УКАЖИТЕ ФОРМУЛУ АЛКИНОВ

В этой статье мы разберем, как составлять молекулярные формулы основных классов органических соединений из информации об особенностях строения (наличие кратных связей, циклов, функциональных групп), и наоборот — как определять общую формулу гомологического ряда веществ с определенными функциональными группами, кратными связями или циклами. 

За основу берем формулу алканов — предельных нециклических углеводородов с одинарными связями между атомами углерода.

В молекуле линейных
на каждый атом углерода приходится по два атома водорода плюс по одному дополнительному атому водорода на концах углеродной цепи:

Таким образом, общая формула предельных нециклических углеводородов (алканов)
— C _n
H _2n+2

.

В присутствует одна двойная связь. Двойная связь «отщипывает» от молекулы  два атома водорода:

Таким образом, общая формула нециклических углеводородов, в молекулах которых есть одна двойная связь (алкенов)
C _n
H _2n+2-2

— C _n
H _2n

.

Формулы алкенов отличаются от формул алканов с таким же количеством атомов углерода на 2 атома водорода:

C ₃
H ₈
— C ₃
H ₆
= 2H

Каждая пара атомов водорода определяет
молекулы. Степень ненасыщенности алкенов равна одному.

В присутствует одна тройная связь. Тройная связь «отщипывает» от молекулы уже четыре атома водорода
:

Таким образом, общая формула нециклических углеводородов, в молекулах которых есть одна тройная связь (алкинов): C _n
H _2n+2-4

 — C _n
H _2n-2

. 

Формулы алкинов отличаются от формул алканов с таким же количеством атомов углерода на 4 водорода:

C ₃
H ₈
— C ₃
H ₄
= 4H

Степень ненасыщенности алкинов равна двум.

В присутствуют две двойные связи. Две двойные связи «отщипывают» от молекулы уже четыре атома водорода:

Таким образом, общая формула нециклических углеводородов, в молекулах которых есть две двойные связи (алкадиенов)
: C _n
H _2n+2-4

 — C _n
H _2n-2

.

Степень ненасыщенности алкадиенов также равна двум.

В присутствуют только одинарные связи и атомы углерода образуют замкнутый цикл. Наличие цикла также уменьшает количество атомов водорода на два:

Таким образом, общая формула циклических углеводородов, в молекулах которых есть только одинарные связи (циклоалканов)
: C _n
H _2n+2-2

 — C _n
H _2n

.

В присутствует одна одинарная связь и атомы углерода образуют замкнутый цикл. Наличие цикла и двойной связи уменьшает количество атомов водорода на четыре:

Таким образом, общая формула циклических углеводородов, в молекулах которых есть одна двойная связь (циклоалкенов)
: C _n
H _2n+2-4

 — C _n
H _2n-2

.

Этот ряд можно продолжить и дальше:

Алкатриены
— содержат три двойные связи, общая формула: C _n
H _2n+2-6
= C _n
H _2n-4
 

Алкенины
— содержат одну двойную и одну тройную связь, общая формула:

C _n
H _2n+2-6
= C _n
H _2n-4
 

и так далее.

Определите молекулярную формулу и степень ненасыщенности гомологического ряда следующих классов органических веществ:

а) C _n
H _2n-6

, степень ненасыщенности 4, не хватает 8 атомов Н до алкана

б) C _n
H _2n-4

, степень ненасыщенности 3, не хватает 6 атомов Н до алкана

в) C _n
H _2n-6

, степень ненасыщенности 4, не хватает 8 атомов Н до алкана

г) C _n
H _2n-8

, степень ненасыщенности 5, не хватает 10 атомов Н до алкана

Эта система работает и наоборот: знание молекулярной формулы можно определить возможный состав вещества.

, проанализируем формулу С ₃
Н ₆
. 

До формулы алкана не хватает С ₃
Н ₈
— С ₃
Н ₆
= 2Н два атома водорода.

Степень непредельности равна одному. То есть в молекуле органического вещества есть либо цикл
, либо двойная связь
.

Определите возможную структуру  (наличие кратных связей, циклов) молекул, которым соответствуют следующие формулы:

а)

а) C _n
H _2n-2

, степень ненасыщенности 4, в молекуле либо две двойные связи, либо цикл и двойная связь, либо тройная связь

б) C _n
H _2n-4

, степень ненасыщенности 6, в молекуле либо три двойные связи; цикл и тройная связь; тройная связь и двойная связь и др.

в) C _n
H _2n-6

, степень ненасыщенности 8:

4 двойные связи; цикл и 3 двойные связи; две тройные связи; тройная связь и две двойные связи и др.

г) C _n
H _2n-8

, степень ненасыщенности 10:

5 двойных связей; цикл и 4 двойные связи и др.

Алки́ны
( ацетиле́новые углеводоро́ды

) — ациклические
непредельные
углеводороды
, содержащие одну тройную связь
между атомами
углерода
, образующие гомологический ряд с общей формулой C _n
H _2n-2

.

Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации
и имеют валентный угол
180°. Простейшим алкином является ацетилен
(C ₂
H ₂
).

По номенклатуре « IUPAC
», названия алкинов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса « -ан
» на « -ин
»; положение тройной связи указывается арабской цифрой.

В 1862 году
немецкий
химик и врач
Ф. Вёлер
вновь открыл ацетилен
, взаимодействую водой на карбид кальция
.

Большую роль в изучении химии ацетилена и его производных в конце XIX века сыграл русский химик-органик А. Е. Фаворский
.

Простейшим алкином является этин (ацетилен C ₂
H ₂
)
. По номенклатуре « IUPAC
» названия алкинов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ин»; положение тройной связи указывается арабскими цифрами.

Углеводородные радикалы, образованные от алкинов имеют суффикс «-ини́л», так CH≡C-
называется « «этини́л»
».

