
|||
[[Файл:Juila Olefination Scheme.png|500px|Олефинирование Жюлиа — Лижо]] |
|||
== Идентификация алкенов == |
== Идентификация алкенов == |
||
Строка 957: | Строка 964: | ||
=== Химические методы идентификации алкенов === |
=== Химические методы идентификации алкенов === |
||
Часто для идентификации алкенов используют [[реакция Вагнера|реакцию Вагнера]]: обесцвечивание раствора [[перманганат калия|перманганата калия]] в слабощелочной среде (окисление алкенов до гликолей). |
Часто для идентификации алкенов используют [[реакция Вагнера|реакцию Вагнера]]: обесцвечивание раствора [[перманганат калия|перманганата калия]] в слабощелочной среде (окисление алкенов до гликолей). |
||
Другой вариант — обесцвечивание раствора [[бром]]а в [[тетрахлорметан|четыреххлористом углероде]] при отсутствии выделения [[бромоводород]]а ([[реакции присоединения|реакция присоединения]])<ref>{{cite web| author =Шрайнер Р., Фьюзон Р., Кёртин Д., Моррилл Т.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.ximicat.com/ebook.php?file=shrainer_ana.djvu&page=70| title =Идентификация органических соединений| format =| work =| publisher =Химический каталог| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
Другой вариант — обесцвечивание раствора [[бром]]а в [[тетрахлорметан|четыреххлористом углероде]] при отсутствии выделения [[бромоводород]]а ([[реакции присоединения|реакция присоединения]])<ref>{{cite web| author =Шрайнер Р., Фьюзон Р., Кёртин Д., Моррилл Т.| authorlink =| datepublished =| url =http://www.ximicat.com/ebook.php?file=shrainer_ana.djvu&page=70| title =Идентификация органических соединений| format =| work =| publisher =Химический каталог| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2019-11-25| archive-url =https://web.archive.org/web/20191125144547/http://www.ximicat.com/ebook.php?file=shrainer_ana.djvu| deadlink =no}}</ref>. |
||
</ref>. |
|||
Эти химические методы является очень общими, не селективными и не могут гарантированно определить алкены. |
Эти химические методы является очень общими, не селективными и не могут гарантированно определить алкены. |
||
Строка 1245: | Строка 1251: | ||
=== Промышленное использование этилена === |
=== Промышленное использование этилена === |
||
[[Этилен]] используется для производства целого ряда химических соединений: [[винилхлорид]]а, [[стирол]]а, [[этиленгликоль|этиленгликоля]], [[этиленоксид]]а, [[этаноламин]]ов, [[этанол]]а, [[диоксан]]а, [[дихлорэтан]]а, [[ацетальдегид|уксусного альдегида]] и [[уксусная кислота|уксусной кислоты]]<ref name="neyland" />. Полимеризацией этилена и его прямых производных получают [[полиэтилен]], [[поливинилацетат]], [[поливинилхлорид]], [[каучук]]и и [[смазочные масла]]. |
[[Этилен]] используется для производства целого ряда химических соединений: [[винилхлорид]]а, [[стирол]]а, [[этиленгликоль|этиленгликоля]], [[этиленоксид]]а, [[этаноламин]]ов, [[этанол]]а, [[диоксан]]а, [[1,2-Дихлорэтан|дихлорэтан]]а, [[ацетальдегид|уксусного альдегида]] и [[уксусная кислота|уксусной кислоты]]<ref name="neyland" />. Полимеризацией этилена и его прямых производных получают [[полиэтилен]], [[поливинилацетат]], [[поливинилхлорид]], [[каучук]]и и [[смазочные масла]]. |
||
Мировое производство этилена составляет порядка '''100 млн тонн в год'''<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.rusimpex.ru/Content/Economics/Conjuncture/00_20005.htm| title =Прогноз рынка этилена| format =| work =Конъюнктура. Товары и рынки| publisher =Российский Центр внешней торговли| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
Мировое производство этилена составляет порядка '''100 млн тонн в год'''<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.rusimpex.ru/Content/Economics/Conjuncture/00_20005.htm| title =Прогноз рынка этилена| format =| work =Конъюнктура. Товары и рынки| publisher =Российский Центр внешней торговли| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2012-12-30| archive-url =https://web.archive.org/web/20121230063441/http://rusimpex.ru/Content/Economics/Conjuncture/00_20005.htm| deadlink =no}}</ref> (по данным на 2005 год: 107 млн тонн<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.niikm.ru/articles/element_articles/ethylene/| title =Этилен, этен| format =| work =Статьи о газах| publisher =Компания "НИИ КМ"| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2011-12-08| archive-url =https://web.archive.org/web/20111208102744/http://www.niikm.ru/articles/element_articles/ethylene/| deadlink =no}}</ref>). |
||
</ref> (по данным на 2005 год: 107 млн тонн<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.niikm.ru/articles/element_articles/ethylene/| title =Этилен, этен| format =| work =Статьи о газах| publisher =Компания "НИИ КМ"| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
|||
</ref>). |
|||
=== Промышленное использование пропилена === |
=== Промышленное использование пропилена === |
||
[[Пропилен]] в промышленности применяется, в основном, для синтеза [[полипропилен]]а (62 % процента всего выпускаемого объёма<ref name="propilen">{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.ssa.ru/articles/entry/6144FC4B5| title =Мировой рынок пропилена| format =| work =| publisher =Ssa.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}}</ref>). Также из него получают [[кумол]], окись пропилена, [[акрилонитрил]], [[изопропанол]], [[глицерин]], [[масляный альдегид]]<ref name="neyland" />. |
[[Пропилен]] в промышленности применяется, в основном, для синтеза [[полипропилен]]а (62 % процента всего выпускаемого объёма<ref name="propilen">{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.ssa.ru/articles/entry/6144FC4B5| title =Мировой рынок пропилена| format =| work =| publisher =Ssa.ru| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2011-09-20| archive-url =https://web.archive.org/web/20110920070210/http://www.ssa.ru/articles/entry/6144FC4B5| deadlink =no}}</ref>). Также из него получают [[кумол]], окись пропилена, [[акрилонитрил]], [[изопропанол]], [[глицерин]], [[масляный альдегид]]<ref name="neyland" />. |
||
В настоящее время мировые мощности по выпуску пропилена составляют около '''70 млн тонн''' в год<ref name="propilen" />. По прогнозам специалистов, потребность в пропилене в ближайшем будущем будет существенно превышать объёмы его производства, причём, ожидается, что к 2010 году объём его мирового выпуска достигнет '''90 млн тонн'''<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=103| title =Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену| format =| work =| publisher =Аналитический портал химической промышленности: Новые химические технологии| accessdate =2009-07-22| lang =| description =}} |
В настоящее время мировые мощности по выпуску пропилена составляют около '''70 млн тонн''' в год<ref name="propilen" />. По прогнозам специалистов, потребность в пропилене в ближайшем будущем будет существенно превышать объёмы его производства, причём, ожидается, что к 2010 году объём его мирового выпуска достигнет '''90 млн тонн'''<ref>{{cite web| author =| authorlink =| datepublished =| url =http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=103| title =Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену| format =| work =| publisher =Аналитический портал химической промышленности: Новые химические технологии| accessdate =2009-07-22| lang =| description =| archive-date =2014-07-15| archive-url =https://web.archive.org/web/20140715034647/http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=103| deadlink =no}}</ref>. |
||
</ref>. |
|||
=== Промышленное использование прочих алкенов === |
=== Промышленное использование прочих алкенов === |
||
Строка 1433: | Строка 1436: | ||
{{Хорошая статья|Химия}} |
{{Хорошая статья|Химия}} |
||
[[Категория:Алкены]] |
[[Категория:Алкены| ]] |
Текущая версия от 14:28, 7 июля 2024
Алке́ны (этиле́новые углеводоро́ды) — ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n.
