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: