Взаимодействие пропена с хлором на свету относится
Арены - ароматические углеводороды, содержащие одно или несколько бензольных колец. Бензольное кольцо составляют 6 атомов углерода, между которыми чередуются двойные и одинарные связи.
Важно заметить, что двойные связи в молекуле бензола не фиксированы, а постоянно перемещаются по кругу.
Арены также называют ароматическими углеводородами. Первый член гомологического ряда - бензол - C6H6. Общая формула их гомологического ряда - CnH2n-6.
Долгое время структурная формула бензола оставалась тайной. Предложенная Кекуле формула с двумя тройными связями не могла объяснить то, что бензол не вступает в реакции присоединения. Как уже было сказано выше, по современным представлениям, двойные связи в молекуле постоянно перемещают, поэтому правильнее рисовать их в виде кольца.
За счет чередования двойных связей в молекуле бензола формируется сопряжение. Все атомы углерода находятся в состоянии sp 2 гибридизации. Валентный угол - 120°.
Названия аренов формируются путем добавления названий заместителей к главной цепи - бензольному кольцу: бензол, метилбензол (толуол), этилбензол, пропилбензол и т.д. Заместители, как обычно, перечисляются в алфавитном порядке. Если в бензольном кольце несколько заместителей, то выбирают кратчайший путь между ними.
Для аренов характерна структурная изомерия, связанная с положением заместителей. Например, два заместителя в бензольном кольце могут располагаться в разных положениях.
Название положения заместителей в бензольном кольце формируется на основе их расположения относительно друг друга. Оно обозначается приставками орто-, мета- и пара. Ниже вы найдете мнемонические подсказки для их успешного запоминания ;)
Арены получают несколькими способами:
-
Реакция Зелинского (тримеризация ацетилена)
Данная реакция протекает при пропускании ацетилена над активированным углем при t = 400°C. В результате образуется ароматический углеводород - бензол.
В случае, если к ацетилену добавить пропин, то становится возможным получение толуола. Увеличивая долю пропина, в конечном итоге можно добиться образования 1,3,5-триметилбензола.
В ходе таких реакций, протекающих при повышенной температуре и в присутствии катализатора - Cr2O3, линейная структура алкана замыкается в цикл, отщепляется водород.
При дегидроциклизации гептана получается толуол.
В результате дегидрирования уже "готовых" циклов - циклоалканов, отщепляются 3 моль водорода, и образуется соответствующий арен, с теми же заместителями, которые были у циклоалкана.
Синтез Дюма заключается в сплавлении солей карбоновых кислот с щелочами. В результате такой реакции возможно образование различных органических веществ, в том числе аренов.
Арены - ароматические углеводороды, которые содержат бензольное кольцо с сопряженными двойными связями. Эта особенность делает реакции присоединения тяжело протекающими (и тем не менее возможными!)
Запомните, что, в отличие от других непредельных соединений, бензол и его гомологи не обесцвечивают бромную воду и раствор перманганата калия.
При повышенной температуре и наличии катализатора, водород способен разорвать двойные связи в бензольном кольце и превратить арен в циклоалкан.
Реакция бензола с хлором на свету приводит к образованию гексахлорциклогексана, если же использовать только катализатор, то образуется хлорбензол.
Реакции с толуолом протекают иначе: при УФ-свете хлор направляется в радикал метил и замещает атом водорода в нем, при действии катализатора хлор замещает один атом водорода в бензольном кольце (в орто- или пара-положении).
Почему хлор направляется именно в орто- и пара-положения относительно метильной группы? Здесь самое время коснуться темы ориентантов I (орто-, пара-ориентантов) и II порядков (мета-ориентанты).
К ориентантам первого порядка относятся группы: NH2, OH, OR, CR3, CHR2, CH 2R, галогены. К ориентантам второго: NO2, CN, SO3H, CCl3, CHO, COOH, COOR.
Например, ориентант I порядка, гидроксогруппа OH, обеспечивает протекание хлорирования в орто- и пара-положениях. А карбоксильная группа COOH, ориентант II порядка, обуславливает хлорирование в мета-положениях.
Арены вступают в реакции нитрования, протекающие при повышенной температуре и в присутствии серной кислоты, обладающей водоотнимающими свойствами.
Алкилирование аренов осуществляется путем введения алкильного радикала в молекулу бензола. Алкильным радикалом чаще всего выступает алкен или галогеналкан.
В случае если для алкилирования используется алкен, то с молекулой бензола соединяется наименее гидрированный атом углерода алкена, прилежащий к двойной связи. Один атом водорода переходит из бензольного кольца к радикалу.