Простейшим алкеном является этилен (C2H4). Атомы углерода при двойной связи алкенов находятся в состоянии sp2-гибридизации и имеют валентный угол 120°.
По номенклатуре ИЮПАК для алкенов с линейной (неразветвленной) углеродной цепью название может быть образовано от названия алкана с тем же числом атомов углерода путем заменой суффикса «-ан» на «-ен» с указанием при нем положения двойной связи в углеродной цепи[1]. Например: CH2=CH-CH2-CH3 – бутен-1.
Гомологический ряд и изомерия
[править | править код]Алкены, число атомов углерода в которых больше двух, (то есть кроме этилена) имеют свои изомеры. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая. Например, единственным изомером пропилена является циклопропан (C3H6) по межклассовой изомерии. Начиная с бутилена, существуют изомеры по положению двойной связи (бутен-1 и бутен-2), по углеродному скелету (изобутилен или метилпропилен) и геометрические изомеры (цис-бутен-2 и транс-бутен-2). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров возрастает в геометрической прогрессии.
Гомологический ряд алкенов:
Этен (этилен) | C2H4 |
Пропен (пропилен) | C3H6 |
Бутен (бутилен) | C4H8 |
Пентен | C5H10 |
Гексен | C6H12 |
Гептен[англ.] | C7H14 |
Октен | C8H16 |
Нонен[англ.] | C9H18 |
Децен | C10H20 |
Алкены могут существовать в виде пространственных или геометрических изомеров.
Различают:
- цис- изомеры: заместители расположены по одну сторону от двойной связи;
- транс- изомеры: заместители расположены по разные стороны от двойной связи.
IUPAC рекомендует называть геометрические изомеры по следующей номенклатуре:
- Z- изомеры: старшие заместители у углеродных атомов двойной связи находятся по одну сторону относительно двойной связи;
- E- изомеры: старшие заместители у углеродных атомов двойной связи находятся по разные стороны относительно двойной связи.
Номенклатура
[править | править код]Согласно номенклатуре IUPAC, названия алкенов образуют добавлением суффикса «-ен» к основе названия, отражающей количество атомов углерода в основной углеродной цепи. Положение двойной связи в углеродной цепи обозначается арабскими цифрами после основы и перед суффиксом «-ен» в англоязычных названиях и после суффикса «-ен» – в русскоязычных. Названия углеводородных заместителей при основной углеродной цепи указываются в приставочной части названия. Например, CH2=C(CH3)-CH(CH3)-CH3 «2,3-диметилбутен-1» .
Углеводородные радикалы (заместители), образованные от алкенов, имеют комбинированный суффикс «-ени́л», (например,«бут-3-ен-1-ил» для CH2=CH–CH2–CH2—). Допустимыми являются два тривиальных названия: CH2=CH— «вини́л» и CH2=CH–CH2— «алли́л».
Электронное строение двойной связи
[править | править код]В соответствии с теорией гибридизации двойная связь образуется за счёт перекрывания вдоль линии связи С-С sp2-гибридных орбиталей атомов углерода (σ-связь) и бокового перекрывания углеродных p-орбиталей (π-связь).
В состоянии sp2-гибридизации электронное состояние атома углерода можно представить следующим образом:
Все атомы этилена лежат в одной плоскости, а величина валентного угла связи C-H практически равна 120 °. Центры углеродных атомов в этилене находятся на расстоянии 0,134 нм, то есть длина двойной связи несколько короче, чем С-С.
Согласно теории молекулярных орбиталей линейная комбинация двух атомных 2p-орбиталей углерода формирует две молекулярные π-орбитали этилена[2]:
Первый потенциал ионизации этилена составляет 10,51 эВ[3], что позволяет электрону относительно легко уходить (электрофильное взаимодействие) с высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО). В то же время, низшая связывающая молекулярная орбиталь (НСМО) этилена имеет достаточно низкую энергию: −1,6—1,8 эВ, что объясняет относительную лёгкость присоединения электрона с образованием аниона[3] (нуклеофильное взаимодействие).
Добавление метильного заместителя снижает потенциал ионизации π-электронов примерно на 0,6—0,8 эВ и повышает энергию НСМО на 0,2 эВ, а ВЗМО на 0,7 эВ[3].
История открытия
[править | править код]Впервые этилен был получен в 1669 году немецким химиком и врачом И. И. Бехером действием серной кислоты на этиловый спирт. Учёный установил, что его «воздух» более химически активен, чем метан, однако идентифицировать полученный газ он не смог и названия ему не присвоил[4].
