คุณสมบัติและการเตรียมของแอลคีน อนุกรมอัลคีนที่คล้ายคลึงกัน

ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัวของซีรีส์เอทิลีน

(อัลคีนหรือโอเลฟินส์)

อัลคีเนส, หรือ โอเลฟินส์(จากภาษาละติน olefiant - น้ำมัน - ชื่อเก่า แต่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวรรณคดีทางเคมี เหตุผลของชื่อนี้คือ เอทิลีนคลอไรด์ที่ได้รับ ศตวรรษที่สิบแปด, - สารมันเหลว) - ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวอะลิฟาติกในโมเลกุลซึ่งมีพันธะคู่หนึ่งพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน

อัลคีนมีอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลน้อยกว่าอัลเคนที่เกี่ยวข้อง (โดยมีจำนวนอะตอมคาร์บอนเท่ากัน) ดังนั้นไฮโดรคาร์บอนดังกล่าวจึงถูกเรียกว่า ไม่จำกัดหรือ ไม่อิ่มตัว

อัลคีนก่อตัวเป็นอนุกรมที่คล้ายคลึงกันโดยมีสูตรทั่วไป CnH2n

1. ซีรีย์อัลคีนที่คล้ายคลึงกัน

กับ เอ็นเอช 2 น แอลคีน	ชื่อคำต่อท้าย เอ๊ะ ไอเลน
C2H4	นี้ ห้องน้ำในตัว, นี้ อิเลน
C3H6	โพรพีน
C4H8	บิวทีน
C5H10	เพนเทน
C6H12	เฮกซีน

ความคล้ายคลึงกัน:

กับชม 2 = ช 2 เอเธน

กับชม 2 = ช- ช 3 โพรพีน

กับชม 2 =CH-CH 2 -CH 3บิวทีน-1

กับชม 2 =CH-CH 2 -CH 2 -ช 3 เพนเทน-1

2. คุณสมบัติทางกายภาพ

เอทิลีน (เอทิลีน) – ก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นหวานจางๆ เบากว่าอากาศเล็กน้อย ละลายในน้ำได้เล็กน้อย

C 2 – C 4 (ก๊าซ)

C 5 – C 17 (ของเหลว)

C 18 – (ทึบ)

· อัลคีนไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ (น้ำมันเบนซิน เบนซิน ฯลฯ)

เบากว่าน้ำ

เมื่อนายเพิ่มขึ้น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดก็เพิ่มขึ้น

3. อัลคีนที่ง่ายที่สุดคือ เอทิลีน - C2H4

โครงสร้างและ สูตรอิเล็กทรอนิกส์เอทิลีนมีรูปแบบ:

ในโมเลกุลเอทิลีนจะมีการผสมพันธุ์ ส- และสอง พี-ออร์บิทัลของอะตอม C ( เอสพี 2 -การผสมพันธุ์)

ดังนั้นอะตอม C แต่ละอะตอมจึงมีออร์บิทัลลูกผสมสามวงและออร์บิทัลลูกผสมหนึ่งอัน พี-ออร์บิทัล ออร์บิทัลลูกผสมสองวงของอะตอม C ทับซ้อนกันและก่อตัวระหว่างอะตอม C

σ - พันธบัตร วงโคจรลูกผสมที่เหลืออีกสี่วงของอะตอม C ซ้อนทับกันในระนาบเดียวกันกับสี่วง ส- ออร์บิทัลของอะตอม H และก่อให้เกิดพันธะ σ สี่พันธะ สองตัวที่ไม่ใช่ไฮบริด พี- วงโคจรของอะตอม C ทับซ้อนกันในระนาบที่ตั้งฉากกับระนาบพันธะσ กล่าวคือ อันหนึ่งถูกสร้างขึ้น ป- การเชื่อมต่อ.

โดยธรรมชาติ ป- การเชื่อมต่อแตกต่างอย่างมากจาก σ - การเชื่อมต่อ; ป- พันธะมีความแข็งแรงน้อยลงเนื่องจากการทับซ้อนกันของเมฆอิเล็กตรอนนอกระนาบของโมเลกุล ภายใต้อิทธิพลของรีเอเจนต์ ป- การเชื่อมต่อขาดง่าย

โมเลกุลเอทิลีนมีความสมมาตร นิวเคลียสของอะตอมทั้งหมดอยู่ในระนาบเดียวกันและมีมุมพันธะอยู่ใกล้ 120°; ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของอะตอม C คือ 0.134 นาโนเมตร

หากอะตอมเชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่ การหมุนของพวกมันจะเป็นไปไม่ได้หากไม่มีเมฆอิเล็กตรอน ป- การเชื่อมต่อไม่ได้เปิดอยู่

4. ไอโซเมอร์ของอัลคีน

พร้อมทั้ง ไอโซเมอริซึมเชิงโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน อัลคีนมีลักษณะเฉพาะประการแรกโดยไอโซเมอร์โครงสร้างประเภทอื่น - ไอโซเมอริซึมของตำแหน่งพันธะหลายตำแหน่งและ ไอโซเมอริซึมระหว่างคลาส.

ประการที่สอง ในชุดของอัลคีนก็มี ไอโซเมอร์เชิงพื้นที่ ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทดแทนที่สัมพันธ์กับ พันธะคู่ซึ่งการหมุนภายในโมเลกุลเป็นไปไม่ได้

ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้างของอัลคีน

1. ไอโซเมอร์ริซึมของโครงกระดูกคาร์บอน (เริ่มจาก C 4 H 8):

2. ไอโซเมอร์ริซึมของตำแหน่งของพันธะคู่ (เริ่มจาก C 4 H 8):

3. ไอโซเมอร์ระหว่างคลาสกับไซโคลอัลเคน เริ่มต้นด้วย C 3 H 6:

ไอโซเมอร์เชิงพื้นที่ของอัลคีน

การหมุนของอะตอมรอบพันธะคู่นั้นเป็นไปไม่ได้โดยไม่ทำลายพันธะนั้น นี่เป็นเพราะลักษณะโครงสร้างของพันธะ p (เมฆของ p-อิเล็กตรอนกระจุกตัวอยู่ด้านบนและด้านล่างระนาบของโมเลกุล) เนื่องจากการยึดเกาะอย่างแน่นหนาของอะตอม ไอโซเมอร์แบบหมุนสัมพันธ์กับพันธะคู่ไม่ปรากฏ แต่มันเป็นไปได้ ถูกต้อง-ความมึนงง-ไอโซเมอริซึม

อัลคีนซึ่งมีองค์ประกอบแทนที่ต่างกันในแต่ละอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมที่พันธะคู่ สามารถมีอยู่ได้ในรูปของไอโซเมอร์เชิงพื้นที่ 2 ตัว ซึ่งตำแหน่งขององค์ประกอบแทนที่ต่างกันสัมพันธ์กับระนาบของพันธะ p ดังนั้นในโมเลกุลบิวทีน-2 CH 3 –CH = CH – CH 3หมู่ CH 3 สามารถอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของพันธะคู่เข้าได้ ถูกต้อง-ไอโซเมอร์หรือ ด้านที่แตกต่างกันวี ความมึนงง-ไอโซเมอร์

ความสนใจ! ซิส-ทรานส์- ไอโซเมอริซึมจะไม่ปรากฏหากอะตอม C อย่างน้อยหนึ่งอะตอมที่พันธะคู่มีองค์ประกอบแทนที่เหมือนกัน 2 ตัว

ตัวอย่างเช่น,

บิวทีน-1 CH 2 = CH – CH 2 – CH 3ไม่มี ถูกต้อง- และ ความมึนงง-ไอโซเมอร์ เพราะว่า อะตอม C ตัวแรกถูกพันธะกับอะตอม H ที่เหมือนกันสองอะตอม

ไอโซเมอร์ ถูกต้อง- และ ความมึนงง- แตกต่างไม่เพียงแต่ทางกายภาพเท่านั้น

,

แต่ยังมีคุณสมบัติทางเคมีด้วยเพราะว่า การนำส่วนของโมเลกุลเข้ามาใกล้หรือไกลจากกันในอวกาศจะส่งเสริมหรือขัดขวางปฏิกิริยาทางเคมี

บางครั้ง ซิส-ทรานส์-ไอโซเมอริซึมยังเรียกไม่ถูกนัก ไอโซเมอริซึมทางเรขาคณิต - ความไม่ถูกต้องก็คือว่า ทั้งหมดไอโซเมอร์เชิงพื้นที่แตกต่างกันในเรขาคณิตและไม่เพียงเท่านั้น ถูกต้อง- และ ความมึนงง-.

