Часть II
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть II. УГЛЕВОДОРОДЫ

Реакции окисления алкенов
Строение продуктов окисления алкенов зависит от условий реакции и природы окислителя.
    Различают два типа реакций окисления алкенов:
      - мягкое окисление, при котором разрывается π-связь и сохраняется углеродный скелет молекулы;
      - жёсткое окисление с разрывом как π-, так и σ-связей С=С, приводящее к разрушению углеродного скелета.

1. Мягкое окисление алкенов разбавленным водным раствором перманганата калия с образованием двухатомных спиртов (реакция Вагнера):
Окисление этилена
Полное уравнение реакции:
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3HO–CH2–CH2–OH + 2KOH + 2MnO2
Схема электронного баланса

В ходе этой реакции происходит обесцвечивание фиолетовой окраски водного раствора KMnO4. Поэтому она используется как качественная реакция на кратную связь.

Видео Видеоопыт "Взаимодействие этилена с раствором перманганата калия".

2. Углеродный скелет сохраняется при окислении алкенов пероксикислотами (надкислотами)Пероксикислотами (надкислотами) назы-вают кислоты, в которых гидроксильная группа замещена на остаток перекисида водорода —OOH. Эти соединения получают электролизом соответствующих кислот, или реакцией пероксида водорода с их ангидридами, либо галогенангидри-дами. R–CO–OOH в неполярных инертных растворителях (реакция Прилежаева). Продуктами окисления являются эпоксиды (оксираны), поэтому сама реакция называется реакцией эпоксидирования.

3. Промышленное значение имеют реакции каталитического окисления этилена до этиленоксида (эпоксида):
Образование этиленоксида
    и ацетальдегида:
Образование ацетальдегида
(подробнееpic)

4. При жестком окислении алкенов кипящим раствором KMnO4 в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи:

Жесткое окисление алкенов

Эта реакция позволяет установить строение алкена по образовавшимся продуктам. Первичные атомы углерода кратной связи (=CH2) окисляются до СО2, вторичные (RCH=) – до RСООН, третичные (R2C=) – до R2С=О.

5. Для установления строения алкенов используются также реакции озонолиза
Озонолиз алкенов
Алкены легко окисляются озоном (реакция озонирования). При этом происходит разрыв π- и σ-связей в группе С=С и образуются циклические пероксиды – озониды:

Подобно большинству соединений, содержащих пероксидные связи (–О–О–), озониды взрывоопасны. Их обычно не выделяют, а разлагают водой в присутствии восстановителей (в качестве восстановителя часто используют цинк в уксусной кислоте) или без них.
При восстановительном гидролизе озонидов образуются карбонильные соединения (альдегиды и/или кетоны), которые, как правило, легко удается выделить и идентифицировать. Без восстановителей процесс завершается образованием карбоновых кислот и/или кетонов, так как альдегиды легко окисляются до соответствующих кислот.

Последовательность реакций озонирования алкенов и гидролиза озонидов называют озонолизом.

Этот процесс используется для установления положения двойных связей в алкенах по строению полученных продуктов.

Схема озонолиза на примере 2-метилбутена-2
По полученным при озонолизе продуктам можно представить строение озонида и, соответственно, алкена. Например, при озонолизе 1 моль алкена неизвестного строения получено 2 моль ацетона. Следовательно, исходный алкен является 2,3-диметилбутеном-2.

6. Полное окисление (горение):
nH2n + 3nO2 2nCO2 + 2nH2O + Q
С2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O + Q

Газообразные гомологи алкенов образуют с воздухом взрывоопасные смеси.

Видео Видеоопыт "Горение этилена".