Ниже представлены некоторые представители алкинов и их названия:

Различают внутреннюю
тройную связь (пример: бут-2-ин) и концевую
(пример: бут-1-ин).

Гомологический ряд
алкинов
:

• Этин
  (ацетилен): C ₂
  H ₂
  ;
• Пропин
  : C ₃
  H ₄
  ;
• Бутин
  -1: C ₄
  H ₆
  ;
• Пентин
  -1: C ₅
  H ₈
  ;
• Гексин
  -1: C ₆
  H ₁₀
  ;
• Гептин
  -1: C ₇
  H ₁₂
  ;
• Октин
  -1: C ₈
  H ₁₄
  ;
• Нонин
  -1: C ₉
  H ₁₆
  ;
• Децин
  -1: C ₁₀
  H ₁₈
  .

• В противном случае, разница в положении тройной связи в двух разных молекулах алкинов (например, бутин-1 и пентин-2) будет сигнализировать о том, что эти вещества будут являтся структурными изомерами по положению связи.

Структура тройной связи

На представленной выше диаграмме приведены молекулярные орбитали этилена
и ацетилена
.

Алкины по своим физическим свойствам напоминают соответствующие алкены
. Низшие (до С ₄
) — газы без цвета и запаха, имеющие более высокие температуры кипения, чем аналоги в алкенах. Алкины плохо растворимы в воде, лучше — в органических растворителях.

_{* Значения измерены при температуре кипения.}

Основным промышленным
способом получения ацетилена является электро- или термокрекинг метана
, пиролиз
природного газа и карбидный метод.

Карбидный метод (промышленный способ)

Прокаливание смеси оксида кальция
с коксом
в электрических печах при 1800—2000°С приводит к образованию карбида кальция
:

При действии на полученный карбид воды образуется гидроксид кальция
и ацетилен
:

Пиролиз углеводородов (промышленный способ)

Крекинг природного газа (промышленный способ)

Метод прямого синтеза

Взаимодействие углерода
напрямую с водородом
при очень высоких температурах приводит к образованию ацетилена:

Этот метод имеет чисто историческое значение (получение ацетилена в 1863 году
французским химиком М. Бертло
).

Электролиз солей непредельных карбоновых кислот

Аналогично ацетилен образуется из акрилата
натрия.

Этот метод носит чисто историческое значение.

Дегидрогалогенирование галогеналканов и галогеналкенов (лабораторный способ)

Реакция дегидрогалогенирования проводят действием сильного основания на дигалогеналканы:

Алкилирование алкинов (лабораторный способ)

См. также: Алкины § Реакции нуклеофильного замещения алкинидов

Алкилирование алкинов с концевой тройной связью производится по следующей схеме:

Прочие лабораторные способы получения алкинов

• Реакция Кори-Фукса
   — синтез алкинов из альдегидов
  ^[17]
  
  :

На первой стадии идёт образование дибромалкена:

На второй стадии происходит обмен брома
на литий и альфа-элиминирование с последующим превращением винилидена в алкин в результате перегруппировки Фрича-Буттенбергера-Вихеля:

Для алкинов характерны реакции
присоединения
. В отличие от алкенов
, которым свойственны реакции электрофильного присоединения
, алкины могут вступать также и в реакции нуклеофильного присоединения
. Это обусловлено значительным s-характером связи и, как следствие, повышенной электроотрицательностью атома углерода. Кроме того, большая подвижность атома водорода при тройной связи обусловливает кислотные свойства алкинов в реакциях замещения
.

Кислотные свойства алкинов и реакции нуклеофильного замещения

Пропинид серебра представляет собой осадок белого цвета, пропинид меди
 — осадок жёлтого цвета, наконец, диацетиленид меди
 — осадок красного цвета.

Реакции нуклеофильного замещения алкинидов

Алкиниды являются сильными нуклеофилами и легко вступают в реакции нуклеофильного замещения
:

Это, в частности, широко используется для синтеза гомологов ацетилена:

Реакция нуклеофильного замещения алкинидов

В случае реакции с вторичными или третичными галогеналканами реакция во многом идёт по альтернативному пути (элиминирование):

Аналогично протекает и реакция Куртца
(катализатор — ацетиленид меди):

Реакция идёт в присутствии солей меди (I).

Реакции электрофильного присоединения

Электрофильное присоединение
к алкинам инициируется под воздействием положительно заряженной частицы — электрофила
. В общем случае, катализатором таких реакций являются кислоты
.

Общая схема первой стадии реакции электрофильного присоединения:

Алкины способны присоединять одну или две молекулы галогена с образованием соответствующих галогенпроизводных:

Галогенирование алкинов идёт как транс
-присоединение (как правило) и протекает по аналогии с галогенированием алкенов
.

Вместе с тем, присоединение по тройной связи идёт труднее, чем по двойной, в связи с чем при наличии в соединении как двойной, так и тройной связи, возможно провести избирательное присоединение:

Присоединение хлороводорода
и бромоводорода
к алкинам происходит по аналогии с алкенами.
Реакция идёт в две стадии: сперва образуется галогеналкен, который далее переходит в дигалогеналкан:

Несмотря на бо́льшую электроотрицательность галогенов, обе стадии реакции идут по правилу Марковникова
.

В присутствии солей ртути
алкины присоединяют воду с образованием ацетальдегида
(для ацетилена
) или кетона
(для прочих алкинов). Эта реакция известна как « реакция Кучерова
».

Считается, что процесс гидратации идёт через стадию образования енола
:

где Х: ОН, OR, OCOR, NH ₂
и пр.