5. ระบบการตั้งชื่อ

อัลคีเนส โครงสร้างที่เรียบง่ายมักเรียกโดยการแทนที่คำต่อท้าย -ane ในอัลเคนด้วย -ylene: อีเทน - เอทิลีนโพรเพน - โพรพิลีน ฯลฯ

โดย ระบบการตั้งชื่ออย่างเป็นระบบชื่อของเอทิลีนไฮโดรคาร์บอนถูกสร้างขึ้นโดยการแทนที่คำต่อท้าย -ane ในอัลเคนที่สอดคล้องกันด้วยคำต่อท้าย -ene (อัลเคน - อัลคีน, อีเทน - เอเทน, โพรเพน - โพรพีน ฯลฯ ) ทางเลือกของสายโซ่หลักและลำดับการตั้งชื่อจะเหมือนกับอัลเคน อย่างไรก็ตาม สายโซ่จะต้องมีพันธะคู่ด้วย การกำหนดหมายเลขของห่วงโซ่เริ่มต้นจากจุดสิ้นสุดที่การเชื่อมต่อนี้อยู่ใกล้ที่สุด ตัวอย่างเช่น:

อนุมูลที่ไม่อิ่มตัว (อัลคีน) ถูกเรียกด้วยชื่อที่ไม่สำคัญหรือตามระบบการตั้งชื่อ:

(H 2 C=CH-)ไวนิลหรือเอธีนิล

(H 2 C=CH-CH 2) อัลลิล

สูตรทั่วไปอัลคีน: CnH2n(หมายเลข 2)

ตัวแทนชุดแรกของอัลคีนที่คล้ายคลึงกัน:

สูตรของอัลคีนสามารถสร้างขึ้นได้จากสูตรของอัลเคนที่สอดคล้องกัน ( ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว- ชื่อของอัลคีนเกิดขึ้นจากการแทนที่คำต่อท้าย -ane ของอัลเคนที่สอดคล้องกับ -ene หรือ –ylene: บิวเทน - บิวทิลีน, เพนเทน - เพนทีน ฯลฯ

จำนวนอะตอมของคาร์บอนที่มีพันธะคู่จะแสดงด้วยเลขอารบิคหลังชื่อ

อะตอมของคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะคู่อยู่ในสถานะของ sp-hybridization พันธะสามพันธะเกิดขึ้นจากออร์บิทัลลูกผสมและอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120° ซึ่งกันและกัน พันธะเพิ่มเติมเกิดจากการทับซ้อนกันด้านข้างของ p-orbitals ที่ไม่ใช่ไฮบริด: ความยาวของพันธะคู่ C=C (0.133 นาโนเมตร) น้อยกว่าความยาวพันธะเดี่ยว

(0.154 นาโนเมตร) พลังงานของพันธะคู่มีค่าน้อยกว่าพลังงานของพันธะเดี่ยวถึงสองเท่า เนื่องจากพลังงานของพันธะ - น้อยกว่าพลังงานของพันธะ -

ไอโซเมอร์ของแอลคีน

อัลคีนทั้งหมดยกเว้นเอทิลีนมีไอโซเมอร์ อัลคีนมีลักษณะเฉพาะคือไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกคาร์บอน ไอโซเมอริซึมของตำแหน่งของพันธะคู่ อินเตอร์คลาส และไอโซเมอริซึมเชิงพื้นที่ ไอโซเมอร์ระหว่างคลาสของโพรพีน (C 3 H 6) คือไซโคลโพรเพน เริ่มต้นด้วยบิวทีน (C 4 H 8) ไอโซเมอริซึมจะปรากฏที่ตำแหน่งของพันธะคู่ (บิวทีน-1 และบิวทีน-2) ไอโซเมอร์ของโครงกระดูกคาร์บอน (เมทิลโพรพีนหรือไอโซบิวทิลีน) เช่นเดียวกับไอโซเมอร์เชิงพื้นที่

(ซิส-บิวทีน-2 ​​และทรานส์-บิวทีน-2) ในซิสไอโซเมอร์ องค์ประกอบแทนที่จะอยู่ที่ด้านหนึ่ง และในไอโซเมอร์ทรานส์ จะอยู่ที่ด้านตรงข้ามของพันธะคู่และ คุณสมบัติทางเคมีกิจกรรมทางเคมี

อัลคีนถูกกำหนดโดยการมีพันธะคู่ในโมเลกุล ปฏิกิริยาโดยทั่วไปสำหรับอัลคีนคือการเติมอิเล็กโทรฟิลิก: ไฮโดรฮาโลเจน, ไฮเดรชั่น, ฮาโลเจน, ไฮโดรจิเนชัน, โพลีเมอไรเซชัน ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อพันธะคู่ - การเปลี่ยนสี:

น้ำโบรมีน

ตัวอย่างการแก้ปัญหาในหัวข้อ “สูตรของแอลคีน”

ตัวอย่างที่ 1	ออกกำลังกาย สารที่มีส่วนประกอบ C 3 H 5 Cl มีไอโซเมอร์กี่ตัวที่สามารถกำจัดสีของน้ำโบรมีนได้ เขียนไอโซเมอร์เหล่านี้
สารละลาย	C 3 H 5 Cl เป็นอนุพันธ์โมโนคลอร์ของไฮโดรคาร์บอน C 3 H 6 . สูตรนี้สอดคล้องกับโพรพีน ไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่ 1 พันธะ หรือไซโคลโพรเพน (ไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิก) สารนี้เปลี่ยนสีน้ำโบรมีนซึ่งหมายความว่าน้ำมีพันธะคู่ อะตอมของคาร์บอนสามอะตอมสามารถสร้างโครงสร้างนี้ได้เท่านั้น: เนื่องจากไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกคาร์บอนและตำแหน่งของพันธะคู่เป็นไปไม่ได้เมื่อมีอะตอมของคาร์บอนจำนวนดังกล่าว ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้างในโมเลกุลที่กำหนดนั้นเป็นไปได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของอะตอมของคลอรีนที่สัมพันธ์กับพันธะคู่: สำหรับ 1-คลอโรโพรพีน cis-trans isomerism เป็นไปได้:
คำตอบ	เงื่อนไขของปัญหาเป็นไปตาม 4 ไอโซเมอร์

ตัวอย่างที่ 2

ตัวอย่างที่ 1	ส่วนผสมของไอโซเมอร์ไฮโดรคาร์บอน (ก๊าซที่มีความหนาแน่นไฮโดรเจน 21) ที่มีปริมาตร 11.2 ลิตร (n.s.) ทำปฏิกิริยากับ น้ำโบรมีน- ผลลัพธ์คืออนุพันธ์ไดโบรโมที่สอดคล้องกัน 40.4 กรัม ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้มีโครงสร้างแบบใด? กำหนดปริมาณปริมาตรในส่วนผสม (เป็น%)
สารละลาย	สูตรทั่วไปของไฮโดรคาร์บอนคือ C x H y คำนวณมวลโมลของไฮโดรคาร์บอน: ดังนั้นสูตรของไฮโดรคาร์บอนคือ C 3 H 6 มีเพียงสองสารเท่านั้นที่มีสูตรนี้ - โพรพีนและไซโคลโพรเพน โพรพีนเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับน้ำโบรมีน: ลองคำนวณปริมาณของสารอนุพันธ์ของไดโบรโม: ตามสมการปฏิกิริยา: n(โพรพีน) โมล จำนวนไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดในส่วนผสมเท่ากับ:

4. คุณสมบัติทางเคมีของอัลคีน

พลังงานของพันธะคาร์บอน-คาร์บอนสองเท่าในเอทิลีน (146 กิโลแคลอรี/โมล) ปรากฏว่าต่ำกว่าพลังงานของพันธะ C-C เดี่ยวในอีเทนถึงสองเท่าอย่างมาก (2 88 = 176 กิโลแคลอรี/โมล) - พันธะ C-C ในเอทิลีน การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นดังนั้น ปฏิกิริยาของอัลคีนที่มาพร้อมกับความแตกแยกของพันธะกับการก่อตัวของพันธะธรรมดาใหม่สองพันธะจึงเป็นกระบวนการที่ดีทางอุณหพลศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ในสถานะแก๊ส ตามข้อมูลที่คำนวณได้ ปฏิกิริยาทั้งหมดด้านล่างนี้เป็นแบบคายความร้อนโดยมีเอนทาลปีเป็นลบที่มีนัยสำคัญ โดยไม่คำนึงถึงกลไกที่แท้จริงของปฏิกิริยา

จากมุมมองของทฤษฎีวงโคจรของโมเลกุล ยังสรุปได้ว่าพันธะ - มีปฏิกิริยามากกว่าพันธะ - ลองพิจารณาวงโคจรโมเลกุลของเอทิลีน (รูปที่ 2)

อันที่จริงวงโคจรพันธะของเอทิลีนมีมากกว่านั้น พลังงานสูงกว่าพันธะ -ออร์บิทัล และในทางกลับกัน แอนติบอดี *-ออร์บิทัลของเอทิลีนจะอยู่ใต้แอนติบอดี *-ออร์บิทัลของพันธะ C=C ภายใต้สภาวะปกติ *- และ *-วงโคจรของเอทิลีนจะว่าง ดังนั้นขอบเขตวงโคจรของเอทิลีนและอัลคีนอื่น ๆ จึงเป็นตัวกำหนดพวกมัน ปฏิกิริยาจะมี -ออร์บิทัล

4.1. ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของอัลคีน

แม้ว่าความจริงที่ว่าไฮโดรจิเนชันของเอทิลีนและอัลคีนอื่น ๆ ไปจนถึงอัลเคนจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อน แต่ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนเฉพาะเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาบางตัวเท่านั้น ตามคำจำกัดความแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่ส่งผลต่อผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยา และบทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดลงในการลดพลังงานกระตุ้น จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกันของอัลคีน ในการเติมไฮโดรเจนแบบต่างกัน จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะบดละเอียด - แพลตตินัม แพลเลเดียม รูทีเนียม โรเดียม ออสเมียม และนิกเกิล หรือ รูปแบบบริสุทธิ์หรือฝากไว้ในพาหะเฉื่อย - BaSO 4, CaCO 3, ถ่านกัมมันต์, อัล 2 O 3 เป็นต้น ทั้งหมดนี้ไม่ละลายใน สภาพแวดล้อมทางอินทรีย์และทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน ที่ใช้งานมากที่สุด ได้แก่ รูทีเนียมและโรเดียม แต่แพลตตินัมและนิกเกิลแพร่หลายมากที่สุด แพลตตินัมมักจะใช้ในรูปของแบล็กไดออกไซด์ PtO 2 หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอดัมส์ แพลตตินัมไดออกไซด์ได้มาจากการหลอมกรดคลอโรพลาตินิก H 2 PtCl 6 .

เนื่องจากอะตอมไฮโดรเจนทั้งสองถูกเติมลงในอะตอมคาร์บอนของพันธะคู่จากพื้นผิวของโลหะตัวเร่งปฏิกิริยา การเติมจึงมักเกิดขึ้นที่ด้านหนึ่งของพันธะคู่ การเชื่อมต่อประเภทนี้เรียกว่า ซิน- ภาคยานุวัติ ในกรณีที่มีการนำชิ้นส่วนรีเอเจนต์สองชิ้นมารวมกัน ด้านต่างๆพันธะหลายอัน (สองเท่าหรือสาม) เกิดขึ้น ต่อต้าน- ภาคยานุวัติ เงื่อนไข ซิน- และ ต่อต้าน- มีความหมายเทียบเท่ากับคำศัพท์ ถูกต้อง- และ ความมึนงง- เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนและความเข้าใจผิดในข้อกำหนด ซิน- และ ต่อต้าน- ดูประเภทการเชื่อมต่อและเงื่อนไข ถูกต้อง- และ ความมึนงง- ไปจนถึงโครงสร้างของสารตั้งต้น

พันธะคู่ในอัลคีนจะถูกเติมไฮโดรเจนในอัตราที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับกลุ่มฟังก์ชันอื่นๆ จำนวนมาก (C=O, COOR, CN ฯลฯ) ดังนั้นการเติมไฮโดรเจนของพันธะคู่ C=C มักจะเป็นกระบวนการคัดเลือกหากดำเนินการเติมไฮโดรเจน ใน เงื่อนไขที่ไม่รุนแรง(0-20 0 C และที่ ความดันบรรยากาศ- ด้านล่างนี้คือตัวอย่างทั่วไปบางส่วน:

แหวนเบนซีนจะไม่ลดลงภายใต้สภาวะเหล่านี้

ใหญ่และสำคัญ ความสำเร็จที่สำคัญในการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันคือการค้นพบสารเชิงซ้อนของโลหะที่ละลายน้ำได้ซึ่งกระตุ้นปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันในสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกัน การเติมไฮโดรเจนแบบต่างกันบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ เช่น ไอโซเมอไรเซชันของอัลคีน และการแยกพันธะคาร์บอน-คาร์บอนเดี่ยว (ไฮโดรจีโนไลซิส) การเติมไฮโดรเจนที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่มีข้อเสียเหล่านี้ สำหรับ ปีที่ผ่านมาได้รับตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันที่เป็นเนื้อเดียวกันกลุ่มใหญ่ - สารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันที่มีลิแกนด์ต่างๆ - ได้รับแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุดสำหรับการเติมไฮโดรเจนที่เป็นเนื้อเดียวกันคือคอมเพล็กซ์ของโรเดียม (I) และรูทีเนียม (III) คลอไรด์ที่มีไตรฟีนิลฟอสฟีน - ทริส (ไตรฟีนิลฟอสฟีน)โรเดียมคลอไรด์ (Ph 3 P) 3 RhCl (ตัวเร่งปฏิกิริยาวิลกินสัน) และทริส (ไตรฟีนิลฟอสฟีน) รูทีเนียมไฮโดรคลอไรด์ (Ph 3 P ) 3 RuHCl โรเดียมคอมเพล็กซ์ที่สามารถเข้าถึงได้มากที่สุดนั้นได้มาจากการทำปฏิกิริยาโรเดียม (III) คลอไรด์กับไตรฟีนิลฟอสฟีน โรเดียมเชิงซ้อนของวิลคินสันใช้ในการเติมไฮโดรเจนให้กับพันธะคู่ใน สภาวะปกติ.

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันคือความสามารถในการเลือกลดพันธะคู่แบบโมโนหรือแบบที่ถูกแทนที่เมื่อมีพันธะคู่แบบไตรและเตตร้าแทนที่ เนื่องจากความแตกต่างอย่างมากของอัตราการไฮโดรจิเนชันของพวกมัน

ในกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน การเติมไฮโดรเจนก็เกิดขึ้นเช่นกัน ซิน- ภาคยานุวัติ ดังนั้นการฟื้นตัว ถูกต้อง-บิวทีน-2 ​​กับดิวทีเรียมภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้นำไปสู่ เมโส-2,3-ไดดียูเทอโรบิวเทน

4.2. การลดพันธะคู่โดยใช้ไดอิไมด์

การลดอัลคีนให้เป็นอัลเคนที่สอดคล้องกันสามารถทำได้สำเร็จโดยใช้ไดอิไมด์ NH=NH

Diimide ได้มาจากสองวิธีหลัก: ออกซิเดชันของไฮดราซีนกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ต่อหน้า Cu 2+ ไอออนหรือปฏิกิริยาของไฮดราซีนกับ Ni-Raney (ไฮดราซีนดีไฮโดรจีเนชัน) หากมีอัลคีนอยู่ในส่วนผสมของปฏิกิริยา พันธะคู่ของมันจะถูกเติมไฮโดรเจนด้วยไดอิไมด์ที่ไม่เสถียรอย่างมาก ลักษณะเด่นของวิธีนี้คือเข้มงวด ซิน-stereoจำเพาะของกระบวนการฟื้นฟู เชื่อกันว่าปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นผ่านสารเชิงซ้อนที่กระตุ้นแบบไซคลิกโดยมีการวางแนวที่เข้มงวดของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาทั้งสองในอวกาศ

4.3. ปฏิกิริยาการเติมอิเล็กโทรฟิลิกที่พันธะคู่ของอัลคีน

วงโคจร HOMO และ LUMO ของอัลคีนคือวงโคจร * ที่ถูกครอบครองและว่างเปล่า ดังนั้น -ออร์บิทัลจะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยากับอิเล็กโทรฟิล (E +) และ *-ออร์บิทัลของพันธะ C=C จะมีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทล์ (Nu -) (ดูรูปที่ 3) ในกรณีส่วนใหญ่ อัลคีนธรรมดาจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ได้ง่าย แต่ทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทล์ได้ยาก สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า โดยปกติแล้ว LUMO ของอิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่จะมีพลังงานใกล้เคียงกับพลังงานของ -HOMO ของอัลคีน ในขณะที่ HOMO ของนิวคลีโอไทล์ส่วนใหญ่อยู่ต่ำกว่า *-LUMO อย่างมีนัยสำคัญ

อัลคีนธรรมดาจะทำปฏิกิริยากับสารนิวคลีโอฟิลิกที่แข็งแกร่งมากเท่านั้น (คาร์บาเนียน) ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย อย่างไรก็ตาม การนำกลุ่มที่ดึงอิเล็กตรอนออกมาเป็นอัลคีน เช่น NO 2, COR เป็นต้น ทำให้ระดับ * ลดลง เนื่องจาก ซึ่งอัลคีนได้รับความสามารถในการทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทล์ที่มีความแรงเฉลี่ย (แอมโมเนีย, RO - , ไม่ใช่ซี - , อิโนเลตแอนไอออน ฯลฯ)

อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของสารอิเล็กโทรฟิลิก E + กับอัลคีนจะเกิดคาร์โบเคชันซึ่งมีปฏิกิริยาสูง คาร์โบคาเตชันจะเสถียรยิ่งขึ้นโดยการเติมสารนิวคลีโอฟิลิกอย่างรวดเร็ว Nu - :

เนื่องจากระยะที่ช้าคือการเติมอิเล็กโทรฟิลิก กระบวนการเติมสารมีขั้ว E + Nu ใดๆ ควรได้รับการพิจารณาอย่างแม่นยำว่าเป็นการเติมอิเล็กโทรฟิลิกให้กับพันธะพหุคูณของอัลคีน เป็นที่ทราบกันว่าปฏิกิริยาประเภทนี้จำนวนมาก โดยที่บทบาทของสารอิเล็กโทรฟิลิกนั้นเล่นโดยฮาโลเจน ไฮโดรเจนเฮไลด์ น้ำ เกลือปรอทไดวาเลนต์ และรีเอเจนต์ขั้วโลกอื่น ๆ การเติมอิเล็กโทรฟิลิกเข้ากับพันธะคู่ในการจำแนกกลไก ปฏิกิริยาอินทรีย์มีสัญลักษณ์ Ad E ( นอกจากนี้ อิเล็กโทรฟิลิก) และขึ้นอยู่กับจำนวนโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา ถูกกำหนดให้เป็น Ad E 2 (ปฏิกิริยาสองโมเลกุล) หรือ Ad E 3 (ปฏิกิริยาไตรโมเลกุล)