Арены, как и все органические вещества, сгорают с образованием углекислого газа и воды.
При неполном окислении гомологи бензола способны окисляться до бензойной кислоты (при подкислении раствора серной кислотой). Сам бензол не вступает в реакцию окисления с KMnO4, не обесцвечивает его раствор.
В реакцию полимеризации способен вступать стирол (винилбензол), в радикале которого содержится двойная связь.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
1. B 33 № 1602. Толуол вступает в реакцию
2) с аммиачным раствором оксида серебра
3) с раствором перманганата калия
2. B 33 № 1767. Взаимодействие этилбензола с хлором на свету
1) является реакцией замещения
2) является реакцией присоединения
3) протекает с участием свободных радикалов
4) приводит к изменению углеродного скелета
5) не затрагивает ароматическую систему
6) приводит к образованию единственного монохлорпроизводного
___ | ___ | ___ |
3. B 33 № 1810. Взаимодействие этилбензола с бромом в присутствии железа
1) является реакцией присоединения
2) является реакцией замещения
3) протекает по механизму электрофильного замещения
4) приводит к разрушению ароматической системы
5) приводит к образованию нескольких монобромпроизводных
6) приводит к изменению углеродного скелета
___ | ___ | ___ |
4. B 33 № 1853. Взаимодействие стирола с хлороводородом
1) относится к реакции присоединения
2) протекает по радикальному механизму
3) протекает с разрывом
-связи
4) протекает в соответствии с правилом Марковникова
5) приводит к образованию пара-хлорстирола
6) является каталитической реакцией
___ | ___ | ___ |
5. B 33 № 1896. Взаимодействие пропена с хлором на свету
1) относится к реакции присоединения
2) протекает по радикальному механизму
3) протекает с разрывом
-связи
4) протекает в соответствии с правилом Марковникова
5) приводит к образованию 3-хлорпропена
6) является каталитической реакцией
___ | ___ | ___ |
6. B 33 № 2013. Углеводороды, которые окисляются подкисленным раствором перманганата калия, -
___ | ___ | ___ |
7. B 33 № 2056. Углеводороды, которые обесцвечивают бромную воду,
___ | ___ | ___ |
8. B 33 № 2099. Взаимодействие 2-метилпропана и брома при комнатной температуре на свету
1) является каталитическим процессом
2) приводит к преимущественному образованию 2-бром-2-метилпропана
3) относится к реакциям замещения
4) происходит с разрывом связи С−С
5) протекает по радикальному механизму
6) приводит к преимущественному образованию 1-бром-2-метил пропана
___ | ___ | ___ |
9. B 33 № 2142. Взаимодействие толуола с хлором на свету
1) относится к реакции замещения
2) протекает по радикальному механизму
3) протекает с разрывом С−С - связи
4) сопровождается поглощением тепла
5) приводит к преимущественному образованию 2-хлортолуола
6) является каталитической реакцией
___ | ___ | ___ |
10. B 33 № 2185. Толуол в определённых условиях может реагировать с
___ | ___ | ___ |
11. B 33 № 2228. 1,2-диметилбензол в определённых условиях может реагировать с
___ | ___ | ___ |
12. B 33 № 3373. Реакция бензола с концентрированной азотной кислотой в присутствии серной кислоты проходит
1) как реакция присоединения
2) как реакция замещения
3) с разрушением ароматической системы
4) с образованием единственного мононитропроизводного
5) с участием ионов
6) с участием свободных радикалов
13. B 33 № 3415. Реакция толуола с бромом в присутствии бромида железа(III) проходит
1) как реакция замещения
2) с изменением углеродного скелета
3) по радикальному механизму
4) по ионному механизму
5) с образованием нескольких монобромпроизводных
6) с образованием одного монобромпроизводного
14. B 33 № 3482. Реакция толуола с бромом в присутствии бромида железа(III) проходит
1) как реакция замещения
2) с изменением углеродного скелета
3) по радикальному механизму
4) по ионному механизму
5) с образованием нескольких монобромпроизводных
6) с образованием одного монобромпроизводного
15. B 33 № 3525. Реакция пропена с водой
1) – это реакция замещения
2) протекает с участием свободных радикалов
3) приводит к разрыву
-связи углерод-углерод
4) приводит к разрыву
-связи углерод-углерод
5) требует участия катализатора
6) протекает с образованием двух продуктов — основного и побочного
16. B 33 № 3567. Реакция пропана с бромом
1) – это реакция присоединения
2) протекает с участием свободных радикалов
3) приводит к разрыву
