Реакции присоединения.

Химические свойства.

Реакционная способность алкенов связана с наличием в молекуле двойной углерод-углеродной связи.

Для алкенов характерны реакции:

· Присоединение;

· Окисление;

· Полимеризация;

· Замещение.

1) Присоединение водорода (гидрирование):

СН₂=СН₂ + Н₂ ¾¾® СН₃-СН₃

Гидрирование происходит в присутствии катализаторов – Pt, Pd, Ni при комнатной температуре.

Правило Лебедева – чем больше заместителей вокруг двойной связи, тем труднее идет гидрирование, т.к. заместители экранируют двойную связь:

СН₃-С = С-СН₃ + Н₂ ¾¾®

ï ï

СН₃ СН₃

2) Присоединение галогенов (галогенирование):

СН₂=СН₂ + Br₂ ¾¾® СН₂-СН₂

ï ï

Br Br

Реакция протекает очень легко и служит качественной реакцией на двойную связь. Механизм реакции – электрофильное присоединение (А_Е). Галоген выступает в роли электрофила. Скорость реакции зависит от природы галогена и возрастает в ряду:

I₂ < Br₂ <Cl₂ < F₂Реакция с I₂ – обратима, тогда как с F₂ идет со взрывом.

Реакция присоединения зависит также от строения алкена и протекает тем легче, чем больше алкильных заместителей находится при двойной связи. Алкильные радикалы увеличивают электронную плотность p-электронного облака и, следовательно, повышают основность, облегчая его взаимодействие с электрофилом. Так, тетраметилэтилен реагирует в 14 раз быстрее этилена.

Механизм реакции:

В молекуле галогена происходит гетеролитический разрыв связи:

Br : Br ¾¾® Br⁺+ Br^-

₊ + Br^-

CH₂=CH₂ + Br⁺ ¾¾® CH₂-CH₂ ¾¾® СН₂-CH₂ ¾¾® СН₂-CH₂

быстро медленно ï ï ï

Br⁺ Br Br Br

p-комплекс s-комплекс

(карбокатион)

3) Присоединение галогеноводородов (гидрогалогенирование):

К двойной связи могут присоединяться все галогеноводороды. Реакция протекает по правилу Марковникова: водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.

СН₃-CH=СН₂ + НСl ¾¾® СН₃-CH-СН₃

Сl

СН₃-CH₂-СН₂Сl

Механизм реакции А_Е. Реакционная способность галогеноводородов увеличивается с повышением кислотности:

HF < HCl < HBr < HI

4) Присоединение воды (гидратация):

СН₃-CH=СН₂ + НОН ¾¾® СН₃-CH-СН₃

ОН пропанол-2

Вода без катализатора непосредственно не присоединяется к алкенам. Для осуществления реакции необходимо присутствие каталитических количеств сильной кислоты (Н₂SO₄, HNO₃). Присоединение проходит по правилу Марковникова.

Механизм реакции:

На первой стадии атака алкена протоном приводит к разрыву p-связи и образованию s-комплекса (карбокатиона). Это медленная стадия, определяющая скорость всего процесса. На второй стадии карбокатион взаимодействует с нуклеофилом. В разбавленном растворе кислоты нуклеофильными реагентами являются молекулы воды. На третьей, быстрой стадии происходит отщепление протона от алкилоксониевого иона вследствие кислотно-основного взаимодействия:

Н Н О Н ОН

Н⁺ï ₊ Н₂О ï ï -Н⁺ ï ï

>С=С< ¾¾® -С-С< ¾¾® -С-С- ¾¾® -С-С-

медленно ï быстро ï ï ï ï

алкен карбокатион алкилоксониевый ион спирт

5) Присоединение серной кислоты (сульфирование):

СН₂=СН₂ + Н₂SO₄ ¾¾® СН₃-СН₂-ОSO₃H

этилгидросульфат