4.3.ก. การเติมฮาโลเจน

อัลคีนทำปฏิกิริยากับโบรมีนและคลอรีนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมที่พันธะคู่ของโมเลกุลฮาโลเจนหนึ่งโมเลกุลโดยให้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกับปริมาณ ฟลูออรีนมีฤทธิ์มากเกินไปและทำให้อัลคีนถูกทำลาย การเติมไอโอดีนลงในอัลคีนในกรณีส่วนใหญ่ก็คือ ปฏิกิริยาย้อนกลับซึ่งสมดุลจะเลื่อนไปทางรีเอเจนต์ดั้งเดิม

การลดสีอย่างรวดเร็วของสารละลายโบรมีนใน CCl4 ถือเป็นการทดสอบความไม่อิ่มตัวที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่ง เนื่องจากอัลคีน อัลคีน และไดอีนทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับโบรมีน

การเติมโบรมีนและคลอรีนลงในอัลคีนเกิดขึ้นจากไอออนิกแทนที่จะเป็นกลไกที่รุนแรง ข้อสรุปนี้ตามมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าอัตราการเติมฮาโลเจนไม่ได้ขึ้นอยู่กับการฉายรังสี การมีอยู่ของออกซิเจน และสารรีเอเจนต์อื่นๆ ที่เริ่มต้นหรือยับยั้งกระบวนการที่รุนแรง จากข้อมูลการทดลองจำนวนมาก มีการเสนอกลไกสำหรับปฏิกิริยานี้ รวมถึงขั้นตอนต่อเนื่องหลายขั้นตอน ในระยะแรก โพลาไรเซชันของโมเลกุลฮาโลเจนเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของพันธะอิเล็กตรอน อะตอมของฮาโลเจนซึ่งรับประจุบวกที่เป็นเศษส่วนจำนวนหนึ่ง จะก่อตัวเป็นสารตัวกลางที่ไม่เสถียรกับอิเล็กตรอนของพันธะ เรียกว่า -เชิงซ้อน หรือสารเชิงซ้อนการถ่ายโอนประจุ ควรสังเกตว่าใน - สารเชิงซ้อน ฮาโลเจนไม่ก่อให้เกิดพันธะโดยตรงกับอะตอมของคาร์บอนจำเพาะใดๆ ในความซับซ้อนนี้ปฏิสัมพันธ์ของผู้บริจาคและผู้รับของคู่อิเล็กตรอน - พันธะในฐานะผู้บริจาคและฮาโลเจนในฐานะผู้รับนั้นเกิดขึ้นได้ง่าย

ถัดไป -คอมเพล็กซ์จะเปลี่ยนเป็นไอออนโบรโมเนียมแบบไซคลิก ในระหว่างการก่อตัวของไอออนบวกแบบไซคลิกนี้จะเกิดความแตกแยกแบบเฮเทอโรไลติก พันธบัตร Br-Brและว่างเปล่า ร- วงโคจร sp 2 ของอะตอมคาร์บอนลูกผสมซ้อนทับกัน ร- วงโคจรของอิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมฮาโลเจน ก่อตัวเป็นไอออนโบรโมเนียมแบบไซคลิก

ในขั้นตอนสุดท้ายและขั้นที่สาม แอนไอออนโบรมีนในฐานะตัวแทนนิวคลีโอฟิลิก จะโจมตีอะตอมคาร์บอนตัวหนึ่งของโบรโมเนียมไอออน การโจมตีของนิวคลีโอฟิลโดยโบรไมด์ไอออนนำไปสู่การเปิดของวงแหวนที่มีสมาชิกสามส่วนและการก่อตัวของไดโบรไมด์ส่วนบริเวณ ( วิก-ใกล้). ขั้นตอนนี้ถือได้อย่างเป็นทางการว่าเป็นการแทนที่นิวคลีโอฟิลิกของ SN 2 ที่อะตอมของคาร์บอน โดยที่หมู่ที่ออกไปคือ Br+

การเติมฮาโลเจนในพันธะคู่ของอัลคีนเป็นหนึ่งในปฏิกิริยาแบบจำลองที่เป็นทางการอย่างง่าย โดยใช้ตัวอย่างที่สามารถพิจารณาอิทธิพลของปัจจัยหลักได้ ทำให้สามารถสรุปผลอย่างมีเหตุผลเกี่ยวกับกลไกโดยละเอียดของกระบวนการได้ หากต้องการสรุปข้อมูลเกี่ยวกับกลไกของปฏิกิริยาใด ๆ คุณควรมีข้อมูลเกี่ยวกับ: 1) จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา 2) สเตอริโอเคมี (ผลสเตอริโอเคมีของปฏิกิริยา); 3) การมีหรือไม่มีกระบวนการที่เกี่ยวข้องและแข่งขันกัน 4) อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทนในสารตั้งต้นดั้งเดิมต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา 5) การใช้สารตั้งต้นที่มีป้ายกำกับและ (หรือ) รีเอเจนต์ 6) ความเป็นไปได้ของการจัดเรียงใหม่ระหว่างปฏิกิริยา 7) ผลของตัวทำละลายต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ให้เราพิจารณาปัจจัยเหล่านี้โดยใช้ตัวอย่างฮาโลเจนของอัลคีน ข้อมูลจลน์ศาสตร์ทำให้สามารถกำหนดลำดับของปฏิกิริยาสำหรับแต่ละส่วนประกอบได้ และบนพื้นฐานนี้ ทำให้ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับความเป็นโมเลกุลโดยรวมของปฏิกิริยา เช่น จำนวนโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา

สำหรับโบรมีนของอัลคีน โดยทั่วไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้:

v = k`[อัลคีน] + k``[อัลคีน] 2,

ซึ่งใน ในบางกรณีช่วยลดความยุ่งยากในการ

v = k`[แอลคีน]

จากข้อมูลจลน์ศาสตร์ สามารถสรุปได้ว่าโมเลกุลโบรมีนหนึ่งหรือสองโมเลกุลเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการกำหนดอัตรา ลำดับที่สองในโบรมีนหมายความว่าไม่ใช่โบรไมด์ไอออน Br - ที่ทำปฏิกิริยากับโบรโมเนียมไอออน แต่เป็นไอออนไตรโบรไมด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโบรมีนและไอออนโบรไมด์:

ยอดคงเหลือนี้เลื่อนไปทางขวา ข้อมูลจลน์ศาสตร์ไม่อนุญาตให้มีข้อสรุปอื่นใดเกี่ยวกับโครงสร้าง สถานะการเปลี่ยนแปลงและธรรมชาติของอนุภาคอิเล็กโทรฟิลิกในปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนที่พันธะคู่ ข้อมูลที่มีค่าที่สุดเกี่ยวกับกลไกของปฏิกิริยานี้ได้มาจากข้อมูลเกี่ยวกับสเตอริโอเคมีของการเติม การเติมฮาโลเจนเข้ากับพันธะคู่เป็นกระบวนการที่มีความจำเพาะต่อสเตอริโอ (กระบวนการที่มีการสร้างสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้เพียงตัวเดียว ในกระบวนการคัดเลือกสเตอริโอ จะสังเกตเห็นการก่อตัวของสเตอริโอเมอร์ตัวเดียวที่เด่นชัด) ต่อต้าน- การเติมอัลคีนและไซโคลอัลคีน ซึ่งพันธะคู่ไม่ได้เชื่อมเข้าด้วยกัน แหวนเบนซีน- สำหรับ ถูกต้อง- และ ความมึนงง- ไอโซเมอร์ของบิวทีน-2, เพนทีน-2, เฮกซีน-3, ไซโคลเฮกซีน, ไซโคลเพนทีน และอัลคีนอื่น ๆ การเติมโบรมีนเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อ ต่อต้าน- ภาคยานุวัติ ในกรณีนี้ ในกรณีของไซโคลเฮกซีนเท่านั้น ความมึนงง-1,2-ไดโบรโมไซโคลเฮกเซน (ของผสมของอิแนนทิโอเมอร์)

การจัดเรียงทรานส์ของอะตอมโบรมีนใน 1,2-ไดโบรโมไซโคลเฮกเซนสามารถอธิบายได้ในลักษณะที่เรียบง่ายเมื่อเทียบกับระนาบเฉลี่ยของวงแหวนไซโคลเฮกเซน (โดยไม่คำนึงถึง เป็นไปตามข้อกำหนด):