-связи углерод-углерод
4) приводит к разрыву
-связи углерод-углерод
5) происходит при нагревании или освещении
6) протекает с образованием двух монобромпроизводных
17. B 33 № 3612. При присоединении бромоводорода к пропену
1) разрывается
-связь
2) образуется дибромалкан
3) преимущественно образуется 2-бромпропан
4) образуются 1-бромпропан и 2-бромпропан в равных соотношениях
5) происходит промежуточное образование катиона
6) происходит промежуточное образование радикала
18. B 33 № 3654. При присоединении воды к бутену-2
1) разрывается
связь
2) соблюдается правило В.В. Марковникова
3) образуется бутаналь
4) образуется только один спирт
5) происходит промежуточное образование катиона
6) происходит промежуточное образование радикала
19. B 33 № 3717. Какие вещества присоединяются к пропену в соответствии с правилом В.В. Марковникова?
20. B 33 № 3759. Правило В.В. Марковникова применимо к реакции с водой следующих алкенов:
21. B 33 № 3801. Для пропена характерна(-о)
1) реакция полимеризации
2) наличие двойной связи в молекуле
3) взаимодействие с
4) реакция изомеризации
5) взаимодействие с
6) реакция гидратации
22. B 33 № 3843. Для этина характерна(-о)
1) реакция этерификации
2) наличие двойной связи в молекуле
3) реакция изомеризации
4) взаимодействие с
5) реакция гидрирования
6) реакция тримеризации
23. B 33 № 3885. Для этана характерна(-о)
1) sp 3 -гибридизация атомов углерода
2) наличие двойной связи в молекуле
3) реакция изомеризации
4) взаимодействие с хлороводородом
5) реакция радикального замещения
6) взаимодействие с бромом
24. B 33 № 3928. Взаимодействие толуола с бромом на свету
1) — это реакция замещения
2) протекает с изменением углеродного скелета
3) приводит к образованию нескольких монобромпроизводных
4) происходит с участием свободных радикалов
5) происходит с участием ионов
6) не требует катализатора
25. B 33 № 3970. Взаимодействие толуола с бромом в присутствии железа
1) — это реакция замещения
2) — это реакция присоединения
3) протекает с изменением углеродного скелета
4) приводит к образованию нескольких монобромпроизводных
5) происходит с участием ионов
6) происходит с участием свободных радикалов
Дата добавления: 2015-07-26 ; просмотров: 267 | Нарушение авторских прав
Алкены – это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствует одна двойная связь между атомами углерода С=С.
Наличие двойной связи между атомами углерода очень сильно меняет свойства углеводородов.
Алкены – непредельные углеводороды, в молекулах которых есть одна двойная связь. Строение и свойства двойной связи определяют характерные химические свойства алкенов.
Двойная связь состоит из σ-связи и π-связи. Рассмотрим характеристики одинарной связи С-С и двойной связи С=С:
Энергия связи, кДж/моль | Длина связи, нм | |
С-С | 348 | 0,154 |
С=С | 620 | 0,133 |
Можно примерно оценить энергию π-связи в составе двойной связи С=С:
Таким образом, π-связь — менее прочная, чем σ-связь. Поэтому алкены вступают в реакции присоединения, сопровождающиеся разрывом π-связи. Присоединение к алкенам может протекать по ионному и радикальному механизмам.
Для алкенов также характерны реакции окисления и изомеризации. Окисление алкенов протекает преимущественно по двойной связи, хотя возможно и жесткое окисление (горение).
1. Реакции присоединения
Для алкенов характерны реакции присоединения по двойной связи С=С, при которых протекает разрыв пи-связи в молекуле алкена.
Алкены реагируют с водородом при нагревании и под давлением в присутствии металлических катализаторов (Ni, Pt, Pd и др.).
Например, при гидрировании бутена-2 образуется бутан. |
Реакция протекает обратимо. Для смещения равновесия в сторону образования бутана используют повышенное давление. |
Присоединение галогенов к алкенам происходит даже при комнатной температуре в растворе (растворители — вода, CCl4).
При взаимодействии с алкенами красно-бурый раствор брома в воде (бромная вода) обесцвечивается. Это качественная реакция на двойную связь. |
Например, при бромировании пропилена образуется 1,2-дибромпропан, а при хлорировании — 1,2-дихлорпропан. |
Реакции протекают в присутствии полярных растворителей по ионному (электрофильному) механизму.
Алкены присоединяют галогеноводороды. Реакция идет по механизму электрофильного присоединения с образованием галогенопроизводного алкана.
