Основные химические свойства алканов

Способы получения алканов

электролизом (синтез Кольбе) - для получения симметричных алканов:

декарбоксилированием путем сплавления с твердой щелочью - универсальный способ получения алканов:

3. Из галогенопроизводных углеводородов:

 

а) взаимодействием галогеналканов с металлическим натрием (синтез Вюрца) - для получения симметричных алканов:

Основные химические свойства алканов

 

Способы получения алкенов

Правило Зайцева. Отщепление галогеноводорода или воды происходит от двух соседних атомов углерода, причем водород преимущественно отщепляется от соседнего атома углерода с меньшим числом атомов водорода (наименее гидрогенизированного).

 

1. Дегидрогалогенирование галогенопроизводных алканов – водород отщепляется по правилу Зайцева:

2. Дегидратация спиртов – водород отщепляется по правилу Зайцева.

3. Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов:

 

Химические свойства алкенов

правилу Марковникова: водород несимметричных реагентов присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при кратной связи субстрата.

 

 

2.2. 2. Реакции присоединения галогеноводородов в присутствии пероксидов A_R - присоединение идет против правила Марковникова:

3. Реакции полимеризации алкенов:

4. Реакции окисления алкенов:

а) мягкое окисление реактивом Вагнера

б) жесткое окисление перманганатом или дихроматом калия в кислой среде

в) озонолиз - образуются альдегиды и кетоны:

 

Получение алкадиенов

Получаем 2,3-диметилгекса-2,4-диен из соответствующего дигалогеналкана:

 

Из соответствующего двухатомного спирта (диола):

Химические свойства алкадиенов

1. Реакции присоединения

2. Реакции полимеризации сопряженных алкадиенов также могут протекать по схемам 1,2- или 1,4-присоединения:

3. Реакции окисления алкадиенов

а) мягкое окисление реактивом Вагнера - образуются многоатомные спирты:

б) жесткое окисление перманганатом или дихроматом калия в кислой среде

 

Способы получения алкинов

1. Дегидрогалогенирование геминальных дигалогенопроизводных алканов – водород отщепляется по правилу Зайцева:

2. Дегидрогалогенирование вицинальных дигалогенопроизводных алканов – водород отщепляется по правилу Зайцева:

Химические свойства алкинов

 

1. Реакции присоединения

2. Реакции присоединения

б) присоединение спиртов требует применения щелочного катализа:

 

 

в) присоединение карбоновых кислот требует применения кислотного катализа:

4.2.

г) присоединение синильной кислоты (циановодорода) в присутствии катализатора медь(I)-цианида:

3. Реакции алкинов по концевой (терминальной) тройной связи S_E.

4. Реакции окисления алкинов:

а) мягкое окисление реактивом Вагнера:

б) жесткое окисление:

 

Способы получения аренов

 

1. Циклотримеризация ацетилена и его гомологов:

 

 

2. Сплавление солей ароматических кислот со щелочами:

 

3. Реакция Вюрца-Фиттига

 

 

4. Алкилирование по Фриделю-Крафтсу -

 

 

 

Спирты и простые эфиры

1. Присоединение воды к алкенам и алкадиенам происходит по правилу Марковникова.

2. Гидролиз галогенопроизводных углеводородов.

3. Мягкое окисление алкенов и алкадиенов реактивом Вагнера приводит к образованию вицинальных многоатомных спиртов.

4. Восстановление альдегидов и кетонов позволяет получать первичные и вторичные спирты. Альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов, а кетоны - до вторичных.

5. Синтез спиртов по Гриньяру - взаимодействие альдегидов и кетонов с магнийорганическими соединениями (реактивами Гриньяра):

 

а) при взаимодействии формальдегида с реактивами Гриньяра всегда образуются первичные спирты:

б) при взаимодействии других альдегидов с реактивами Гриньяра всегда образуются вторичные спирты:

в) при взаимодействии кетонов с реактивами Гриньяра всегда образуются третичные спирты:

 

Способы получения фенолов

1. Кумольный метод основан на окислении изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха в присутствии катализаторов с образованием двух ценнейших продуктов органического синтеза - фенола и пропанона (ацетона):

2. Взаимодействие арилгалогенидов со щелочами приводит к образованию фенолятов, которые при подкислении образуют фенолы.

9.

3. Сплавление со щелочью солей бензолсульфокислот также приводит к образованию фенолятов, которые при подкислении образуют фенолы.

 

 

И простых эфиров

 

7.4. 1. Реакции замещения:

а) реакции замещения ОН-группы спиртов на галоген.

Фенолы (за исключением нитрофенолов) не вступают в реакции замещения ОН-группы.

б) реакции с неорганическими кислородсодержащими кислотами

Фенолы, в отличие от спиртов, не образуют сложные эфиры минеральных кислот. В этих условиях в фенолах протекают реакции замещения Н-атома в бензольном кольце (см. ниже реакции подпункта «е»)

в) реакции дегидратации спиртов

Фенолы, в отличие от спиртов, не вступают в реакции дегидратации.

 

 

7.5. г) реакции О-алкилирования - замещение подвижного Н-атома или металла на алкильный (или арильный) заместитель. Спирты и фенолы алкилируются в виде солей активных металлов (алкоголятов и фенолятов) с образованием простых эфиров - реакция Вильямсона.

д) реакции О-ацилирования - замещение подвижного Н-атома или металла на ацильный заместитель.

е) реакции фенолов по бензольному кольцу

7.6.

2. Реакции окисления:

а) жесткое окисление спиртов приводит к образованию альдегидов, кетонов и карбоновых кислот.

Под действием высоких температур в присутствии катализаторов - тонкодисперсной меди, серебра или оксида цинка - спирты дегидрируются до соответствующих альдегидов (первичные спирты) или кетонов (вторичные спирты).

 

 

7.7. б) окисление простых алифатических эфиров

в) окисление фенолов

3. Реакции расщепления простой эфирной связи:

а) расщепление простых эфиров концентрированной иодоводороной кислотой

б) расщепление простой эфирной связи металлическим натрием

 

Способы получения алканов

электролизом (синтез Кольбе) - для получения симметричных алканов:

декарбоксилированием путем сплавления с твердой щелочью - универсальный способ получения алканов:

3. Из галогенопроизводных углеводородов:

 

а) взаимодействием галогеналканов с металлическим натрием (синтез Вюрца) - для получения симметричных алканов:

Основные химические свойства алканов

 

Способы получения алкенов

Правило Зайцева. Отщепление галогеноводорода или воды происходит от двух соседних атомов углерода, причем водород преимущественно отщепляется от соседнего атома углерода с меньшим числом атомов водорода (наименее гидрогенизированного).

 

1. Дегидрогалогенирование галогенопроизводных алканов – водород отщепляется по правилу Зайцева:

2. Дегидратация спиртов – водород отщепляется по правилу Зайцева.

3. Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов:

 

Химические свойства алкенов

правилу Марковникова: водород несимметричных реагентов присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при кратной связи субстрата.

 

 

2.2. 2. Реакции присоединения галогеноводородов в присутствии пероксидов A_R - присоединение идет против правила Марковникова:

3. Реакции полимеризации алкенов:

4. Реакции окисления алкенов:

а) мягкое окисление реактивом Вагнера

б) жесткое окисление перманганатом или дихроматом калия в кислой среде

в) озонолиз - образуются альдегиды и кетоны:

 

Получение алкадиенов

Получаем 2,3-диметилгекса-2,4-диен из соответствующего дигалогеналкана:

 

Из соответствующего двухатомного спирта (диола):