เมื่อโบรมีนรวมตัวกับไซโคลเฮกซีน จะก่อตัวขึ้นตั้งแต่แรก ความมึนงง-1,2-ไดโบรโมไซโคลเฮกเซนใน ก-รูปแบบซึ่งจะเปลี่ยนไปสู่ความกระฉับกระเฉงมากขึ้นทันที ของเธอ-รูปแบบ ต่อต้าน-การเติมฮาโลเจนในพันธะคู่ทำให้เราสามารถปฏิเสธกลไกของการเติมฮาโลเจนหนึ่งโมเลกุลแบบซิงโครนัสในขั้นตอนเดียวเข้ากับพันธะคู่ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อ ซิน- ภาคยานุวัติ ต่อต้าน- การเติมฮาโลเจนก็ไม่สอดคล้องกับการก่อตัวของ carbocation แบบเปิด RCH + -CH 2 Hal เป็นตัวกลาง ในคาร์โบเคชันแบบเปิด สามารถหมุนอย่างอิสระรอบพันธะ C-C ได้ ซึ่งจะนำไปสู่การโจมตีของแอนไอออน Br - ไปจนถึงการก่อตัวของส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ดังนี้ ต่อต้าน- และอื่นๆ ซิน- ภาคยานุวัติ สเตอริโอจำเพาะ ต่อต้าน-การเติมฮาโลเจนคือ เหตุผลหลักสร้างแนวคิดของโบรโมเนียมหรือคลอโรเนียมไอออนเป็นสายพันธุ์กลางที่แยกจากกัน แนวคิดนี้เป็นไปตามกฎอย่างสมบูรณ์ ต่อต้าน- นอกจากนี้เนื่องจากการโจมตีนิวคลีโอฟิลิกของเฮไลด์ไอออนเป็นไปได้ด้วย ต่อต้าน- อยู่ด้านใดอะตอมหนึ่งของคาร์บอน 2 อะตอมของไอออนเฮไลด์ผ่านกลไก S N 2

ในกรณีของอัลคีนที่ถูกแทนที่แบบไม่สมมาตร จะส่งผลให้มีอิแนนทิโอเมอร์สองตัว ทรีโอ- ก่อตัวเมื่อมีการเติมโบรมีนลงไป ถูกต้อง-ไอโซเมอร์หรืออีแนนทิโอเมอร์ เม็ดเลือดแดง- ก่อตัวขึ้นเมื่อเกิดฮาโลเจน ความมึนงง-ไอโซเมอร์ สิ่งนี้สังเกตได้จริงเมื่อมีการเติมโบรมีนลงไป เช่น ถูกต้อง- และ ความมึนงง-ไอโซเมอร์ของเพนทีน-2

ในกรณีของโบรมีนของอัลคีนที่สมมาตร เช่น ถูกต้อง- หรือ ความมึนงง-เฮกซีน-3 ควรถูกสร้างขึ้นหรือราซีเมต ( ดี,แอล-แบบฟอร์ม) หรือ เมโส- รูปแบบของไดโบรไมด์สุดท้ายซึ่งเป็นสิ่งที่สังเกตได้จริง

มีหลักฐานโดยตรงที่เป็นอิสระเกี่ยวกับการมีอยู่ของไอออนฮาโลเจนเนียมในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่นิวคลีโอฟิลิกและไม่แยแสที่อุณหภูมิต่ำ ด้วยการใช้ NMR สเปกโทรสโกปี ตรวจพบการก่อตัวของโบรโมเนียมไอออนในระหว่างการแตกตัวเป็นไอออนของ 3-โบรโม-2-เมทิล-2-ฟลูออโรบิวเทนภายใต้การกระทำของ กรดแก่ลูอิสพลวงเพนตะฟลูออไรด์ในสารละลายซัลเฟอร์ไดออกไซด์เหลวที่ -80 0 C

ไอออนบวกนี้ค่อนข้างเสถียรที่ -80 0 C ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่นิวคลีโอฟิลิก แต่จะถูกทำลายทันทีโดยการกระทำของสารนิวคลีโอฟิลิกหรือเมื่อได้รับความร้อน

บางครั้งไอออนโบรโมเนียมแบบไซคลิกสามารถถูกแยกออกได้ในรูปแบบบริสุทธิ์ หากมีสิ่งกีดขวาง steric ขัดขวางไม่ให้พวกมันเปิดออกภายใต้การกระทำของนิวคลีโอไทล์:

เป็นที่แน่ชัดว่าความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของโบรโมเนียมไอออนซึ่งค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะพิเศษ ไม่สามารถเป็นหลักฐานโดยตรงของการก่อตัวในปฏิกิริยาของโบรมีนนอกเหนือจากพันธะคู่ของอัลคีนในแอลกอฮอล์ กรดอะซิติก และอิเล็กตรอนอื่นๆ -บริจาคตัวทำละลาย ข้อมูลดังกล่าวควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นการยืนยันโดยอิสระเกี่ยวกับความเป็นไปได้พื้นฐานของการก่อตัวของไอออนฮาโลเจนเนียมในกระบวนการเติมอิเล็กโทรฟิลิกที่พันธะคู่

แนวคิดของเฮไลด์ไอออนช่วยให้เราสามารถให้คำอธิบายที่สมเหตุสมผลเกี่ยวกับการย้อนกลับของการเติมไอโอดีนในพันธะคู่ได้ ไอออนบวกของฮาโลเจนมีจุดศูนย์กลางอิเล็กโตรฟิลิกสามจุดที่สามารถโจมตีนิวคลีโอฟิลิกได้โดยไอออนเฮไลด์ ได้แก่ อะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมและอะตอมของฮาโลเจน 1 อะตอม ในกรณีของคลอโรเนียมไอออน Cl - แอนไอออนดูเหมือนจะโจมตีศูนย์กลางคาร์บอนของไอออนบวกเป็นพิเศษหรือเจาะจงด้วยซ้ำ สำหรับโบรโมเนียมไอออนบวก ทั้งสองทิศทางของการเปิดไอออนฮาโลเจนเนียมมีความเป็นไปได้เท่ากัน เนื่องจากการโจมตีของไอออนโบรไมด์บนทั้งอะตอมของคาร์บอนและบนอะตอมโบรมีน การโจมตีด้วยนิวคลีโอฟิลต่ออะตอมโบรมีนของโบรโมเนียมไอออนทำให้เกิดรีเอเจนต์เริ่มต้นโบรมีนและแอลคีน:

ไอออนไอโอโดเนียมถูกเปิดเผยเป็นส่วนใหญ่อันเป็นผลมาจากการโจมตีของไอออนไอโอไดด์บนอะตอมไอโอดีน ดังนั้นความสมดุลระหว่างรีเอเจนต์เริ่มต้นและไอออนไอโอโดเนียมจึงเลื่อนไปทางซ้าย

นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ที่เติมขั้นสุดท้าย ซึ่งก็คือไดโอไดด์ส่วนบริเวณอาจถูกโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกที่อะตอมไอโอดีนโดยไอออนไตรไอโอไดด์ที่มีอยู่ในสารละลาย ซึ่งยังนำไปสู่การก่อตัวของรีเอเจนต์ตั้งต้นอัลคีนและไอโอดีนอีกด้วย กล่าวอีกนัยหนึ่ง ภายใต้เงื่อนไขของปฏิกิริยาการเติม ไดโอไดด์บริเวณที่เป็นผลลัพธ์จะถูกกำจัดไอโอดีนภายใต้การกระทำของไอออนไตรไอโอไดด์ ไดคลอไรด์และไดโบรไมด์ที่เป็นตัวทำละลายจะไม่ทำให้ฮาโลเจนลดลงภายใต้เงื่อนไขของการเติมคลอรีนหรือโบรมีนตามลำดับลงในอัลคีน

การต่อต้านการเติมคลอรีนหรือโบรมีนเป็นคุณลักษณะเฉพาะของอัลคีน โดยที่พันธะคู่ไม่ได้เชื่อมกับอิเล็กตรอนของวงแหวนเบนซีน สำหรับสไตรีน สติลบีน และอนุพันธ์ของพวกมันด้วย ต่อต้าน- ภาคยานุวัติเกิดขึ้นและ ซิน-การเติมฮาโลเจน ซึ่งสามารถกลายเป็นส่วนสำคัญในสภาพแวดล้อมขั้วโลกได้

ในกรณีที่การเติมฮาโลเจนเข้ากับพันธะคู่ถูกดำเนินการในสภาพแวดล้อมของตัวทำละลายนิวคลีโอฟิลิก ตัวทำละลายจะแข่งขันกับไอออนฮาไลด์อย่างมีประสิทธิผลในการเปิดวงแหวนที่มีสมาชิกสามส่วนของไอออนฮาโลเจนเนียม:

การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่เติมโดยมีส่วนร่วมของตัวทำละลายหรือสารนิวคลีโอฟิลิก "ภายนอก" อื่น ๆ เรียกว่าปฏิกิริยาการเติมคอนจูเกต เมื่อโบรมีนและสไตรีนทำปฏิกิริยาในเมทานอล จะเกิดผลิตภัณฑ์ 2 ชนิด ได้แก่ ไวซินัลไดโบรไมด์และโบรมีนเอสเทอร์ ซึ่งอัตราส่วนนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโบรมีนในเมทานอล

ในสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง ผลิตภัณฑ์เติมคอนจูเกตจะมีอิทธิพลเหนือกว่า ในขณะที่อยู่ในสารละลายที่มีความเข้มข้น ในทางกลับกัน ไวซินัลไดโบรไมด์จะมีอำนาจเหนือกว่า ในสารละลายที่เป็นน้ำ ฮาโลไฮดริน (แอลกอฮอล์ที่มีฮาโลเจนที่อะตอมคาร์บอน) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเติมคอนจูเกตจะมีอิทธิพลเหนือเสมอ