Отдельно стоит упомянуть реакцию оксилительного карбохлорирования:

Прочие реакции электрофильного присоединения

• Присоединение карбоновых кислот
  с образованием диэфиров
  :

Взаимодействие уксусной кислоты
с ацетиленом
образует винилацетат
:

Ацетиленовые углеводороды присоединяют CO ₂

и вторичные амины
с образованием амидов
:

• Взаимодействие ацетилена
  с цианистым водородом
  в присутствии солей одновалентной меди приводит к образованию акрилонитрила
  :

• Ацетилен
  способен в присутствии катализаторов присоединять углеводороды
  с образованием новых С-С связей

  [20]

  
  :

Реакции нуклеофильного присоединения

Нуклеофильное присоединение к алкинам инициируется под воздействием отрицательно заряженной частицы —
нуклеофила

. В общем случае, катализатором таких реакций являются

основания
.
Общая схема первой стадии реакции нуклеофильного присоединения:

Типовые реакции нуклеофильного присоединения

Характерным примером реакции нуклеофильного присоединения является «

реакция Фаворского
» — присоединение спиртов
в присутствии щелочей

с образованием алкенильных эфиров:

Первичные

амины

под действием оснований присоединяются к алкинам с образованием иминов

[23]

:

При высокой температуре в присутствии катализатора имин дегидрируется и превращается в ацетонитрил

:

В среде очень сильных оснований (например:

КОН
+ ДМСО

) ацетилен реагирует с

сероводородом
, образуя дивинилсульфид

[20]

:

Реакции радикального присоединения

В присутствии перекисей или других условиях, способствующих образованию свободных радикалов, присоединение к алкинам идёт по радикальному механизму — против правила Марковникова

(«

эффект Караша

»):

По

свободнорадикальному механизму
* может протекать реакция алкинов с тиолами:

* — В присутствии оснований реакция идёт по нуклеофильному механизму.

Аналогично происходит присоединение карбенов:

Реакциями этинилирования называют реакции увеличения углеродного скелета алкинов с сохранением тройной связи. Они могут протекать как по электрофильному, так и нуклеофильному механизму в зависимости от среды и условий реакции, характера субстрата, а также типа используемого катализатора.

Получение ацетиленовых спиртов

Важнейшей реакцией из этой группы является присоединения формальдегида
к ацетилену
с образованием пропаргилового спирта
и далее бутин-2-диола-1,4 ^*
:

  *    Бутин-2-диол-1,4 является важным промежуточным полупродуктом для получения бутиленгликоля,    γ-Бутиролактона    
,    изопрена    
 и    тетрагидрофурана    
.      

  

Эту реакцию разработал в 1925 году
В. Реппе
(« реакция Фаворского-Реппе
»). Она протекает при высоком давлении в присутствии ацетиленида меди.

Получение ацетиленовых эфиров и кислот

Катализаторы: PdCl ₂

, CuCl
.

На первой стадии образуется алкен
, который практически сразу же гидрируется до алкана
:

Для остановки реакции на стадии получения алкена используют катализаторы Линдлара
(Pd/PbO/CaCO ₃
) или борид никеля.

При гидрировании ацетилена
на никель-кобальтовом катализаторе можно получить изобутилен
:

Гомогенное гидрирование проводят с амидом натрия
в жидком аммиаке
или алюмогидридом лития
в тетрагидрофуране
. В ходе реакции образуются транс
-алкены.

Алкины легко присоединяют диборан
против правила Марковникова
, образуя цис
-алкенилбораны:

По аналогии с реакциями алкенов, алкины вступают в реакцию восстановительного карбоксилирования.

В зависимости от условий реакции и типов катализаторов, конечными продуктами могут стать спирты
, альдегиды

или

алканы

:

Реакции окислительного присоединения

Ацетилен
, в зависимости от окислителя может давать три продукта:

( щавелевая кислота
) — окисление KMnO

4

в кислой среде или HNO

3

в присутствии
PdCl

2

.

Отдельный тип реакций — реакции окислительного карбоксилирования.

В растворах комплексов

палладия
образуются эфиры малеиновой кислоты:

Реакции окислительного расщепления

При действии сильных окислителей в жёстких условиях алкины окисляются с разрывом тройной связи. В ходе реакции образуются карбоновые кислоты и CO ₂

:

Реакции окислительного сочетания

В присутствии солей одновалентной меди
в спиртовом растворе аммиака
алкины окисляются кислородом воздуха до диацетиленов (« реакция Глазера
»):

Реакция для ацетилена может идти c образованием полиинов:

Реакции олигомеризации, полимеризации и циклообразования

В присутствии солей меди(I) и хлорида аммония
в водной среде ацетилен вступает в реакцию олигомеризации с образованием винилацетилена
:

Реакция может идти дальше с образованием дивинилацетилена:

Реакция была впервые открыта Ю. Ньюлендом и служит первой промышленной стадией для синтеза хлоропрена
.

В ходе реакции был получен полукристаллический полиацетилен
.

Ацетилен под действием катализаторов — раскалённого активированного угля при 500 °С ( реакция Зелинского
) или органоникелевого катализатора (например, тетракарбонила никеля
) при 60 °С и повышенном давлении ( реакция Реппе
) — достаточно легко циклотримеризуется, образуя бензол
, а в других условиях (катализатор — цианид никеля(II) в ТГФ) — циклооктатетраен
:

Важной способностью алкинов является их возможность вступать в реакцию Дильса-Альдера
:

Реакции образования гетероциклов

Образование производных пиррола

Гетероциклизация протекает при температуре 70—120 °С в среде диметилсульфоксида
.

Образование производных фурана

Образование прочих гетероциклов

Качественной реакцией на алкины с концевой тройной связью является взаимодействие алкина с

аммиакатом серебра

или меди
(

подробнее см. подраздел
: « Образование алкинидов
»).

Из всех ацетиленовых углеводородов серьёзное промышленное значение имеет только ацетилен
, который является важнейшим химическим сырьём.

Ацетилен используют для синтеза следующих продуктов:

• тетрахлорэтан
  , трихлорэтилен
  , дихлорэтилен
  _{(хлорирование ацетилена)}
   — растворители;
• акрилонитрил
  _{( конденсация
  ацетилена с циановодородом)}
   — для получения полиакрилонитрила
  ;
• акриламид
  _{( конденсация
  ацетилена с CO и аммиаком)}
   — для получения полиакриламида
  ;
• тетрагидрофуран
  _{( конденсация
  ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием и дегидратацией)}
   — важный растворитель, сырьё для уретановых полимеров;
• винилхлорид
  _{(гидрохлорирование ацетилена)}
   — для получения поливинилхлорида
  ;
• винилацетат
  _{( конденсация
  с уксусной кислотой)}
   — для получения поливинилацетата
  ;
• ацетальдегид
  _{(гидратация ацетилена)}
   — для дальнейшего получения уксусной кислоты
  , ацетона
  и др. продуктов;
• бутиленгликоль
  _{( конденсация
  ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием)}
   — для получения полиуретанов
  , полиэфиров
  , пластификаторов.
• винилацетилен
  _{(димеризация ацетилена)}
   — полупродукт для синтеза полимеров;
• хлоропрен
  _{(гидрохлорирование винилацетилена)}
   — для получения хлоропреновых каучуков
  ;
• бутадиен
  _{(дегидратация бутиленгликоля)}
   — для получения бутадиеновых каучуков
  ;

• Миллер С.
  Ацетилен, его свойства, получение и применение / Пер. с английского. — М.
  : «Наука», 1969. — 680 с.
• Общая органическая химия. Стереохимия, углеводороды, галогенсодержащие соединения = Comprehensive Organic Chemistry / Под ред. Д.Бартона и В. Д. Оллиса. — М.
  : «Химия», 1981. — Т. 1. — С. 257—270.
• Темкин О. Н., Шестаков Г. К., Трегер Ю. А.
  Ацетилен: Химия. Механизмы реакций. Технология. — М.
  : «Химия», 1991. — 416 с. — ISBN 5724505746
  .
• Темкин О. Н., Флид Р. М.
  Каталитические превращения ацетиленовых соединений в растворах комплексов металлов. — М.
  : «Наука», 1968. — 212 с.
• Трофимов Б. А.
  Гетероатомные производные ацетилена. — М.
  : «Наука», 1981. — 319 с.
• Henning Hopf.
  Polyynes, Arynes, Enynes, and Alkynes / Houben-Weyl Methods of Organic Chemistry. Series Science of synthesis (V. 43). — 5. — Thieme Medical Pub, 2008. — 850 p. — ISBN 9783131189615
  .

Мягкий серебристо-белый металл

Темно-коричневое аморфное вещество

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

Мягкий серебристо-белый металл

Коричневый порошок / минерал

Белый минерал / красный порошок

Мягкий серебристо-белый металл

Серебристый металл с желтым отливом

Хрупкий серебристо-белый металл

Белый металл с голубоватым оттенком

Хрупкий черный минерал

Красно-бурая едкая жидкость

Блестящий серебристый металл

Блестящий серебристый металл

Синтетический радиоактивный металл

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Серебристый блестящий полуметалл

Мягкий серебристо-желтый металл

Светло-серый радиоактивный металл

Серебристый металл с голубоватым оттенком

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий блестящий желтый металл

Жидкий серебристо-белый металл

Серый металл с синеватым оттенком

Блестящий серебристый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серый мягкий металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Мягкий серебристо-белый металл

Темно-коричневое аморфное вещество

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

Мягкий серебристо-белый металл

Коричневый порошок / минерал

Белый минерал / красный порошок

Мягкий серебристо-белый металл

Серебристый металл с желтым отливом

Хрупкий серебристо-белый металл

Белый металл с голубоватым оттенком

Хрупкий черный минерал

Красно-бурая едкая жидкость

Блестящий серебристый металл

Блестящий серебристый металл

Синтетический радиоактивный металл

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Серебристый блестящий полуметалл

Мягкий серебристо-желтый металл

Светло-серый радиоактивный металл

Серебристый металл с голубоватым оттенком

Мягкий серебристо-белый металл

Мягкий блестящий желтый металл

Жидкий серебристо-белый металл

Серый металл с синеватым оттенком

Блестящий серебристый металл

Мягкий серебристо-белый металл

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серый мягкий металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Серебристо-белый радиоактивный металл

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

– это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствует одна тройная связь между атомами углерода С≡С.

Остановимся на свойствах, способах получения и особенностях строения алкинов.

Строение, изомерия и гомологический ряд алкинов

Химические свойства алкинов

Гомологический ряд алкинов

Все алкины имеют общие или похожие физические и химические свойства. Схожие по строению алкины, которые отличаются на одну или несколько групп –СН ₂
–, называют гомологами
. Такие алкины образуют гомологический ряд.

Первый представитель гомологического ряда алкенов – этин (ацетилен) C ₂
H ₂
, или СH≡СH.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН ₂
– в углеводородную цепь.

Общая формула гомологического ряда алкинов C _n
H _2n-2

.

Первые три члена гомологического ряда алкинов – газы, начиная с C ₅
Н ₈
по С ₁₆
Н ₃₀
– жидкости, начиная с С ₁₇
Н ₃₂
— твердые вещества. 

Алкины плохо растворимы в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.

Рассмотрим особенности строения алкинов на примере ацетилена.

В молекуле ацетилена присутствуют химические связи C–H и С≡С.

Связь C–H ковалентная слабополярная одинарная σ-связь. Связь С≡С – тройная, ковалентная неполярная, одна из связей σ, еще две: π-связи. Атомы углерода при тройной связи образуют по две σ-связи и две π-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода при тройной связи в молекулах алкинов – sp:

При образовании σ-связи между атомами углерода происходит перекрывание sp-гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании π-связи между атомами углерода происходит перекрывание негибридных орбиталей атомов углерода:

Две sp-гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому две гибридные орбитали атомов углерода при тройной связи в алкинах направлены в пространстве под углом 180 ^о

  друг к другу:

Изображение с сайта orgchem.ru

Это соответствует линейному строению молекулы.

молекуле ацетилена C ₂
H ₂
соответствует линейное строение.

Изображение с сайта orgchem.ru

Молекулам алкинов с большим числом атомов углерода соответствует пространственное строение
.

в молекуле пропина присутствует атом углерода в sp ³
-гибридном состоянии, в составе метильного фрагмента СН ₃
. Такой фрагмент имеет тетраэдрическое строение.

Для  алкинов характерна структурная и пространственная изомерия
.

Для  алкинов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения кратной связи и межклассовая изомерия
.

Структурные изомеры
— это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета
отличаются строением углеродного скелета.

Изомеры с различным углеродным скелетом и с формулой С ₅
Н ₈
— пентин-1 и 3-метилбутин-1

Межклассовые изомеры —
это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Алкины являются межклассовыми изомерами с алкадиенами. Общая формула алкинов и алкадиенов — C _n
H _2n-2

.

Межклассовые изомеры с общей формулой  С ₄
Н ₆
— бутин-1 и бутадиен

Изомеры с различным положением тройной связи
отличаются положением тройной связи в углеродном скелете.

Изомеры положения тройной связи, которые соответствуют формуле С ₅
Н ₈
— пентин-1 и пентин-2

Для некоторых алкинов также характерна оптическая изомерия
.

Алкины, которые обладают достаточно большим углеродным скелетом, могут существовать в виде оптических изомеров
. В молекуле алкина должен присутствовать асимметрический
атом углерода
(атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями).

Цис-транс
-изомерия
для алкинов не характерна, так как по тройной связи вращение возможно.

В названиях алкинов для обозначения тройной связи используется суффикс -ИН.

Например,
алкин на рисунке называется бутин-2

Для простейших алкинов применяются также исторически сложившиеся (тривиальные) названия:

Радикалы, содержащие тройную связь, также носят тривиальные названия:

– это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствует одна тройная связь между атомами углерода С≡С.

Остановимся на свойствах, способах получения и особенностях строения алкинов.

Строение, изомерия и гомологический ряд алкинов

Химические свойства алкинов

Гомологический ряд алкинов

Все алкины имеют общие или похожие физические и химические свойства. Схожие по строению алкины, которые отличаются на одну или несколько групп –СН ₂
–, называют гомологами
. Такие алкины образуют гомологический ряд.

Первый представитель гомологического ряда алкенов – этин (ацетилен) C ₂
H ₂
, или СH≡СH.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН ₂
– в углеводородную цепь.

Общая формула гомологического ряда алкинов C _n
H _2n-2

.

Первые три члена гомологического ряда алкинов – газы, начиная с C ₅
Н ₈
по С ₁₆
Н ₃₀
– жидкости, начиная с С ₁₇
Н ₃₂
— твердые вещества. 

Алкины плохо растворимы в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.

Рассмотрим особенности строения алкинов на примере ацетилена.

В молекуле ацетилена присутствуют химические связи C–H и С≡С.

Связь C–H ковалентная слабополярная одинарная σ-связь. Связь С≡С – тройная, ковалентная неполярная, одна из связей σ, еще две: π-связи. Атомы углерода при тройной связи образуют по две σ-связи и две π-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода при тройной связи в молекулах алкинов – sp:

При образовании σ-связи между атомами углерода происходит перекрывание sp-гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании π-связи между атомами углерода происходит перекрывание негибридных орбиталей атомов углерода:

Две sp-гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому две гибридные орбитали атомов углерода при тройной связи в алкинах направлены в пространстве под углом 180 ^о

  друг к другу:

Изображение с сайта orgchem.ru

Это соответствует линейному строению молекулы.

молекуле ацетилена C ₂
H ₂
соответствует линейное строение.

Изображение с сайта orgchem.ru

Молекулам алкинов с большим числом атомов углерода соответствует пространственное строение
.

в молекуле пропина присутствует атом углерода в sp ³
-гибридном состоянии, в составе метильного фрагмента СН ₃
. Такой фрагмент имеет тетраэдрическое строение.

Для  алкинов характерна структурная и пространственная изомерия
.

Для  алкинов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения кратной связи и межклассовая изомерия
.

Структурные изомеры
— это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета
отличаются строением углеродного скелета.

Изомеры с различным углеродным скелетом и с формулой С ₄
Н ₆
— бутин-1 и бутадиен-1,3

Межклассовые изомеры —
это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Алкины являются межклассовыми изомерами с алкадиенами. Общая формула алкинов и алкадиенов — C _n
H _2n-2

.

Межклассовые изомеры с общей формулой  С ₄
Н ₆
— бутин-1 и бутадиен

Изомеры с различным положением тройной связи
отличаются положением тройной связи в углеродном скелете.

Изомеры положения тройной связи, которые соответствуют формуле С ₅
Н ₈
— пентин-1 и пентин-2

Для алкенов также характерна оптическая изомерия
.

Алкины, которые обладают достаточно большим углеродным скелетом, могут существовать в виде оптических изомеров
. В молекуле алкина должен присутствовать асимметрический
атом углерода
(атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями).

Цис-транс
-изомерия
для алкинов не характерна, так как по тройной связи вращение возможно.

В названиях алкинов для обозначения тройной связи используется суффикс -ИН.

Например,
алкин на рисунке называется бутин-2

Для простейших алкинов применяются также исторически сложившиеся (тривиальные) названия:

Радикалы, содержащие тройную связь, также носят тривиальные названия:

Химические свойства алкинов

– непредельные углеводороды, в молекулах которых есть одна тройная связь. Строение и свойства тройной связи определяют характерные химические свойства алкинов. Химические свойства алкинов схожи с химическими свойствами алкенов из-за наличия кратной связи в молекуле.

Для алкинов характерны реакции окисления. Окисление алкинов протекает преимущественно по тройной связи, хотя возможно и жесткое окисление (горение).  

Реакции присоединения

Тройная связь состоит из σ-связи и двух π-связей. Сравним характеристики одинарной связи С–С, тройной связи СС и связи С–Н:

Таким образом, тройная связь короче, чем одинарная связь , поэтому π-электроны тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью и подвижностью. Реакции присоединения
по тройной связи к алкинам протекают сложнее, чем реакции присоединения по двойной связи к алкенам.

Для алкинов характерны реакции присоединения по тройной связи СС с разрывом π-связей. 

Гидрирование алкинов протекает в присутствии катализаторов (Ni, Pt) с образованием алкенов, а затем сразу алканов.

Например,
при гидрировании бутина-2 в присутствии никеля образуется сначала бутен-2, а затем бутан.

При использовании менее активного катализатора (Pd, СaCO ₃
, Pb(CH ₃
COO) ₂
) гидрирование останавливается на этапе образования алкенов.

Например,
при гидрировании бутина-1 в присутствии палладия преимущественно образуется бутен-1.

1.2. Галогенирование алкинов

Присоединение галогенов к алкинам происходит даже при комнатной температуре в растворе (растворители — вода, CCl ₄
).

При взаимодействии с алкинами  красно-бурый раствор брома в воде (бромная вода) обесцвечивается. Это качественная реакция на тройную связь.

Например,
при бромировании пропина сначала образуется 1,2-дибромпропен, а затем — 1,1,2,2-тетрабромпропан.

Аналогично алкины реагируют с хлором, но обесцвечивания хлорной воды при этом не происходит, потому что хлорная вода и так бесцветная)

Реакции протекают в присутствии полярных растворителей по ионному (электрофильному) механизму.

1.3. Гидрогалогенирование алкинов

Алкины присоединяют галогеноводороды. Реакция протекает по механизму электрофильного присоединения с образованием галогенопроизводного алкена или дигалогеналкана.

Например,
при взаимодействии ацетилена с хлороводородом образуется хлорэтен, а затем 1,1-дихлорэтан.

При присоединении галогеноводородов и других полярных молекул к симметричным алкинам образуется, как правило, один продукт реакции, где оба галогена находятся у одного атома С.

При присоединении полярных молекул к несимметричным алкинам образуется смесь изомеров. При этом выполняется правило Марковникова.

Правило Марковникова:
при присоединении полярных молекул типа НХ к несимметричным алкинам водород преимущественно присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода
при двойной связи.

Например,
при присоединении хлороводорода HCl к пропину преимущественно образуется 2-хлорпропен.

1.4. Гидратация алкинов

Гидратация (присоединение воды) алкинов протекает в присутствии кислоты и катализатора (соли ртути II). 

Сначала образуется неустойчивый алкеновый спирт, который затем изомеризуется в альдегид или кетон.

Например,
при взаимодействии ацетилена с водой в присутствии сульфата ртути образуется уксусный альдегид.

Гидратация алкинов  протекает по ионному (электрофильному) механизму.

Для несимметричных алкенов присоединение воды преимущественно по правилу Марковникова. 

Например,
при гидратации пропина  образуется  пропанон (ацентон).

1.5. Димеризация, тримеризация и полимеризация

Присоединение одной молекулы ацетилена к другой ( димеризация
) протекает под действием аммиачного раствора хлорида меди (I). При этом образуется винилацетилен:

Тримеризация
ацетилена (присоединение трех молекул друг к другу) протекает под действием температуры, давления и в присутствии активированного угля с образованием бензола (реакция Зелинского):

Алкины также вступают в реакции полимеризации
— процесс многократного соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг с другом с образованием высокомолекулярного вещества (полимера).

Например,
при полимеризации ацетилена образуется полимер линейного или циклического строения.

Окисление алкинов

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

2.1. Горение алкинов

Алкины, как и прочие углеводороды, горят с образованием углекислого газа и воды.

Уравнение сгорания алкинов в общем виде:

Например
, уравнение сгорания пропина:

2.2. Окисление алкинов сильными окислителями 

Алкины реагируют с сильными окислителями (перманганаты или соединения хрома (VI)). При этом происходит окисление тройной связи С≡С и связей С-Н у атомов углерода при тройной связи
. При этом образуются связи с кислородом.

При окислении трех связей у атома углерода в кислой среде образуется карбоксильная группа СООН, четырех — углекислый газ СО ₂
. В нейтральной среде — соль карбоновой кислоты и карбонат (гидрокарбонат) соответственно.

Таблица соответствия окисляемого фрагмента молекулы и продукта:

При окислении бутина-2 перманганатом калия в среде серной кислоты окислению подвергаются два фрагмента СН ₃
–C, поэтому образуется уксусная кислота:

При окислении 3-метилпентина-1  перманганатом калия в серной кислоте окислению подвергаются фрагменты R–C и H–C , поэтому образуются карбоновая кислота и углекислый газ:

При окислении алкинов сильными окислителями в нейтральной среде углеродсодержащие продукты реакции жесткого окисления (кислота, углекислый газ) могут реагировать с образующейся в растворе щелочью в соотношении, которое определяется электронным балансом с образованием соответствующих солей.

Например
, при окислении бутина-2 перманганатом калия в воде при нагревании окислению подвергаются два фрагмента R–C, поэтому образуется соль уксусной кислоты – ацетат калия

Аналогичные органические продукты образуются при взаимодействии алкинов с хроматами или дихроматами.

Окисление ацетилена
протекает немного иначе, σ-связь С–С не разрывается, поэтому в кислой среде образуется щавелевая кислота:

В нейтральной среде образуется соль щавелевой кислоты – оксалат калия:

Обесцвечивание раствора перманганата калия — качественная реакция на тройную связь.

Кислотные свойства алкинов

Связь атома углерода при тройной связи (атома углерода в sp-гибридизованном состоянии) с водородом значительно более полярная. чем связь С–Н атома углерода при двойной или одинарной связи (в sp ²
и sp ³
-гибридном состоянии соответственно). Это обусловлено большим вкладом s-орбитали в гибридизованное состояние.

Повышенная полярность связи С–Н у атомов углерода при тройной связи в алкинах приводит к возможности отщепления протона Н ⁺
, т.е. приводит к появлению у алкинов с тройной связью на конце молекулы (алкинов-1) кислотных свойств
. 
 

Ацетилен и его гомологи с тройной связью на конце молекулы R–CC–H проявляют слабые кислотные свойства
, атомы водорода на конце молекулы могут легко замещаться на атомы металлов.

Алкины с тройной связью на конце молекулы взаимодействуют с активными металлами, гидридами, амидами металлов и т.д.

Например
, ацетилен взаимодействует с натрием с образованием ацетиленида натрия.

Например
, пропин взаимодействует с амидом натрия с образованием пропинида натрия.

Алкины с тройной связью на конце молекулы взаимодействуют с аммиачным раствором оксида серебра (I) или аммиачным раствором хлорида меди (I).

При этом образуются нерастворимые в воде ацетилениды серебра или меди (I):

Алкины с тройной связью на конце молекулы взаимодействуют с аммиачным раствором оксида серебра
или аммиачным раствором хлорида меди (I)
с образованием белого или красно-коричневого осадка
соответственно. Это качественная реакция
на алкины с тройной связью на конце молекулы.

Соответственно, алкины, в которых тройная связь расположена не на конце молекулы, не реагируют с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I).

Дегидрирование алканов

При дегидрировании алканов, содержащих от двух до трех атомов углерода в молекуле, образуются двойные и тройные связи.

Например
, при дегидрировании этана может образоваться этилен или ацетилен:

Пиролиз метана

Пиролиз метана –
это промышленный способ получения ацетилена.

Реакцию проводят, очень быстро пропуская метан между электродами (электродуговой способ) — примерно 0,1-0,01 секунды при температуре 1500 ^о
С.

Если процесс проводить дольше, то метан разлагается на углерод и водород:

Гидролиз карбида кальция

Лабораторный способ получения ацетилена – водный или кислотный гидролиз карбида кальция CaC ₂
.

СаС ₂
+ 2Н ₂
О = Са(ОН) ₂
+ С ₂
Н ₂

В кислой среде образуется ацетилен и соответствующая соль:

CaC ₂
+ 2HCl = CaCl ₂
+ C ₂
H ₂

Карбид кальция можно получить, нагревая оксид кальция с углеродом:

Дигалогеналканы, в молекулах которых два атома галогена расположены у одного, либо у соседних атомов углерода, реагируют с избытком спиртового раствора щелочей с образованием алкинов.

Например,
1,2-дихлорпропан реагирует со спиртовым раствором гидроксида натрия

1,1-дихлорпропан реагирует со спиртовым раствором щелочи с образованием пропина.

Алкилирование соединений алкинов с металлами

Ацетилениды, пропиниды и прочие соединения алкинов с металлами реагируют с галогеналканами с образованием гомологов алкинов. При этом происходит удлиннение исходной молекулы алкина.

Например,
пропинид натрия реагирует с бромэтаном с образованием пентина-2

Запрос «Алкен» перенаправляется сюда; см. также другие значения
.

Алке́ны
( этиле́новые углеводоро́ды
) — ациклические
непредельные
углеводороды
, содержащие одну двойную связь
между атомами углерода
, образующие гомологический ряд с общей формулой C _n
H _2n

.

Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp ²
-гибридизации
и имеют валентный угол
120°.
Простейшим алкеном является этилен
(C ₂
H ₄
).
По номенклатуре IUPAC
, названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов
заменой суффикса « -ан
» на « -ен
»; положение двойной связи указывается арабской цифрой после соответствующего атома углерода. Например: CH ₂
=CH-CH ₂
-CH _{3 (Бутен-1)}

Углеводородные радикалы, образованные от алкенов, имеют суффикс «-ени́л»
.
Тривиальные названия: CH ₂
=CH—
«вини́л»
, CH ₂
=CH—CH ₂
—
«алли́л»
.

Гомологический ряд и изомерия

Алкены, число атомов углерода в которых больше двух, (то есть кроме этилена) имеют свои изомеры
. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая. Например, единственным изомером пропилена
является циклопропан
(C ₃
H ₆
) по межклассовой изомерии. Начиная с бутилена
, существуют изомеры по положению двойной связи (бутен-1 и бутен-2), по углеродному скелету (изобутилен или метилпропилен) и геометрические изомеры
(цис-бутен-2 и транс-бутен-2). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров возрастает в геометрической прогрессии.

Гомологический ряд алкенов:

Алкены могут существовать в виде пространственных
или геометрических

изомеров.

• цис-
  изомеры: заместители расположены по одну сторону от двойной связи;
• транс-
  изомеры: заместители расположены по разные стороны от двойной связи.

IUPAC
рекомендует называть геометрические изомеры по следующей номенклатуре:

• Z-
  изомеры: старшие заместители у углеродных атомов двойной связи находятся по одну сторону относительно двойной связи;
• E-
  изомеры: старшие заместители у углеродных атомов двойной связи находятся по разные стороны относительно двойной связи.

Электронное строение двойной связи

В соответствии с теорией гибридизации
двойная связь образуется за счёт перекрывания вдоль линии связи С-С
sp ²

-гибридных орбиталей атомов углерода ( σ
-связь) и бокового перекрывания углеродных p
-орбиталей ( π
-связь).

В состоянии sp ²
-гибридизации
электронное состояние атома углерода можно представить следующим образом:

Все атомы этилена лежат в одной плоскости, а величина валентного угла связи C-H
практически равна 120 °. Центры углеродных атомов в этилене находятся на расстоянии 0,134 нм, то есть длина двойной связи несколько короче, чем С-С
.

