Alkener är värdefulla "övergångsämnen". Med deras hjälp kan du få alkaner, alkyner, halogenderivat, alkoholer, polymerer och andra. Huvudproblemet med omättade kolväten är deras nästan fullständiga frånvaro i naturen; för det mesta bryts ämnen i denna speciella serie i laboratoriet genom kemisk syntes. För att förstå egenskaperna hos reaktionerna för att erhålla alkener måste du förstå deras struktur.
Vad är alkener?
Alkener är organiska ämnen som består av kol- och väteatomer. En egenskap hos denna serie är dubbla kovalenta bindningar: sigma och pi. De bestämmer ämnens kemiska och fysikaliska egenskaper. Deras smältpunkt är lägre än den för motsvarande alkaner. Även alkener skiljer sig från denna "grundläggande" serie av kolväten genom närvaron av en additionsreaktion, som sker genom att pi-bindningen bryts. De kännetecknas av fyra typer av isomerism:
- enligt dubbelbindningens position;
- för förändringar i kolskelettet;
- interclass (med cykloalkaner);
- geometrisk (cis- och trans-).
Ett annat namn för dettaett antal ämnen - olefiner. Detta beror på deras likhet med flervärda karboxylsyror, som har en dubbelbindning i sin sammansättning. Alkenernas nomenklatur skiljer sig genom att den första atomen i kolkedjan bestäms av placeringen av en multipelbindning, vars position också anges i ämnets namn.
Cracking är det huvudsakliga sättet att extrahera alkener
Cracking är en typ av oljeraffinering vid höga temperaturer. Huvudmålet med denna process är utvinning av ämnen med lägre molekylvikt. Sprickbildning för att producera alkener sker under nedbrytningen av alkaner, som ingår i petroleumprodukter. Detta sker vid temperaturer från 400 till 700 °C. Under denna reaktion för att erhålla alkener, utöver det ämne som var syftet med dess genomförande, bildas en alkan. Det totala antalet kolatomer före och efter reaktionen är detsamma.
Andra industriella metoder för att erhålla alkener
Du kan inte fortsätta prata om alkener utan att nämna dehydreringsreaktionen. För dess implementering tas en alkan, i vilken en dubbelbindning kan bildas efter eliminering av två väteatomer. Det vill säga, metan kommer inte in i denna reaktion. Därför utgår ett antal alkener från eten. Speciella betingelser för reaktionen är förhöjd temperatur och en katalysator. Nickel eller krom(III)oxid kan fungera som det senare. Resultatet av reaktionen blir en alken med lämpligt antal kolatomer och en färglös gas (väte).
En annan industriell metod för att erhålla ämnen i denna serie är hydrering av alkyner. Denna reaktion för att erhålla alkener äger rum vid förhöjda temperaturer och med deltagande av en katalysator (nickel eller platina). Hydrogeneringsmekanismen är baserad på att bryta en av de två pi-bindningarna i den tillhandahållna alkynen, varefter väteatomer tillsätts vid destruktionsställena.
Laboratoriemetod med alkohol
Ett av de enklaste och billigaste sätten är intramolekylär uttorkning, det vill säga eliminering av vatten. När du skriver reaktionsekvationen är det värt att komma ihåg att det kommer att utföras enligt Zaitsev-regeln: väte kommer att delas av från den minst hydrerade kolatomen. Temperaturen måste vara över 150°C. Som katalysator måste du använda ämnen med hygroskopiska egenskaper (som kan dra fukt), till exempel svavelsyra. En dubbelbindning kommer att bildas vid platsen för separationen av hydroxylgruppen och väte. Resultatet av reaktionen blir motsvarande alken och en vattenmolekyl.
Laboratoriebaserade haloderivat
Det finns ytterligare två laboratoriemetoder. Den första är verkan av en alkalilösning på alkanderivat, som har en halogenatom i sin sammansättning. Denna metod kallas dehydrohalogenering, det vill säga eliminering av väteföreningar med icke-metalliska element i den sjunde gruppen (fluor, brom, klor, jod). Implementeringen av reaktionsmekanismen, som i föregående fall, fortsätter enligt regelnZaitsev. De katalytiska förhållandena är en alkohollösning och en förhöjd temperatur. Efter reaktionen bildas en alken, ett s alt av ett alkalimetallelement och en halogen, vatten.
Den andra metoden är mycket lik den föregående. Det utförs med hjälp av en alkan, som har två halogener i sin sammansättning. Ett sådant ämne påverkas av en aktiv metall (zink eller magnesium) i närvaro av en alkohollösning och förhöjd temperatur. Reaktionen kommer endast att ske om vätet ersätts med en halogen vid två angränsande kolatomer, om villkoret inte är uppfyllt, bildas inte dubbelbindningen.
Varför ta zink och magnesium? Under reaktionen oxideras metallen, vilket kan donera två elektroner, och två halogener elimineras. Om du tar alkaliska grundämnen kommer de att reagera med vatten, som är en del av alkohollösningen. När det gäller metallerna som är efter magnesium och zink i Beketov-serien kommer de att vara för svaga.