ผู้สมรู้ร่วมคิดของเธอ ความมึนงง-2-คลอโรไซโคลเฮกซานอลถูกทำให้เสถียรยิ่งขึ้นด้วยพันธะไฮโดรเจน O-H . . . Cl. ในกรณีของอัลคีนที่ไม่สมมาตร ในปฏิกิริยาการเติมคอนจูเกต ฮาโลเจนจะเติมอะตอมของคาร์บอนที่มีอะตอมไฮโดรเจนมากที่สุดเสมอ และเติมสารนิวคลีโอฟิลิกลงในคาร์บอนที่มีอะตอมไฮโดรเจนน้อยที่สุดเสมอ ไม่มีการสร้างผลิตภัณฑ์ไอโซเมอร์ที่มีการจัดเรียงกลุ่มที่ต่างกัน ซึ่งหมายความว่าไอออนฮาโลเจนเนียมแบบไซคลิกที่เกิดขึ้นเป็นตัวกลางจะต้องมีโครงสร้างไม่สมมาตรโดยมีพันธะสองตัว C 1 -Hal และ C 2 -Hal ต่างกันในด้านพลังงานและความแรงและอื่นๆ ประจุบวกบนอะตอมคาร์บอนภายใน C2 ซึ่งสามารถแสดงเป็นภาพได้สองวิธี:

ดังนั้นอะตอมคาร์บอน C2 ของไอออนฮาโลเจนเนียมจึงถูกตัวทำละลายโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิก แม้ว่าจะถูกแทนที่มากกว่าและเข้าถึงได้น้อยกว่าแบบสเตอรีก็ตาม

หนึ่งในวิธีการเตรียมที่ดีที่สุดสำหรับการสังเคราะห์โบรโมไฮดรินคือการไฮดรอกซีโบรมิเนชันของอัลคีนโดยใช้ N-bromosuccinimide ( น.บี.เอส.) ในส่วนผสมไบนารี่ของไดเมทิลซัลฟอกไซด์ ( ดีเอ็มเอสโอ) และน้ำ

ปฏิกิริยานี้สามารถเกิดขึ้นได้ในน้ำหรือไม่ก็ได้ ดีเอ็มเอสโออย่างไรก็ตาม ผลผลิตของโบรโมไฮดรินในกรณีนี้ค่อนข้างต่ำกว่า

การก่อตัวของผลิตภัณฑ์เติมคอนจูเกตในปฏิกิริยาฮาโลเจนของอัลคีนยังช่วยให้เราปฏิเสธกลไกซิงโครนัสของการเติมโมเลกุลฮาโลเจนหนึ่งโมเลกุลได้ การเติมคอนจูเกตให้กับพันธะคู่เป็นไปตามข้อตกลงที่ดีกับกลไกสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับฮาโลเจนไอออนไอออนเป็นตัวกลาง

สำหรับปฏิกิริยาของการเติมอิเล็กโตรฟิลิกกับพันธะคู่ เราควรคาดหวังว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีองค์ประกอบทดแทนอัลคิลที่ให้อิเล็กตรอน และการลดลงของการมีอยู่ขององค์ประกอบทดแทนที่ดึงอิเล็กตรอนออกที่พันธะคู่ ที่จริงแล้ว อัตราการเติมคลอรีนและโบรมีนในพันธะคู่จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเปลี่ยนจากเอทิลีนไปเป็นอนุพันธ์ที่แทนที่เมทิล ตัวอย่างเช่น อัตราการเติมโบรมีนในเตตระเมทิลเอทิลีนนั้นสูงกว่าอัตราการเติมโบรมีน 1-บิวทีน 10 เท่า 5 เท่า ความเร่งมหาศาลนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงขั้วที่สูงของสถานะการเปลี่ยนผ่านและการแยกประจุในระดับสูงในสถานะการเปลี่ยนผ่าน และสอดคล้องกับกลไกการเติมอิโทรฟิลิก

ในบางกรณี การเติมคลอรีนลงในอัลคีนที่มีองค์ประกอบทดแทนที่ให้อิเล็กตรอนจะมาพร้อมกับการดึงโปรตอนออกจากสารประกอบตัวกลางแทนการเติมคลอไรด์ไอออน สิ่งที่เป็นนามธรรมของโปรตอนส่งผลให้เกิดอัลคีนที่แทนที่คลอรีน ซึ่งถือได้อย่างเป็นทางการว่าเป็นการทดแทนโดยตรงด้วยการย้ายถิ่นของพันธะคู่ อย่างไรก็ตาม การทดลองด้วยการติดฉลากไอโซโทปบ่งชี้ได้มากกว่านั้น ตัวละครที่ซับซ้อนการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นที่นี่ เมื่อไอโซบิวทิลีนถูกคลอรีนที่ 0 0 C จะเกิด 2-เมทิล-3-คลอโรโพรพีน (เมทัลลิลคลอไรด์) ขึ้นมาแทนไดคลอไรด์ที่คาดหวัง ซึ่งเป็นผลคูณของการเติมที่พันธะคู่

อย่างเป็นทางการดูเหมือนว่ามีการทดแทนไม่ใช่ภาคยานุวัติ การศึกษาปฏิกิริยานี้โดยใช้ไอโซบิวทิลีนที่ติดฉลากที่ตำแหน่ง 1 ด้วยไอโซโทป 14 C แสดงให้เห็นว่าไม่มีการแทนที่ไฮโดรเจนด้วยคลอรีนโดยตรงเนื่องจากในผลลัพธ์ของเมทัลลิลคลอไรด์ฉลากจะอยู่ในกลุ่ม 14 CH 2 Cl ผลลัพธ์นี้สามารถอธิบายได้ตามลำดับการแปลงต่อไปนี้:

ในบางกรณี การย้ายถิ่น 1,2 ของหมู่อัลคิลอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน

ใน CCl 4 (ตัวทำละลายไม่มีขั้ว) ปฏิกิริยานี้ให้ไดคลอไรด์เกือบ 100% บี- ผลคูณสามัญที่มีพันธะคู่ (ไม่มีการจัดเรียงใหม่)

การจัดเรียงโครงกระดูกใหม่ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติมากที่สุดสำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับคาร์โบแคตแบบเปิดซึ่งเป็นอนุภาคตัวกลาง เป็นไปได้ว่าการเติมคลอรีนในกรณีเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นผ่านคลอโรเนียมไอออน แต่เกิดขึ้นผ่านอนุภาคประจุบวกใกล้กับคาร์โบเคชันแบบเปิด ในเวลาเดียวกัน ควรสังเกตว่าการจัดเรียงโครงกระดูกใหม่เป็นปรากฏการณ์ที่ค่อนข้างหายากในกระบวนการเติมฮาโลเจนและฮาโลเจนผสมที่พันธะคู่: มักสังเกตได้บ่อยกว่าในระหว่างการเติมคลอรีนและน้อยกว่ามากในระหว่างการเติม โบรมีน. ความน่าจะเป็นของการจัดเรียงใหม่ดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นเมื่อย้ายจากตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว (CCl 4) ไปเป็นตัวทำละลายที่มีขั้ว (ไนโตรมีเทน, อะซิโตไนไตรล์)

การสรุปข้อมูลที่นำเสนอเกี่ยวกับสเตอริโอเคมี การเติมคอนจูเกต อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทนในอัลคีน รวมถึงการจัดเรียงใหม่ในปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนที่พันธะคู่ ควรสังเกตว่าข้อมูลเหล่านี้สอดคล้องกับกลไกของการเติมอิเล็กโทรฟิลิกที่เกี่ยวข้อง ไอออนฮาโลเจนเนียมแบบไซคลิก ข้อมูลเกี่ยวกับการเติมฮาโลเจนผสมลงในอัลคีนซึ่งขั้นตอนของการเติมถูกกำหนดโดยขั้วของพันธะของอะตอมฮาโลเจนสองอะตอมสามารถตีความได้ในลักษณะเดียวกัน

คำนิยาม

อัลคีเนสถูกเรียกว่า ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวซึ่งโมเลกุลจะมีพันธะคู่หนึ่งพันธะ โครงสร้างของโมเลกุลอัลคีนโดยใช้เอทิลีนเป็นตัวอย่างแสดงในรูปที่ 1 1.