Вторично и тем же способом «воздух Бехера» был получен и описан голландскими химиками Я.Р. Дейманом[англ.], Потс-ван-Трооствиком, Бондом и Лауверенбургом в 1795 году. Они назвали его «маслородным газом» так как при взаимодействии с хлором, он образовывал маслянистую жидкость — дихлорэтан (об этом стало известно позднее). По-французски «маслородный» — oléfiant. Французский химик Антуан Фуркруа ввёл этот термин в практику, а когда были обнаружены другие углеводороды такого же типа, это название стало общим для всего класса олефинов (или, по современной номенклатуре, алкенов)[5].
В начале XIX века французский химик Ж. Гей-Люссак обнаружил, что этанол состоит из «маслородного» газа и воды. Этот же газ он обнаружил и в хлористом этиле[6]. В 1828 году Ж. Дюма и П. Буллей предположили, что этилен представляет собой основание, способное давать соли подобно аммиаку. Якоб Берцелиус принял эту идею, назвав соединение «этерином» и обозначив буквой E[7].
Определив, что этилен состоит из водорода и углерода, долгое время химики не могли выписать его настоящую формулу. В 1848 году Кольбе писал формулу этилена как С4Н4, этого же мнения придерживался и Либих. Ж. Дюма правильно определил состав вещества, но его структура по-прежнему была описана неверно: С2НН3[6].
В 1862 году немецкий химик-органик Э. Эрленмейер предположил наличие в молекуле этилена двойной связи, а в 1870 году известный российский учёный А. М. Бутлеров признал эту точку зрения правильной, подтвердив её природу экспериментально[8].
Нахождение в природе и физиологическая роль алкенов
[править | править код]В природе ациклические алкены практически не встречаются[9]. Простейший представитель этого класса органических соединений — этилен (C2H4) — является гормоном для растений и в незначительном количестве в них синтезируется.
Один из немногих природных алкенов — мускалур (цис- трикозен-9) является половым аттрактантом самки домашней мухи (Musca domestica).
Низшие алкены в высоких концентрациях обладают наркотическим эффектом. Высшие члены ряда также вызывают судороги и раздражение слизистых оболочек дыхательных путей[10].
Отдельные представители алкенов :
- Этилен — вызывает наркоз, обладает раздражающим и мутагенным действием.
- Пропилен — вызывает наркоз (сильнее, чем этилен), оказывает общетоксическое и мутагенное действие, а его межклассовый изомер- циклопропан также используется в качестве наркоза.
- Бутен-2 — вызывает наркоз, обладает раздражающим действием[10].
Физические свойства
[править | править код]- Температуры плавления и кипения алкенов (упрощённо) увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи.
- При нормальных условиях алкены с C2H4 до C4H8 — газы; с пентена C5H10 до гептадецена C17H34 включительно — жидкости, а начиная с октадецена C18H36 — твёрдые вещества. Алкены не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях.
Физические свойства алкенов.[11] | |||||
---|---|---|---|---|---|
№ | Название | Формула | Т плавления, ° C | Т кипения, ° C | Плотность, d20 4 |
1 | Этилен | С2H4 | −169,1 | −103,7 | 0,5700* |
2 | Пропилен | C3H6 | −187,6 | −47,7 | 0,5193* |
3 | Бутен-1 | C4H8 | −185,3 | −6,3 | 0,5951* |
4 | цис-Бутен-2 | CH3-CH=CH-CH3 | −138,9 | 3,7 | 0,6213 |
5 | транс-Бутен-2 | CH3-CH=CH-CH3 | −105,5 | 0,9 | 0,6042 |
6 | 2-Метилпропен-1 | CH3-C(CH3)=CH2 | −140,4 | −7,0 | 0,5942* |
7 | Пентен-1 | CH2=CH-CH2-CH2-CH3 | −165,2 | 30,1 | 0,6405 |
8 | Гексен-1 | CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH3 | −139,8 | 63,5 | 0,6730 |
9 | Гептен-1[англ.] | С7H14 | −119,0 | 93,6 | 0,6970 |
10 | Октен-1 | С8H16 | −101,7 | 121,3 | 0,7140 |
… | Гептадецен[12] | С17H34 | 4,1 | 284,4 | 0,7811 |
* Значения измерены при температуре кипения.
Химические свойства
[править | править код]Алкены химически активны. Их химические свойства во многом определяются наличием двойной связи. Для алкенов наиболее характерны реакции электрофильного присоединения и реакции радикального присоединения. Реакции нуклеофильного присоединения обычно требуют наличие сильного нуклеофила и для алкенов не типичны.
Особенностью алкенов являются также реакции циклоприсоединения и метатезиса.
Алкены легко вступают в реакции окисления, гидрируются с сильными восстановителями или водородом под действием катализаторов, а также способны к радикальному замещению.
Реакции электрофильного присоединения
[править | править код]В данных реакциях атакующей частицей является электрофил.
Галогенирование алкенов, проходящее в отсутствие инициаторов радикальных реакций — типичная реакция электрофильного присоединения. Она проводится в среде неполярных инертных растворителей (например: CCl4):
Реакция галогенирования стереоспецифична —- присоединение происходит с противоположных сторон относительно плоскости молекулы алкена[2]
Механизм реакций подобного типа в общем виде:
Электрофильное присоединение галогенводородов к алкенам происходит по правилу Марковникова:
Однако в присутствии перекисей присоединение происходит преимущественно против этого правила (эффект Хараша)[2]:
Это объясняется тем, что реакция в данном случае будет протекать по радикальному механизму и присоединение радикала Br. идёт по стерически наиболее доступному концевому атому углерода двойной связи:
Присоединение гидридов бора к алкенам и последующее их расщепление в щелочной среде, открытое Г. Брауном в 1958 году, является столь важной реакцией, что за её обнаружение и изучение в 1979 году учёный был удостоен Нобелевской премии по химии[13].
Присоединение происходит многоступенчато с образованием промежуточного циклического активированного комплекса, причём присоединение бора происходит против правила Марковникова — к наиболее гидрогенизированному атому углерода:
В синтезе обычно используется не сам диборан, а его донорно-акцепторный комплекс с простым эфиром:
Алкилбораны легко расщепляются. Так под действием пероксида водорода в щелочной среде образуются спирты:
Реакция гидроборирования является реакцией син-присоединения — её результатом становятся цис-аддукты.
Гидратация
[править | править код]Реакция присоединения воды к алкенам протекает в присутствии серной кислоты[14]:
Реакция протекает по правилу Марковникова.
Присоединение алканов к алкенам в присутствии кислотного катализатора (HF или H2SO4) при низких температурах приводит к образованию углеводорода с большей молекулярной массой и часто используется в промышленности[15]:
Данная реакция также может протекать по свободнорадикальному механизму в отсутствие катализатора при высокой температуре (500 °C) и давлении (15-30 МПа)[14].
Прочие реакции электрофильного присоединения
[править | править код]Для алкенов также характерны следующие реакции электрофильного присоединения[14]:
- Присоединение спирта с образованием простого эфира:
- Получение спиртов по реакции оксимеркурирования-демеркурирования:
- Присоединение хлорноватистой кислоты с образованием хлоргидринов:
- Присоединение хлорангидридов с дальнейшим получением ненасыщенных кетонов (реакция Кондакова, катализатор ZnCl2[16]):
Реакции радикального присоединения
[править | править код]В условиях, способствующих гомолитическому разрыву связи, (высокая температура, облучение, наличие свободных радикалов и пр.) присоединение к алкенам происходит по радикальному механизму[17].
по правилу Марковникова.
и т. п.
Механизм реакции:
Реакции присоединения карбенов
[править | править код]Карбены CR2: — высокореакционные короткоживущие частицы, которые способны легко присоединяться к двойной связи алкенов[18]. В результате реакции присоединения карбена образуются производные циклопропана:
Карбены в более характерном для них синглетном состоянии, вступая в реакцию, дают стереоспецифичные продукты син-присоединения[14].
Помимо собственно карбена, в подобные реакции могут вступать и его производные[14]:
и пр.
Часто реакции присоединения карбенов происходят без прямых доказательств их свободного присутствия, то есть происходит перенос карбена. Для этого случая, а также если генерация свободного карбена ставится под сомнение, пользуются термином карбеноид[19].
В лабораторной практике часто пользуются реакцией Симмонса — Смита[англ.][20]:
Подробнее о методах получения карбенов см. статью Карбены.
Гидрирование (реакция Сабатье — Сандеран)
[править | править код]
Гидрирование алкенов непосредственно водородом происходит только в присутствии катализатора. Гетерогенными катализаторами гидрирования служат платина, палладий, никель [21].
Гидрирование можно проводить и в жидкой фазе с гомогенными катализаторами (например: катализатор Уилкинсона ((C6H5)3P)3Rh Cl)[21].
В качестве реагентов гидрирования могут выступать диимид[англ.] (NH=NH), диборан (B2H6) и др[22].
Реакции радикального замещения
[править | править код]При высоких температурах (более 400 °C) реакции радикального присоединения, носящие обратимый характер, подавляются. В этом случае становится возможным провести замещение атома водорода, находящегося в аллильном положении при сохранении двойной связи:
Реакция носит радикальный характер и протекает аналогично хлорированию алканов.
Аллильное бромирование обычно проводят N-бромсукцинимидом (реакция Воля — Циглера)[23] в присутствии перекиси бензоила в среде тетрахлорметана или в бинарной смеси диметилсульфоксида и воды[21]:
Окисление
[править | править код]Окисление алкенов может происходить в зависимости от условий и видов окислительных реагентов как с разрывом двойной связи, так и с сохранением углеродного скелета.
Окисление неорганическими окислителями
[править | править код]- В мягких условиях возможно окисление посредством присоединения по двойной связи двух гидроксильных групп[24]:
На первом этапе происходит присоединение оксида осмия к алкену, затем под действием восстановителя (Zn или NaHSO3) образовавшийся комплекс переходит к диолу (Реакция Криге).
Аналогично реакция идёт в нейтральной или слабощелочной среде под действием KMnO4 (Реакция Вагнера)[24]:
- При действии на алкены сильных окислителей (KMnO4 или K2Cr2O7 в среде Н2SO4) при нагревании происходит разрыв двойной связи:
(кетон)
- Некоторые окислители, например нитрат (III) таллия, окисляют алкены с перегруппировкой по следующей схеме[24]:
Окисление в присутствии солей палладия
[править | править код]В присутствии солей палладия этилен окисляется до ацетальдегида[2]:
Реакция идёт в кислой среде и является промышленным способом получения ацетальдегида.
Аналогично образуется ацетон из пропена.
Эпоксидирование
[править | править код]При действии на алкены пероксикарбоновых кислот образуются эпоксиды (реакция Прилежаева)[25]:
Реакция эпоксидирования используется для промышленного получения этиленоксида. Окислителем выступает кислород воздуха; процесс идёт на серебряном катализаторе при 200—250 °C под давлением.
Озонолиз
[править | править код]Озонолиз алкенов обычно проводят при низких температурах (от −80 до −30 °C) в инертном растворителе (гексан, тетрахлорметан, хлороформ, этилацетат и пр.). Непосредственные продукты озонолиза не выделяют, а подвергают дальнейшему гидролизу, окислению или восстановлению[24].
- Озонолиз[англ.] в мягких условиях: алкен окисляется до альдегидов (в случае монозамещённых вицинальных углеродов), кетонов (в случае дизамещенных вицинальных углеродов) или смеси альдегида и кетона (в случае три-замещенного у двойной связи алкена).
На первой стадии происходит присоединение озона с образованием озонида. Далее под действием восстановителя (например: Zn + CH3COOH) озонид разлагается:
Если взять более сильный восстановитель, скажем — алюмогидрид лития, продуктом реакции будут спирты.
В данном случае разложение озонида происходит под действием окислителей (пероксид водорода, оксид серебра, пероксикислоты и пр.[24]).
Алкены в присутствии катализатора, высокой температуры и давления присоединяют CO и H2 с образованием альдегидов[26]:
Аналогично протекает реакция CO и H2O с образованием карбоновых кислот[26] :
Если вместо воды использовать спирт, конечным продуктом реакции будет сложный эфир[26] :
Реакции полимеризации
[править | править код]Полимеризация алкенов может протекать как по свободнорадикальному, так и катионно-анионному механизму.
По первому методу получают полиэтилен высокого давления:
Катализатором реакции выступают пероксиды.
Второй метод предполагает использование в качестве катализаторов кислот (катионная полимеризация), металлорганических соединений (катализаторы Циглера-Натта, анионная полимеризация). Преимуществом метода является возможность получения стереоселективных полимеров.
Реакции свободнорадикального присоединения
Метатезис алкенов
[править | править код]Впервые данный тип реакций был обнаружен в середине прошлого века при изучении полимеризации этилена, а в затем был использован в 1966 году для промышленного синтеза бутена-2.
В 1967 году Н. Кальдерон, Х. Ю Чен и К. В. Скотт описали метатезис алкенов (в российской литературе часто употребляется термин реакция дисмутации алкенов, иначе говоря — реакцию обмена атомами при сохранении общей структуры алкена и его двойной связи) в условиях катализа хлоридом вольфрама (VI):
Реакция оказалась настолько важной в области практической препаративной химии, что исследовательская группа Роберта Граббса, разработавшая новый класс катализаторов (алкилиденовые комплексы рутения) метатезиса олефинов, получила в 2005 году Нобелевскую премию в области химии[27]. Эту премию также получили француз Ив Шовен в 1971 году, предложивший карбеновую теорию механизма реакции метатезиса[28], и американец Ричард Шрок, создавший в 1990 году первый металлорганический катализатор метатезиса алкенов[29].
В 2008 году польские химики продемонстрировали реакцию метатезиса в водном растворе с использованием коммерчески доступного рутениевого катализатора[30].
Технологические аспекты метатезиса алкенов рассмотрены в статье: Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену.
Методы получения алкенов
[править | править код]Основным промышленным методом получения алкенов является каталитический и высокотемпературный крекинг углеводородов нефти и природного газа. Для производства низших алкенов используют также реакцию дегидратации соответствующих спиртов.
В лабораторной практике обычно применяют метод дегидратации спиртов в присутствии сильных минеральных кислот[2], дегидрогалогенирование и дегалогенирование соответствующих галогенпроизводных; синтезы Гофмана, Чугаева, Виттига и Коупа[31].
Подробнее — см. соответствующие разделы ниже.
Дегидрирование алканов
[править | править код]Это один из промышленных способов получения алкенов[32][33]. Температура: 350—450 °C, катализатор — Cr2O3. Также используются алюмомолибденовые и алюмоплатиновые катализаторы[34]. Для получения транс-алкенов используют MOH/EtOH, для цис-производных NaNH2/NH3
Дегидрогалогенирование и дегалогенирование алканов
[править | править код]Отщепление галогенов у дигалогеналканов происходит в присутствии цинка[35]:
Дегидрогалогенирование проводят при нагревании действием спиртовыми растворами щелочей[36]:
При отщеплении галогенводорода образуется смесь изомеров, преобладающий из которых определяется правилом Зайцева: отщепление протона происходит от менее гидрогенизированного атома углерода.
Дегидратация спиртов
[править | править код]Дегидратацию спиртов ведут при повышенной температуре бани в присутствии сильных минеральных кислот[35]:
В современной практике алкены из вторичных и третичных спиртов также получают с использованием дегидратирующего реагента — реагента Бёрджесса[20]:
Гидрирование алкинов
[править | править код]Частичное гидрирование алкинов требует специальных условий и наличие катализатора (например, дезактивированного палладия — катализатора Линдлара)[35]:
(цис-изомер)
(транс-изомер)
Реакция Виттига
[править | править код]Реакция Виттига — стереоселективный синтез алкенов взаимодействием карбонильных соединений и алкилиденфосфоранов (илидов фосфониевых солей)[37]:
Для превращения солей фосфония в илиды используются бутиллитий, гидрид, амид или алкоголят натрия, а также некоторые другие сильные основания.
В реакцию могут вступать самые различные карбонильные соединения, среди которых ароматические и алифатические альдегиды и кетоны, в том числе содержащие двойные и тройные связи и различные функциональные группы.
В лабораторной практике часто используют более современную модификацию (1959 год) реакции Виттига — реакцию Хорнера-Уодсворта-Эммонса[38]:
Преимущество использования фосфонатов заключается в том, что образующиеся в ходе реакции фосфаты легко отмываются водой. Кроме того, реакция позволяет избирать оптическое направление элиминирования, получая на выходе транс- (термодинамический контроль) или цис-изомеры (кинетический контроль)[20].
Реакция Кнёвенагеля
[править | править код]Реакция Кнёвенагеля — конденсация альдегидов или кетонов с соединениями, содержащими активную CH2-группу[20]:
Реакция имеет очень широкий диапазон применения, при этом помимо эфиров малоновой кислоты, в реакцию могут вступать и другие соединения, например: CH3CN, CH3NO2, LiCH2COOC2H5 и пр.[14].
Реакция Чугаева
[править | править код]Реакция Чугаева — взаимодействие спиртов с CS2 и NaOH с последующим метилированием и дальнейшим пиролизом образовавшихся S-метилксантогенатов[39]:
Реакция Гофмана
[править | править код]Исчерпывающее метилирование по Гофману — разложение четвертичных аммониевых оснований на алкен, третичный амин и воду[40]:
На первой стадии реакции действием метилиодида амин превращают в четвертичный аммонийиодид, который далее переводят в гидроксид действием оксида серебра, наконец, последний этап — разложение — ведут при 100—200 °C, часто при пониженном давлении[41].
Элиминирование по Гофману приводит к образованию наименее замещённых алкенов (против правила Зайцева).
Метод используется, в основном, для получения некоторых циклических алкенов и в химии алкалоидов[41].
Реакция Коупа
[править | править код]Реакция Коупа[англ.] — разложение N-окисей третичных аминов[41]:
Прочие методы синтеза
[править | править код]Реакция Бурда
[править | править код]Реакция Бурда — элиминирование брома и этоксигруппы из бромалкилэтиловых эфиров под действием цинковой пыли[42]:
Синтез из тозилгидразонов
[править | править код]Алкены можно получить разложением тозилгидразонов под действием оснований (Реакция Бэмфорда — Стивенса[англ.] и Реакция Шапиро[англ.])[43]:
Реакция Бэмфорда — Стивенса и Реакция Шапиро протекают по одинаковому механизму. В первом случае используются натрий, метилат натрия, гидриды лития или натрия, амид натрия и т. п. Во втором: аллкиллитий и реактивы Гриньяра. В реакция Бэмфорда — Стивенса образуются более замещённые, а в реакция Шапиро — наименее замещённые алкены[44].
Реакция Перкина
[править | править код]Реакция Перкина — взаимодействие ароматических альдегидов с ангидридами карбоновых кислот в присутствии катализаторов основного характера (щелочных солей карбоновых кислот, третичных аминов и т. п.)[45]:
Последующим декарбоксилированием образующейся кислоты можно получить соответствующий алкен.
Синтез Кори — Винтера
[править | править код]Олефинирование Жюлиа — Лижо
[править | править код]Идентификация алкенов
[править | править код]Химические методы идентификации алкенов
[править | править код]Часто для идентификации алкенов используют реакцию Вагнера: обесцвечивание раствора перманганата калия в слабощелочной среде (окисление алкенов до гликолей). Другой вариант — обесцвечивание раствора брома в четыреххлористом углероде при отсутствии выделения бромоводорода (реакция присоединения)[46].
Эти химические методы является очень общими, не селективными и не могут гарантированно определить алкены. Для подтверждения наличия двойной связи в соединении используют методы спектроскопии.
Масс-спектрометрические методы анализа алкенов
[править | править код]Масс-спектры алкенов по сравнению с алканами содержат более интенсивные M+ пики[47]. Существует эффективный экспресс-метод масс-спектрометрического исследования строения алкенов, заключающийся в изучении масс-спектров соответствующих алканов, образующихся при проведении газофазного гидрирования алкенов в токе водорода (кат. Pt, Pd) в микрореакторе, расположенном между газовым хроматографом и масс-спектрометром[48].
УФ-спектроскопические методы анализа алкенов
[править | править код]Алкены с изолированными двойными связями имеют интенсивную (ε от 6500 до 12000) широкую полосу поглощения, обусловленную переходом π→π, в области 165—200 нм. Наличие алкильных заместителей смещает эту полосу в длинноволновую область[49].
ИК-спектроскопические методы анализа алкенов
[править | править код]ИК-спектры алкенов имеют представленные в таблице характеристические полосы, вызванные валентными колебаниями связи С=С и C-H[50]:
Типы колебаний и групп | Диапазон, см−1 | Примечание |
---|---|---|
Валентные колебания связей C−H
| ||
R2C=CH2 | 3095-3075 | Могут наблюдаться мультиплеты |
R2C=CHR | 3045-3010 | Дифференциация цис- и транс- изомеров невозможна |
Деформационные колебания связей C−H
| ||
RCH=CH2 | 990, 910 | |
R,RC=CH2 | около 890 | |
R,RC=CHR | 840-790 | |
транс—RCH=CHR | около 950 | |
цис−RCH=CHR | 730-665 | |
Валентные колебания связей C=С
| ||
транс−RCH=CHR | около 1675 | Полосы умеренной и высокой интенсивности, пригодные для идентификации ациклических и ненапряжённых систем |
цис−RCH=CHR | около 1660 | |
RCH=CR1R2 | около 1670 | |
R2C=CH2 | около 1650 | |
RCH=CH2 | около 1640 | |
C=C−C=C | 1645-1600 | Положение полосы, более интенсивной чем у алкенов, зависит от геометрии сопряжённой системы |
C=C−C=O | 1660-1580 | |
C=C−(C=C)n | 1650-1580 | Полосы имеют мультиплетную структуру, а при больших n сливаются в одну широкую полосу |
ArC=C | около 1630 | Положение полосы зависит от положения и природы заместителей |
ЯМР-спектроскопические методы анализа алкенов
[править | править код]ЯМР-спектроскопические методы анализа алкенов позволяют идентифицировать сигналы атомов водорода алкенов, тем самым получив важную информацию о структуре углеводородов. Эти сигналы лежат в диапазоне 4-8 м.д. Существует эмпирическая зависимость, позволяющая достаточно точно вычислить сдвиги протонов алкенов[51]:
δC=C-H = 5,25 + Zгем + Zцис + Zтранс
где Z-аддитивные параметры экранирования соответствующих заместителей.
Значения Z для отдельных заместителей представлены в таблице[51]:
Заместитель | Zгем | Zцис | Zтранс |
---|---|---|---|
H | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
Алкил | 0,45 | -0,22 | -0,28 |
Алкил (цикл.)* | 0,69 | -0,25 | -0,28 |
CH2Ar | 1,05 | -0,29 | -0,32 |
CH2X (X:F, Cl, Br) | 0,70 | 0,11 | -0,04 |
CH2OH | 0,64 | -0,01 | -0,02 |
CH2NH2 | 0,58 | -0,10 | -0,08 |
C=C (изолир.) | 1,00 | -0,09 | -0,23 |
C=C (сопряж.) | 1,24 | 0,02 | -0,05 |
Ar | 1,38 | 0,36 | -0,07 |
Cl | 1,08 | 0,18 | 0,13 |
Br | 1,07 | 0,45 | 0,55 |
OR | 1,22 | -1,07 | -1,21 |
OC(O)R | 2,11 | -0,35 | -0,64 |
CHO | 1,02 | 0,95 | 1,17 |
COOH | 0,97 | 1,41 | 0,71 |
COOR | 0,80 | 1,18 | 0,55 |
* — Двойная связь и алкил входят в цикл
Применение алкенов
[править | править код]Алкены являются важнейшим химическим сырьём.
Промышленное использование этилена
[править | править код]Этилен используется для производства целого ряда химических соединений: винилхлорида, стирола, этиленгликоля, этиленоксида, этаноламинов, этанола, диоксана, дихлорэтана, уксусного альдегида и уксусной кислоты[35]. Полимеризацией этилена и его прямых производных получают полиэтилен, поливинилацетат, поливинилхлорид, каучуки и смазочные масла.
Мировое производство этилена составляет порядка 100 млн тонн в год[52] (по данным на 2005 год: 107 млн тонн[53]).