Например, при взаимодействии этилена с бромоводородом образуется бромэтан. |
При присоединении полярных молекул к несимметричным алкенам образуется смесь изомеров. При этом выполняется правило Марковникова.
Правило Марковникова: при присоединении полярных молекул типа НХ к несимметричным алкенам водород преимущественно присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи. |
Например, при присоединении хлороводорода HCl к пропилену атом водорода преимущественно присоединяется к атому углерода группы СН2=, поэтому преимущественно образуется 2-хлорпропан. |
Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.
Например, при взаимодействии этилена с водой образуется этиловый спирт. |
Гидратация алкенов также протекает по ионному (электрофильному) механизму.
Для несимметричных алкенов реакция идёт преимущественно по правилу Марковникова.
Например, при взаимодействии пропилена с водой образуется преимущественно пропанол-2. |
Полимеризация — это процесс многократного соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг с другом с образованием высокомолекулярного вещества (полимера).
nM → Mn (M – это молекула мономера)
Например, при полимеризации этилена образуется полиэтилен, а при полимеризации пропилена — полипропилен. |
2. Окисление алкенов
Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).
В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.
Каталитическое окисление протекает под действием катализатора.
Взаимодействие этилена с кислородом в присутствии солей палладия протекает с образованием этаналя (уксусного альдегида) |
Взаимодействие этилена с кислородом в присутствии серебра протекает с образованием эпоксида |
Мягкое окисление протекает при низкой температуре в присутствии перманганата калия. При этом раствор перманганата обесцвечивается.
В молекуле алкена разрывается только π-связь и окисляется каждый атом углерода при двойной связи.
При этом образуются двухатомные спирты (диолы).
Например, этилен реагирует с водным раствором перманганата калия при низкой температуре с образованием этиленгликоля (этандиол-1,2) |
При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) происходит полный разрыв двойной связи С=С и связей С-Н у атомов углерода при двойной связи. При этом вместо разрывающихся связей образуются связи с кислородом.
Так, если у атома углерода окисляется одна связь, то образуется группа С-О-Н (спирт). При окислении двух связей образуется двойная связь с атомом углерода: С=О, при окислении трех связей — карбоксильная группа СООН, четырех — углекислый газ СО2.
Поэтому можно составить таблицу соответствия окисляемого фрагмента молекулы и продукта:
Окисляемый фрагмент | KMnO4, кислая среда | KMnO4, H2O, t |
>C= | >C=O | >C=O |
-CH= | -COOH | -COOK |
CH2= | CO2 | K2CO3 |
При окислении бутена-2 перманганатом калия в среде серной кислоты окислению подвергаются два фрагмента –CH=, поэтому образуется уксусная кислота:
При окислении метилпропена перманганатом калия в присутствии серной кислоты окислению подвергаются фрагменты >C= и CH2=, поэтому образуются углекислый газ и кетон:
При жестком окислении алкенов в нейтральной среде образующаяся щелочь реагирует с продуктами реакции окисления алкена, поэтому образуются соли (кроме реакций, где получается кетон — кетон со щелочью не реагирует).
Например, при окислении бутена-2 перманганатом калия в воде при нагревании окислению подвергаются два фрагмента –CH=, поэтому образуется соль уксусной кислоты – ацетат калия: |
Например, при окислении метилпропена перманганатом калия в воде при нагревании окислению подвергаются фрагменты >C= и CH2=, поэтому образуются карбонат калия и кетон: |
Взаимодействие алкенов с хроматами или дихроматами протекает с образованием аналогичных продуктов окисления.
Алкены, как и прочие углеводороды, горят в присутствии кислорода с образованием углекислого газа и воды.
В общем виде уравнение сгорания алкенов выглядит так:
Например, уравнение сгорания пропилена: |
Алкены с углеродной цепью, содержащей более двух атомов углерода, могут вступать в реакции замещения в боковой цепи, как алканы.
При взаимодействии алкенов с хлором или бромом при нагревании до 500 о С или на свету происходит не присоединение, а радикальное замещение атомов водорода в боковой цепи. При этом хлорируется атом углерода, ближайший к двойной связи.
Например, при хлорировании пропилена на свету образуется 3-хлорпропен-1 |
При нагревании в присутствии катализаторов (Al2O3) алкены вступают в реакцию изомеризации. При этом происходит либо перемещение двойной связи, либо изменение углеродного скелета. При изомеризации из менее устойчивых алкенов образуются более устойчивые. Как правило, двойная связь перемещается в центр молекулы.
Читайте также: