Reakcje addycji elektrofilowej - addycja wodoru, - addycja halogenów - reguła Markownikowa - addycja halogenowodorów - addycja wody - katalityczne utlenianie alkenów i alkinów - polimeryzacja alkenów

Reakcje addycji  Reakcje polegające na przyłączeniu podstawników do atomów węgla połączonych wiązaniem wielokrotnym (podwójnym, potrójnym) z jednoczesnym rozerwaniem wiązań π  Reakcje addycji są charakterystyczne dla :  węglowodorów nienasyconych – alkenów i alkinów oraz innych nienasyconych związków organicznych np.: alkadieny, cykloalkeny, cykloalkiny, areny, nienasycone kwasy karboksylowe, tłuszcze zawierające reszty nienasyconych kwasów karboksylowych  Reakcje przyłączenia podstawników do wiązania wielokrotnego jest reakcją addycji elektrofilowej – pary wiążące π są atakowane przez substraty elektrofilowe (posiadających deficyt elektronów – poszukujących elektronów.

Ogólny zapis równań reakcji addycji  Addycja wodoru:  C n H 2n + H 2  C n H 2n+2 (alkan)  C n H 2n-2 + H 2  C n H 2n (alken)  C n H 2n-2 + 2H 2  C n H 2n+2 (alkan)  Addycja halogenów (X 2 : F 2 ; Cl 2 ; Br 2 ; I 2 ; ):  C n H 2n + X 2  C n H 2n X 2 (dihalogenoalkan)  C n H 2n-2 + X 2  C n H 2n-2 X 2 (dihalogenoalken)  C n H 2n-2 + 2X 2  C n H 2n-2 X 4 (tetrahologenoalkan)  Addycja halogenowodorów (HX: HF; HCl; HBr; HI):  C n H 2n + HX  C n H 2n+1 X (monohalogenoalkan)  C n H 2n-2 + HX  C n H 2n-1 X (monohalogenoalken)  C n H 2n-2 + 2HX  C n H 2n X 2 (dihalogenoalkan)  Addycja wody H – OH  C n H 2n + H – OH  C n H 2n+1 OH (alkohol – alkanol)

Addycja wodoru – uwodorowanie – hydrogenacja (reakcja wymuszona katalizatorem: Ni, Pt, Pd)  CH 3 – CH = CH 2 + H 2  CH 3 – CH 2 – CH 3 propen wodór propan  CH 3 – C ≡ CH + 2H 2  CH 3 – CH 2 – CH 3 propyn wodór propan + CH2CH2 CHCHCH3CH3 Ni H - H +

Addycja bromu halogenacja (reakcja samorzutna)  CH 3 – CH = CH 2 + Br 2  CH 3 – CHBr – CH 2 Br propen brom 1,2-dibromopropan  CH 3 – C ≡ CH + 2Br 2  CH 3 – CBr 2 – CHBr 2 propyn brom 1,1,2,2 -tetrabromopropan + CH2CH2 CHCHCH3CH3 Br - +

Reguła Markownikowa  Addycja cząsteczek typu H – X (lub innej cząsteczki asymetrycznej polarnej np. H – OH) do wiązania wielokrotnego przebiega w taki sposób, że atom wodoru z cząsteczki H – X jest przyłączany do atomu węgla o niższej rzędowości (bogatszego w wodór), natomiast podstawniki innego rodzaju: - X, - OH, do atomu węgla o wyższej rzędowości (uboższego w wodór)  Addycja przebiega z udziałem produktu pośredniego – karbokationu, im wyższej rzędowości karbokation (atom C wyższej rzędowości obdarzony ładunkiem dodatnim w karbokationie) tym jest on trwalszy.

Addycja halogenowodoru – HX (HCl) (reakcja samorzutna)  CH 3 – CH = CH 2 + HCl  CH 3 – CHCl – CH 3 propen chlorowodór 2-chloropropan  CH 3 – C ≡ CH + 2HCl  CH 3 – CCl 2 – CH 3 propyn chlorowodór 2,2 -dichloropropan + CH2CH2 CHCHCH3CH3 H - Cl +

Addycja wody H – OH (uwodnienie – hydratacja) : zachodzi w obecności H + (reakcja wymuszona) H +  CH 3 – CH = CH 2 + H - OH  CH 3 – CH – CH 3 | OH propen woda propan – 2 – ol  Uwaga: powyższy schemat reakcji jest uproszczeniem, ponieważ w rzeczywistości para π jest przekazywana na kation H + i mechanizm reakcji jest bardziej złożony. + CH2CH2 CHCHCH3CH3 H - OH + H+H+

Katalityczne utlenianie alkenów KMnO 4  Katalityczne utlenianie propenu wodnym roztworem KMnO 4 – odbarwianie roztworu jest reakcją charakterystyczną dla węglowodorów nienasyconych:  3 CH 3 – CH = CH KMnO H 2 O   3 CH 3 – CH(OH) – CH 2 (OH) + 2 MnO KOH  Katalityczne utleniania propenu wodnym roztworem KMnO 4 w obecności H 2 SO 4, reakcja przebiega z zerwaniem wiązania podwójnego w alkenie – odbarwianie roztworu jest reakcją charakterystyczną dla węglowodorów nienasyconych:  5 CH 3 – CH = CH KMnO H 2 SO 4   5 CH 3 – COOH + 5 H - COOH + 8 MnSO K 2 SO 4 +12H 2 O

Katalityczne utlenianie alkenów i alkinów KMnO 4 (cd)  3 CH 2 = CH KMnO H 2 O   3 CH 2 (OH) – CH 2 (OH) + 2 MnO KOH  5 CH 2 = CH KMnO H 2 SO 4   10 H - COOH + 8 MnSO K 2 SO H 2 O  3 CH ≡ CH + 2 KMnO H 2 O   6 H – CHO + 2 MnO 2 + 2KOH  5 CH ≡ CH + 6 KMnO H 2 SO 4   10 H – COOH + 6 MnSO K 2 SO H 2 O

Reakcje polimeryzacji  Polimeryzacja – reakcja łańcuchowa polegająca na łączeniu się wielu małych cząsteczek (monomerów) w cząsteczki duże (polimery) z jednoczesnym zerwaniem wiązań wielokrotnych, reakcja zachodzi w warunkach podwyższonej temp., promieniowania elektromagnetycznego lub starterów) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2  n CH 2 = CH 2  ( - CH 2 – CH 2 - ) n ( polietylen – polieten)  n CH = CH 2  ( - CH – CH 2 - ) n | | C 6 H 5 C 6 H 5 (polistyren – polifenyloeten)