ข้าว. 1. โครงสร้างของโมเลกุลเอทิลีน

โดย คุณสมบัติทางกายภาพอัลคีนแตกต่างจากอัลเคนเล็กน้อยโดยมีจำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลเท่ากัน ความคล้ายคลึงกันที่ต่ำกว่า C 2 - C 4 ใน สภาวะปกติ- ก๊าซ C 5 - C 17 - ของเหลว; ความคล้ายคลึงกันที่สูงขึ้น - ของแข็ง- อัลคีนไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์

การเตรียมอัลคีน

ในอุตสาหกรรมจะได้รับอัลคีนในระหว่างการกลั่นน้ำมัน: การแตกร้าวและดีไฮโดรจีเนชันของอัลเคน วิธีการทางห้องปฏิบัติการเราแบ่งการผลิตอัลคีนออกเป็นสองกลุ่ม:

• ปฏิกิริยาการกำจัด

– การขาดน้ำของแอลกอฮอล์

CH 3 -CH 2 -OH → CH 2 =CH 2 + H 2 O (H 2 SO 4 (conc), เสื้อ 0 = 170)

— ดีไฮโดรฮาโลเจนของโมโนฮาโลอัลเคน

CH 3 -CH(Br)-CH 2 -CH 3 + NaOH แอลกอฮอล์ → CH 3 -CH=CH-CH 3 + NaBr + H 2 O (t 0)

— การดีฮาโลเจนของไดฮาโลอัลเคน

CH 3 -CH(Cl)-CH(Cl)-CH 2 -CH 3 + Zn(Mg) → CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 3 + ZnCl 2 (MgCl 2)

• การไฮโดรจิเนชันของอัลคีนที่ไม่สมบูรณ์

CH≡CH + H 2 →CH 2 =CH 2 (Pd, เสื้อ 0)

คุณสมบัติทางเคมีของอัลคีน

อัลคีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีปฏิกิริยาสูง สิ่งนี้อธิบายได้จากโครงสร้างของพวกเขา เคมีของอัลคีนคือเคมีของพันธะคู่ ปฏิกิริยาทั่วไปสำหรับอัลคีน - ปฏิกิริยาการเติมอิเล็กโทรฟิลิก

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของอัลคีนดำเนินการด้วยการแยก:

1) π - การเชื่อมต่อ S-S(การเติม การเกิดพอลิเมอไรเซชัน และออกซิเดชัน)

- ไฮโดรจิเนชัน

CH 3 -CH=CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 2 (kat = Pt)

- ฮาโลเจน

CH 3 -CH 2 -CH=CH 2 + Br 2 → CH 3 -CH 2 -CH(Br)-CH 2 Br.

— ไฮโดรฮาโลเจนเนชัน (ดำเนินการตามกฎของ Markovnikov: อะตอมไฮโดรเจนเกาะติดเป็นพิเศษกับอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนมากกว่า)

CH 3 -CH=CH 2 + H-Cl → CH 3 -CH(Cl)-CH 3 .

- ความชุ่มชื้น

CH 2 =CH 2 + H-OH → CH 3 -CH 2 -OH (H + , เสื้อ 0)

- การเกิดพอลิเมอไรเซชัน

nCH 2 =CH 2 → -[-CH 2 -CH 2 -]- n (kat, เสื้อ 0)

- ออกซิเดชัน

CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 2KOH → HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2K 2 MnO 4;

2CH 2 =CH 2 + O 2 → 2C 2 OH 4 (อีพอกไซด์) (kat = Ag,t 0);

2CH 2 =CH 2 + O 2 → 2CH 3 -C(O)H (kat = PdCl 2, CuCl)

2) พันธบัตร σ- และ π-C-C

CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 3 + 4[O] → CH 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH (KMnO 4, H +, t 0)

3) พันธบัตร C sp 3 -H (ในตำแหน่งพันธมิตร)

CH 2 = CH 2 + Cl 2 → CH 2 = CH-Cl + HCl (t 0 =400)

4) ทำลายความสัมพันธ์ทั้งหมด

ค 2 ชม. 4 + 2O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O;

C nH 2n + 3n/2 O 2 → nCO 2 + nH 2 O

การประยุกต์ของอัลคีน

Alkenes พบว่ามีประโยชน์ใน อุตสาหกรรมต่างๆ เศรษฐกิจของประเทศ- มาดูตัวอย่างตัวแทนแต่ละคนกัน

เอทิลีนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรมเพื่อผลิตสารต่างๆ สารประกอบอินทรีย์เช่น อนุพันธ์ของฮาโลเจน, แอลกอฮอล์ (เอทานอล, เอทิลีนไกลคอล), อะซีตัลดีไฮด์, กรดอะซิติกฯลฯ บี ปริมาณมากเอทิลีนใช้ในการผลิตโพลีเมอร์

โพรพิลีนถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตแอลกอฮอล์บางชนิด (เช่น 2 โพรพานอล กลีเซอรีน) อะซิโตน ฯลฯ โพรพิลีนผลิตโดยกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของโพรพิลีน

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างการแก้ปัญหาในหัวข้อ “สูตรของแอลคีน”

ตัวอย่างที่ 1	ในระหว่างการไฮโดรไลซิส สารละลายที่เป็นน้ำโซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH ไดคลอไรด์ที่ได้จากการเติมคลอรีน 6.72 ลิตรลงในเอทิลีนไฮโดรคาร์บอนเกิด 22.8 กรัม แอลกอฮอล์ไดไฮดริก- สูตรของอัลคีนคืออะไรหากทราบว่าปฏิกิริยาดำเนินไปในเชิงปริมาณ (โดยไม่มีการสูญเสีย)
สารละลาย	ให้เราเขียนสมการของแอลคีนคลอรีนลงไป มุมมองทั่วไปเช่นเดียวกับปฏิกิริยาในการผลิตแอลกอฮอล์ไดไฮโดรริก: C n H 2 n + Cl 2 = C n H 2 n Cl 2 (1); C n H 2 n Cl 2 + 2NaOH = C n H 2 n (OH) 2 + 2HCl (2) คำนวณปริมาณคลอรีน: n(Cl 2) = V(Cl 2) / V ม.; n(Cl 2) = 6.72 / 22.4 = 0.3 โมล ดังนั้นเอทิลีนไดคลอไรด์จะเป็น 0.3 โมล (สมการ 1) แอลกอฮอล์ไดไฮโดรควรเป็น 0.3 โมลและตามเงื่อนไขของปัญหาคือ 22.8 กรัมซึ่งหมายความว่า มวลฟันกรามมันจะเท่ากับ: M(C n H 2 n (OH) 2) = m(C n H 2 n (OH) 2) / n(C n H 2 n (OH) 2); M(C n H 2 n (OH) 2) = 22.8 / 0.3 = 76 กรัม/โมล มาหามวลโมลาร์ของแอลคีน: M(C n H 2 n) = 76 - (2×17) = 42 กรัม/โมล ซึ่งสอดคล้องกับสูตร C 3 H 6 .
คำตอบ	สูตรแอลคีนC 3 H 6

ตัวอย่างที่ 2

ตัวอย่างที่ 1	จะต้องกี่กรัมในการโบรมีนอัลคีน 16.8 กรัมหากทราบว่าในระหว่างการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของอัลคีนในปริมาณเท่ากันจะมีการเติมไฮโดรเจน 6.72 ลิตร? องค์ประกอบและโครงสร้างที่เป็นไปได้ของไฮโดรคาร์บอนดั้งเดิมคืออะไร?
สารละลาย	ให้เราเขียนสมการทั่วไปสำหรับโบรมีนและไฮโดรจิเนชันของแอลคีน: C n H 2 n + Br 2 = C n H 2 n Br 2 (1); C n H 2 n + H 2 = C n H 2 n +2 (2) ลองคำนวณปริมาณของสารไฮโดรเจน: n(H 2) = V(H 2) / V ม.; n(H 2) = 6.72 / 22.4 = 0.3 โมล ดังนั้น อัลคีนก็จะเท่ากับ 0.3 โมล (สมการที่ 2) และตามเงื่อนไขของปัญหาคือ 16.8 กรัม ซึ่งหมายความว่ามวลโมลจะเท่ากับ: M(ค n H 2n) = ม.(C n H 2n) / n(C n H 2n); M(C n H 2 n) = 16.8 / 0.3 = 56 กรัม/โมล ซึ่งสอดคล้องกับสูตร C 4 H 8 . ตามสมการ (1) n(C n H 2 n) : n(Br 2) = 1:1 กล่าวคือ n(Br 2) = n(C n H 2 n) = 0.3 โมล มาหามวลของโบรมีน: ม.(Br 2) = n(Br 2) × M(Br 2); M(Br 2) = 2×Ar(Br) = 2×80 = 160 กรัม/โมล; ม.(MnO 2) = 0.3 × 160 = 48 ก. มาสร้างสูตรโครงสร้างของไอโซเมอร์กันดีกว่า: บิวทีน-1 (1), บิวทีน-2 ​​(2), 2-เมทิลโพรพีน (3), ไซโคลบิวเทน (4) CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 (1); CH 3 -CH=CH-CH 3 (2); CH 2 =ค(CH 3)-CH 3 (3);
คำตอบ	มวลของโบรมีนคือ 48 กรัม

คุณสมบัติทางกายภาพของอัลคีนนั้นคล้ายคลึงกับคุณสมบัติทางกายภาพของอัลเคน แม้ว่าพวกมันทั้งหมดจะมีมากกว่าเล็กน้อยก็ตาม อุณหภูมิต่ำละลายและเดือดมากกว่าอัลเคนที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น เพนเทนมีจุดเดือด 36 °C และเพนทีน-1 - 30 °C ภายใต้สภาวะปกติ อัลคีน C 2 - C 4 จะเป็นก๊าซ C 5 – C 15 เป็นของเหลว เริ่มต้นจาก C 16 เป็นของแข็ง อัลคีนไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์

อัลคีนเป็นของหายากในธรรมชาติ เนื่องจากอัลคีนเป็นวัตถุดิบที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรม การสังเคราะห์สารอินทรีย์มีการพัฒนาวิธีการได้มาหลายวิธี

1. แหล่งอุตสาหกรรมหลักของอัลคีนคือการแตกตัวของอัลเคนที่เป็นส่วนหนึ่งของน้ำมัน:

