Алкените са ценни "преходни" вещества. С тяхна помощ можете да получите алкани, алкини, халогенни производни, алкохоли, полимери и други. Основният проблем на ненаситените въглеводороди е почти пълното им отсъствие в природата; в по-голямата си част веществата от тази конкретна серия се добиват в лаборатория чрез химичен синтез. За да разберете особеностите на реакциите за получаване на алкени, трябва да разберете тяхната структура.
Какво са алкените?
Алкените са органични вещества, които се състоят от въглеродни и водородни атоми. Характеристика на тази серия са двойните ковалентни връзки: сигма и пи. Те определят химичните и физичните свойства на веществата. Тяхната точка на топене е по-ниска от тази на съответните алкани. Също така, алкените се различават от тази "основна" серия от въглеводороди по наличието на реакция на присъединяване, която се случва чрез разрушаване на пи връзката. Те се характеризират с четири вида изомерия:
- според позицията на двойната връзка;
- за промени в въглеродния скелет;
- междукласов (с циклоалкани);
- геометричен (цис- и транс-).
Друго име за товаредица вещества - олефини. Това се дължи на сходството им с многовалентни карбоксилни киселини, които имат двойна връзка в състава си. Номенклатурата на алкените се различава по това, че първият атом във въглеродната верига се определя от поставянето на множествена връзка, чиято позиция също е посочена в името на веществото.
Крекингът е основният начин за извличане на алкени
Крекингът е вид рафиниране на масло при високи температури. Основната цел на този процес е извличането на вещества с по-ниско молекулно тегло. Крекинг за получаване на алкени възниква по време на разграждането на алканите, които са част от петролните продукти. Това се случва при температури от 400 до 700 °C. В хода на тази реакция за получаване на алкени, в допълнение към веществото, което е било целта на нейното осъществяване, се образува алкан. Общият брой въглеродни атоми преди и след реакцията е еднакъв.
Други промишлени методи за получаване на алкени
Не можете да продължите да говорите за алкени, без да споменете реакцията на дехидрогениране. За изпълнението му се взема алкан, в който може да се образува двойна връзка след елиминирането на два водородни атома. Тоест метанът няма да влезе в тази реакция. Следователно редица алкени започват от етилен. Специални условия за реакцията са повишена температура и катализатор. Никеловият или хромов (III) оксид може да действа като последния. Резултатът от реакцията ще бъде алкен с подходящ брой въглеродни атоми и безцветен газ (водород).
Друг промишлен метод за получаване на вещества от тази серия е хидрогенирането на алкините. Тази реакция за получаване на алкени протича при повишени температури и с участието на катализатор (никел или платина). Механизмът на хидрогениране се основава на прекъсване на една от двете пи връзки на предоставения алкин, след което се добавят водородни атоми на местата на разрушаване.
Лабораторен метод с използване на алкохол
Един от най-простите и евтини начини е интрамолекулярната дехидратация, тоест елиминирането на водата. Когато пишете уравнението на реакцията, си струва да запомните, че то ще се проведе според правилото на Зайцев: водородът ще се отдели от най-малко хидрогенирания въглероден атом. Температурата трябва да е над 150°C. Като катализатор трябва да използвате вещества с хигроскопични свойства (способни да изтеглят влага), например сярна киселина. Ще се образува двойна връзка на мястото на разделяне на хидроксилната група и водорода. Резултатът от реакцията ще бъде съответния алкен и една водна молекула.
Лабораторно базирани хало производни
Има още два лабораторни метода. Първият е действието на алкален разтвор върху алканови производни, които имат един халогенен атом в състава си. Този метод се нарича дехидрохалогениране, тоест елиминиране на водородни съединения с неметални елементи от седма група (флуор, бром, хлор, йод). Изпълнението на реакционния механизъм, както и в предишния случай, протича по правилотоЗайцев. Каталитичните условия са алкохолен разтвор и повишена температура. След реакцията се образува алкен, сол на алкален метален елемент и халоген, вода.
Вторият метод е много подобен на предишния. Извършва се с помощта на алкан, който има два халогена в състава си. Такова вещество се влияе от активен метал (цинк или магнезий) в присъствието на алкохолен разтвор и повишена температура. Реакцията ще се осъществи само ако водородът бъде заменен с халоген при два съседни въглеродни атома, ако условието не е изпълнено, тогава двойната връзка не се образува.
Защо да приемате цинк и магнезий? По време на реакцията металът се окислява, което може да дари два електрона и два халогена се елиминират. Ако вземете алкални елементи, те ще реагират с вода, която е част от алкохолния разтвор. Що се отнася до металите, които са след магнезия и цинка в поредицата Бекетов, те ще бъдат твърде слаби.