Промышленное использование пропилена
[править | править код]Пропилен в промышленности применяется, в основном, для синтеза полипропилена (62 % процента всего выпускаемого объёма[54]). Также из него получают кумол, окись пропилена, акрилонитрил, изопропанол, глицерин, масляный альдегид[35].
В настоящее время мировые мощности по выпуску пропилена составляют около 70 млн тонн в год[54]. По прогнозам специалистов, потребность в пропилене в ближайшем будущем будет существенно превышать объёмы его производства, причём, ожидается, что к 2010 году объём его мирового выпуска достигнет 90 млн тонн[55].
Промышленное использование прочих алкенов
[править | править код]Бутилены применяют для производства бутадиена, изопрена, полиизобутилена, бутилкаучука, метилэтилкетона и пр[56].
Изобутилен — сырьё для получения бутилкаучука, изопрена, трет-бутанола; используется для алкилирования фенолов при синтезе ПАВ. Его сополимеры с бутенами применяют как присадки к маслам и герметики.
Высшие алкены С10−С18 применяют при синтезе ПАВ, а также для получения высших спиртов.
См. также
[править | править код]Дополнительные внешние источники
[править | править код]Общие лекции по химии алкенов
[править | править код]- Иллюстративные материалы лекций по органической химии профессора Ненайденко В. Г., лекция № 7 (Алкены. Строение, получение, реакционная способность.)
- Иллюстративные материалы лекций по органической химии профессора Ненайденко В. Г., лекция № 8 (Алкены. Реакционная способность.)
- Иллюстративные материалы лекций по органической химии профессора Ненайденко В. Г., лекция № 9 (Алкены. Реакционная способность.)
- Курц А. Л., Ливанцов М. В., Ливанцова Л. И. Алкены (Часть I). Химический факультет МГУ, 1998 год.
- Курц А. Л., Ливанцов М. В., Ливанцова Л. И. Алкены (Часть II). Химический факультет МГУ, 1999 год.
Учебная литература
[править | править код]- Нейланд О. Я. Глава II. Алкены // Органическая химия: Учеб. для хим. вузов. — М.: «Высшая школа», 1990. — С. 102—130. — ISBN 5-06-001471-1.
- Робертс Дж., Касерио М. Глава 6. Алкены. Структура, спектры и стереоизомерия. Глава 7. Алкены. Реакции двойных углерод-углеродных связей // Основы органической химии / Под редакцией академика Несмеянова А.Н.. — 2-е, дополненное. — М.: Мир, 1978. — Т. 1. — С. 171—235.
- Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. В 4 частях. — 3-е издание. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007. — Т. 1. — 568 с. — ISBN 978-5-94774-613-6.
- Травень В. Ф. Глава 5. Алкены // Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 т / В. Ф. Травень. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — Т. 1. — С. 237—305. — ISBN 5-94628-171-2.
Механизмы реакций с участием алкенов
[править | править код]- Марч Дж. Глава 15. Реакции присоединения к кратным связям углерод-углерод. Глава 16. Реакции присоединения к кратным связям углерод-гетероатом. // Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах / Пер. с англ., под редакцией И. П. Белецкой. — М.: Мир, 1988. — Т. 3. — С. 132—430.
- Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии / Пер. с англ.,под редакцией В. Ф. Травеня. — 4-е изд. — М.: Химия, 1991. — 448 с. — ISBN 5-7245-0191-0.
Использование алкенов в промышленности
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013. Chapter P-15.1.7.2.2 (англ.) / Henri A. Favre, Warren H. Powell, International Union of Pure and Applied Chemistry. — Cambridge: Royal Soc. of Chemistry [u.a.], 2014. — 1568 p. — ISBN 978-0-85404-182-4. Архивировано 14 февраля 2024 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 Травень В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 т / В.Ф.Травень. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — Т. 1. — 727 с. — ISBN 5-94628-171-2.
- ↑ 1 2 3 Мазалов Л.Н. Электронно-структурные факторы в экстракции . Журнал структурной химии. ИНХ СО РАН (17 октября 2002). Дата обращения: 24 июля 2009. Архивировано из оригинала 20 сентября 2008 года.
- ↑ Случайные открытия. Этилен . Занимательная химия. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 19 мая 2007 года.
- ↑ Открытие этилена (pdf). Открытия в органической химии и биохимии. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 2 июня 2013 года.
- ↑ 1 2 Меншуткин Н. Очеркъ развитія химическихъ воззрҌній. — С-Петербургъ: Тип. В.Демакова, 1888. — С. 252—264.
- ↑ Фигуровский Н.А. История химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по хим. и биол. спец. — М.: Просвещение, 1979. — С. 102.
- ↑ Соловьев Ю. И. История химии: Развитие химии с древнейших времен до конца XIX в. Пособие для учителей. — 2-е изд., перераб. — М.: Просвещение, 1983. — С. 208.
- ↑ В природе существует большое количество соединений с двойными связями, например терпены или каротиноиды, однако их относят к отдельным классам соединений и в настоящей статье они не рассматриваются.
- ↑ 1 2 Вредные вещества. Непредельные углеводороды этиленового ряда (алкены) . Новый справочник химика и технолога. Chemanalytica.com. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 16 января 2012 года.
- ↑ Непредельные, или ненасыщенные, углеводороды ряда этилена (алкены) . Органическая химия. Chemistry.narod.ru. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 28 мая 2013 года.
- ↑ Свойства органических соединений. Справочник. / Под. ред. А. А. Потехина. Л. Химия. — 1984. — 520 с.
- ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1979 (англ.). Nobel Prize in Chemistry. The Official Web Site of the Nobel Foundation. Дата обращения: 25 июля 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure / Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой. — М.: Мир, 1988. — Т. 3. — 459 с.
- ↑ Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии = Basic principles of organic chemistry / Под редакцией академика Несмеянова А.Н.. — 2-е, дополненное. — М.: Мир, 1978. — Т. 1. — С. 227—228.
- ↑ Кондакова реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 2. — С. 887—888.
- ↑ Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure / Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой. — М.: Мир, 1988. — Т. 2. — 504 с.
- ↑ Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И. Карбены и карбеноиды (раздел 4.7.) . Алкены (часть II). Химический факультет МГУ. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 5 декабря 2011 года.
- ↑ Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure / Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой. — М.: Мир, 1988. — Т. 1. — С. 253.
- ↑ 1 2 3 4 Ли Дж. Именные реакции. Механизмы органических реакций = Name reactions / Пер. с англ. В.М.Демьянович. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. — 456 с. — ISBN 5-94774-368-X.
- ↑ 1 2 3 Курц А Л., Ливанцов М.В., Ливанцова Л.И. Химические свойства алкенов (раздел 4.) . Алкены (часть II). Химический факультет МГУ. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 20 января 2012 года.
- ↑ Макквиллин Ф. Дж. Гомогенное гидрирование в органической химии = Homogeneous hydrogenation in organic chemistry / Пер. с англ. Н.М.Лойма. — М.: Химия, 1980. — 160 с.
- ↑ Воля-Циглера реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 824—825.
- ↑ 1 2 3 4 5 Хейнс А. Методы окисления органических соединений: Алканы, алкены, алкины и арены = Methods for the oxidation of organic compounds: Alkanes, Alkenes, Alkynes and Arenes / Перевод с англ., под редакцией И.П. Белецкой. — М.: Мир, 1988. — 400 с. — ISBN 5-03-000149-2.
- ↑ Прилежаева реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 4. — С. 169.
- ↑ 1 2 3 Фальбе Ю. Синтез на основе окиси углерода / Пер. с нем. — Л., 1971.
- ↑ The Nobel Prize in Chemistry 2005 (англ.). Nobel Prize in Chemistry. The Official Web Site of the Nobel Foundation. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
- ↑ Механизм реакции метатезиса (jpg). Сайт журнала "Наука и жизнь". Дата обращения: 22 июля 2009. (недоступная ссылка)
- ↑ Нобелевскую премию по химии присудили Иву Шавену, Роберту Груббсу и Ричарду Шроку . Новости. Lenta.ru (5 октября 2005). Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 27 сентября 2011 года.
- ↑ Метатезис в водной среде . Новости химической науки. Портал Chemport.ru (9 февраля 2008). Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 25 марта 2013 года.
- ↑ Олефины // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 3. — С. 737—740.
- ↑ Дегидрирование алканов (раздел 2.5.3.) . Интерактивный мультимедиа учебник "Органическая химия". Самарский ГУ, Кафедра органической, биорганической и медицинской химии. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года.
- ↑ Алкены и алкадиены из алканов . Нефтехимия. Chemistry.narod.ru. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано из оригинала 16 октября 2009 года.
- ↑ Катализаторы дегидрирования // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 2. — С. 670—671.
- ↑ 1 2 3 4 5 Нейланд О. Я. Органическая химия: Учеб. для хим. вузов. — М.: «Высшая школа», 1990. — 750 с. — ISBN 5-06-001471-1.
- ↑ Матьё Ж., Панико Р., Вейль-Рейналь Ж. Изменение и введение функций в органическом синтезе = L'amenagement fonctionnel en synthese organique / Перевод с французского С.С. Юфита. — М.: «Мир», 1980. — С. 169.
- ↑ Керри Ф, Сандберг Р. Книга первая. Структура и механизмы // Углубленный курс органической химии / Пер. с англ., под редакцией проф. В.М.Потапова. — М.: Химия, 1981. — С. 54—59.
- ↑ Хорнера реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 5. — С. 606—607.
- ↑ Реакция Чугаева . Именные органические реакции. Иркутский государственный университет. Химический факультет. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано из оригинала 19 апреля 2011 года.
- ↑ Аммониевые соединения // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 278—280.
- ↑ 1 2 3 Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Углубленный курс для университетов и химических вузов: в 4-х томах = Advanced organic chemistry. Reactions, Mechanisms and Structure / Пер. с англ., под редакцией И.П.Белецкой. — М.: Мир, 1988. — Т. 4. — С. 49—53.
- ↑ Реакция Бурда . Именные органические реакции. Иркутский государственный университет. Химический факультет. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано из оригинала 10 апреля 2013 года.
- ↑ Бэмфорда-Стивенса реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 658.
- ↑ Дядченко В.П., Андресюк А.Н, Белоглазкина Е.К., Брусова Г.П. Использование защитных групп в синтезе . Планирование многостадийных синтезов. Химический факультет МГУ (2003). Дата обращения: 25 июля 2009. Архивировано 4 марта 2016 года.
- ↑ Перкина реакция // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 3. — С. 965—966.
- ↑ Шрайнер Р., Фьюзон Р., Кёртин Д., Моррилл Т. Идентификация органических соединений . Химический каталог. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 25 ноября 2019 года.
- ↑ Вульфсон Н.С., Заикин В.Г., Микая А.И. Масс-спектрометрия органических соединений. — Химия. — М., 1986. — С. 31.
- ↑ Микая А.И., Сметанин В.И., Заикин В.Г. // Серия химическая : Сб. — Известия АН СССР, 1982. — С. 2214.
- ↑ Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. — М.: Высшая школа, 1971. — С. 66—67.
- ↑ Браун Д., Флойд А., Сейнзбери М. Спектроскопия органических веществ = Organic Spectroscopy / Пер. с англ. А. А. Кирюшкина. — М.: Мир, 1992. — С. 50. — ISBN 5-03-002111-6.
- ↑ 1 2 Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И. ЯМР-спектроскопия в органической химии / Под ред. Ершова Б.А.. — 2-е изд., перераб. — Л.: Химия, 1983. — С. 157—158.
- ↑ Прогноз рынка этилена . Конъюнктура. Товары и рынки. Российский Центр внешней торговли. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 30 декабря 2012 года.
- ↑ Этилен, этен . Статьи о газах. Компания "НИИ КМ". Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 8 декабря 2011 года.
- ↑ 1 2 Мировой рынок пропилена . Ssa.ru. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 20 сентября 2011 года.
- ↑ Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену . Аналитический портал химической промышленности: Новые химические технологии. Дата обращения: 22 июля 2009. Архивировано 15 июля 2014 года.
- ↑ Бутены // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 638—640.
Эта статья входит в число хороших статей русскоязычного раздела Википедии. |