3. บี สภาพห้องปฏิบัติการอัลคีนได้มาจากปฏิกิริยาการกำจัด ซึ่งอะตอมสองอะตอมหรือสองกลุ่มอะตอมถูกกำจัดออกจากอะตอมคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง และเกิดพันธะ p เพิ่มเติม ปฏิกิริยาดังกล่าวมีดังต่อไปนี้

1) การขาดน้ำของแอลกอฮอล์เกิดขึ้นเมื่อถูกให้ความร้อนด้วยสารกำจัดน้ำเช่นกรดซัลฟิวริกที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 ° C:

เมื่อ H 2 O ถูกกำจัดออกจากแอลกอฮอล์ HBr และ HCl ออกจากอัลคิลเฮไลด์ อะตอมไฮโดรเจนจะถูกกำจัดออกจากอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งถูกพันธะกับอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงเป็นพิเศษ จำนวนที่น้อยที่สุดอะตอมไฮโดรเจน (จากอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนน้อยที่สุด) รูปแบบนี้เรียกว่ากฎของ Zaitsev

3) การดีฮาโลเจนเกิดขึ้นเมื่อไดฮาไลด์ที่มีอะตอมของฮาโลเจนที่อะตอมของคาร์บอนที่อยู่ติดกันถูกให้ความร้อนด้วยโลหะแอคทีฟ:

CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 =CH-CH 3 + Mg Br 2

คุณสมบัติทางเคมีของอัลคีนถูกกำหนดโดยการมีพันธะคู่ในโมเลกุล ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนพันธะ p ค่อนข้างเคลื่อนที่และทำปฏิกิริยากับอนุภาคอิเล็กโทรฟิลิกได้ง่าย ดังนั้นปฏิกิริยาของอัลคีนหลายอย่างจึงเกิดขึ้นตามกลไก การเติมด้วยไฟฟ้ากำหนดด้วยสัญลักษณ์ A E (จากภาษาอังกฤษ บวกด้วยอิเล็กโตรฟิลิก) ปฏิกิริยาการเติมอิเล็กโทรฟิลิกเป็นกระบวนการไอออนิกที่เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน

ในระยะแรก อนุภาคอิเล็กโตรฟิลิก (ส่วนใหญ่มักเป็น H + โปรตอน) ทำปฏิกิริยากับ p-อิเล็กตรอนของพันธะคู่และก่อตัวเป็น p-complex ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นคาร์โบเคชันโดยสร้างพันธะโควาเลนต์ s ระหว่าง อนุภาคอิเล็กโทรฟิลิกและหนึ่งในอะตอมของคาร์บอน:

แอลคีน พี-คอมเพล็กซ์ คาร์โบเคชัน

ในระยะที่สอง คาร์โบเคชันจะทำปฏิกิริยากับประจุลบ X ทำให้เกิดพันธะ s ที่สองเนื่องจากคู่อิเล็กตรอนของประจุลบ:

ในปฏิกิริยาการเติมอิเล็กโทรฟิลิก ไฮโดรเจนไอออนจะเกาะติดกับอะตอมของคาร์บอนที่พันธะคู่ซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนมากที่สุด ประจุลบ- การกระจายประจุถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของ p-อิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทน: .

องค์ประกอบทดแทนที่ให้อิเล็กตรอนซึ่งแสดงผล +I จะเปลี่ยนความหนาแน่นของ p-อิเล็กตรอนไปเป็นอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนมากขึ้น และสร้างประจุลบบางส่วนให้กับมัน สิ่งนี้จะอธิบาย กฎของมาร์คอฟนิคอฟ: เมื่อเติมโมเลกุลเชิงขั้ว เช่น HX (X = Hal, OH, CN ฯลฯ) ลงในอัลคีนที่ไม่สมมาตร ไฮโดรเจนจะเกาะติดกับอะตอมของคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนมากกว่าที่พันธะคู่เป็นพิเศษ

ลองพิจารณาดู ตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงปฏิกิริยาการเติม

1) ไฮโดรฮาโลเจน- เมื่ออัลคีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเฮไลด์ (HCl, HBr) จะเกิดอัลคิลเฮไลด์:

CH 3 -CH = CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3 .

ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยกฎของ Markovnikov

แต่ควรเน้นย้ำว่าในที่ที่มีอยู่ใดๆ เปอร์ออกไซด์อินทรีย์โมเลกุลของขั้ว HX ทำปฏิกิริยากับอัลคีนซึ่งไม่เป็นไปตามกฎของ Markovnikov:

	R-O-O-R
CH 3 -CH = CH 2 + HBr		CH 3 -CH 2 -CH 2 ห้องนอน

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการปรากฏตัวของเปอร์ออกไซด์ทำให้เกิดความรุนแรงมากกว่า กลไกไอออนปฏิกิริยา

2) การให้ความชุ่มชื้น เมื่ออัลคีนทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อมีกรดแร่ (ซัลฟิวริก, ฟอสฟอริก) แอลกอฮอล์จะถูกสร้างขึ้น กรดแร่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและเป็นแหล่งของโปรตอน การเติมน้ำยังเป็นไปตามกฎของ Markovnikov:

CH 3 -CH = CH 2 + HON ® CH 3 -CH (OH) -CH 3 .

3) ฮาโลเจน- อัลคีเนสเปลี่ยนสีน้ำโบรมีน:

CH 2 = CH 2 + Br 2 ® B-CH 2 -CH 2 Br.

ปฏิกิริยานี้มีคุณภาพสำหรับพันธะคู่

4) การเติมไฮโดรเจน การเติมไฮโดรเจนเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ:

โดยที่ R = H, CH 3, Cl, C 6 H 5 เป็นต้น CH 2 =CHR โมเลกุลเรียกว่าโมโนเมอร์ สารประกอบที่ได้เรียกว่าโพลีเมอร์ จำนวน n คือระดับของการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน

การเกิดพอลิเมอไรเซชันของอนุพันธ์อัลคีนต่างๆ ให้คุณค่า สินค้าอุตสาหกรรม: โพลีเอทิลีน, โพลิโพรพิลีน, โพลีไวนิลคลอไรด์ และอื่นๆ

นอกจากนี้อัลคีนยังได้รับปฏิกิริยาออกซิเดชั่นอีกด้วย ในระหว่างการออกซิเดชันเล็กน้อยของอัลคีนด้วยสารละลายน้ำของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (ปฏิกิริยาวากเนอร์) แอลกอฮอล์ไดไฮโดรริกจะเกิดขึ้น:

ZSN 2 =CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOSN 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานี้ สารละลายสีม่วงของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตจะเปลี่ยนสีอย่างรวดเร็ว และเกิดการตกตะกอนของแมงกานีสออกไซด์สีน้ำตาล (IV) ปฏิกิริยานี้เหมือนกับปฏิกิริยาการลดสีของน้ำโบรมีนซึ่งมีคุณภาพสำหรับพันธะคู่ ในระหว่างการเกิดออกซิเดชันอย่างรุนแรงของอัลคีนด้วยสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่เดือดในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดความแตกแยกที่สมบูรณ์ของพันธะคู่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของคีโตน กรดคาร์บอกซิลิกหรือ CO 2 เช่น:

	[เกี่ยวกับ]
CH 3 -CH=CH-CH 3		2CH 3 -ซีโอเอช

จากผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน สามารถกำหนดตำแหน่งของพันธะคู่ในแอลคีนดั้งเดิมได้

เช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ อัลคีนจะเผาไหม้และเมื่อมีอากาศปริมาณมาก จะก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ:

C n H 2 n + สังกะสี /2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O

เมื่ออากาศมีจำกัด การเผาไหม้ของอัลคีนอาจทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำได้:

C n H 2n + nO 2 ® nCO + nH 2 O .

หากคุณผสมอัลคีนกับออกซิเจนและส่งต่อส่วนผสมนี้บนตัวเร่งปฏิกิริยาเงินที่ให้ความร้อนถึง 200°C จะเกิดอัลคีนออกไซด์ (อีพอกซีอัลเคน) ขึ้น ตัวอย่างเช่น:

ที่อุณหภูมิใดๆ อัลคีนจะถูกออกซิไดซ์โดยโอโซน (โอโซนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่าออกซิเจน) หากก๊าซโอโซนถูกส่งผ่านสารละลายอัลคีนในมีเทนเตตระคลอไรด์ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง จะเกิดปฏิกิริยาการเติมและเกิดโอโซนที่สอดคล้องกัน (ไซคลิกเปอร์ออกไซด์) โอโซนไม่เสถียรมากและสามารถระเบิดได้ง่าย ดังนั้นจึงมักจะไม่แยกออกจากกัน แต่ทันทีหลังการผลิตพวกมันจะสลายตัวด้วยน้ำ - สิ่งนี้ก่อให้เกิด สารประกอบคาร์บอนิล(อัลดีไฮด์หรือคีโตน) โครงสร้างที่บ่งบอกถึงโครงสร้างของอัลคีนที่ถูกโอโซน

อัลคีนตอนล่างเป็นวัสดุตั้งต้นที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรม จะได้จากเอทิลีน เอทานอล, โพลีเอทิลีน, โพลีสไตรีน โพรพีนใช้สำหรับการสังเคราะห์โพรพิลีน ฟีนอล อะซิโตน และกลีเซอรีน