Нахождение в природе и физиологическая роль алкенов

Один из немногих природных алкенов — мускалур
( цис
– трикозен-9) является половым аттрактантом
самки домашней мухи
( Musca domestica
).

• Этилен
   — вызывает наркоз, обладает раздражающим и мутагенным действием
  .
• Пропилен
   — вызывает наркоз (сильнее, чем этилен), оказывает общетоксическое
  и мутагенное
  действие, а его межклассовый изомер- циклопропан также используется в качестве наркоза.
• Бутен-2
   — вызывает наркоз, обладает раздражающим действием ^[9]
  
  .

• Температуры плавления и кипения алкенов (упрощённо) увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи.
• При нормальных условиях
  алкены с C ₂
  H ₄
  до C ₄
  H ₈
   — газы; с пентена C ₅
  H ₁₀
  до гептадецена C ₁₇
  H ₃₄
   включительно — жидкости, а начиная с октадецена C ₁₈
  H ₃₆
   — твёрдые вещества. Алкены не растворяются в воде
  , но хорошо растворяются в органических растворителях
  .

_{* Значения измерены при температуре кипения.}

Алкены химически активны. Их химические свойства во многом определяются наличием двойной связи.
Для алкенов наиболее характерны реакции электрофильного присоединения
и реакции радикального присоединения
. Реакции нуклеофильного присоединения
обычно требуют наличие сильного нуклеофила
и для алкенов не типичны.

Особенностью алкенов являются также реакции циклоприсоединения и метатезиса
.

Алкены легко вступают в реакции окисления
, гидрируются
с сильными восстановителями или водородом
под действием катализаторов
, а также способны к радикальному замещению
.

Реакции электрофильного присоединения

В данных реакциях
атакующей частицей является электрофил.

Галогенирование алкенов, проходящее в отсутствие инициаторов радикальных реакций — типичная реакция электрофильного присоединения
. Она проводится в среде неполярных инертных растворителей (например: CCl ₄

):

Механизм реакций подобного типа в общем виде:

Электрофильное присоединение
галогенводородов к алкенам происходит по правилу Марковникова
:

Это объясняется тем, что реакция в данном случае будет протекать по радикальному механизму
и присоединение радикала Br ^.
идёт по стерически наиболее доступному концевому атому углерода двойной связи:

Присоединение происходит многоступенчато с образованием промежуточного циклического активированного комплекса, причём присоединение бора происходит против правила Марковникова
 — к наиболее гидрогенизированному атому углерода:

В синтезе обычно используется не сам диборан
, а его донорно-акцепторный комплекс с простым эфиром:

Алкилбораны легко расщепляются. Так под действием пероксида водорода в щелочной среде образуются спирты
:

Реакция гидроборирования является реакцией син-присоединения — её результатом становятся цис
-аддукты.

Реакция протекает по правилу Марковникова.

Прочие реакции электрофильного присоединения

• Присоединение спирта
  с образованием простого эфира
  :

• Присоединение хлорангидридов
  с дальнейшим получением ненасыщенных кетонов
  ( реакция Кондакова
  , катализатор ZnCl ₂
  
  ^[15]
  
  ):

Реакции радикального присоединения

по правилу Марковникова.

Реакции присоединения карбенов

Подробнее о методах получения карбенов см. статью Карбены
.

Гидрирование (реакция Сабатье — Сандеран)

Реакции радикального замещения

При высоких температурах (более 400 °C) реакции радикального присоединения, носящие обратимый характер, подавляются.
В этом случае становится возможным провести замещение атома водорода, находящегося в аллильном положении при сохранении двойной связи:

Реакция носит радикальный характер
и протекает аналогично хлорированию алканов.

Окисление алкенов может происходить в зависимости от условий и видов окислительных реагентов как с разрывом двойной связи, так и с сохранением углеродного скелета.

Окисление неорганическими окислителями

На первом этапе происходит присоединение оксида осмия к алкену, затем под действием восстановителя ( Zn
или NaHSO ₃
) образовавшийся комплекс переходит к диолу
( Реакция Криге
).

• При действии на алкены сильных окислителей ( KMnO ₄
  
  или K ₂
  Cr ₂
  O ₇
  
  в среде Н ₂
  SO ₄
  ) при нагревании происходит разрыв двойной связи:

Окисление в присутствии солей палладия

Реакция идёт в кислой среде и является промышленным способом получения ацетальдегида.

Аналогично образуется ацетон
из пропена
.

Реакция эпоксидирования используется для промышленного получения этиленоксида
. Окислителем выступает кислород воздуха; процесс идёт на серебряном катализаторе при 200—250 °C под давлением.

• в мягких условиях
  : алкен окисляется до альдегидов
  (в случае монозамещённых вицинальных углеродов), кетонов
  (в случае дизамещенных вицинальных углеродов) или смеси альдегида
  и кетона
  (в случае три-замещенного у двойной связи алкена).

На первой стадии происходит присоединение озона с образованием озонида
. Далее под действием восстановителя (например: Zn
+ CH ₃
COOH
) озонид разлагается:

Если взять более сильный восстановитель, скажем — алюмогидрид лития
, продуктом реакции будут спирты
.

• в жёстких условиях
   — алкен окисляется до кислоты
  :

Полимеризация
алкенов может протекать как по свободнорадикальному
, так и катионно-анионному
механизму.

По первому методу получают полиэтилен
высокого давления:

Катализатором реакции выступают пероксиды.

Второй метод предполагает использование в качестве катализаторов кислот (катионная полимеризация), металлорганических соединений ( катализаторы Циглера-Натта
, анионная полимеризация). Преимуществом метода является возможность получения стереоселективных полимеров.

Реакции свободнорадикального присоединения

Впервые данный тип реакций был обнаружен в середине прошлого века при изучении полимеризации этилена
, а в затем был использован в 1966 году
для промышленного синтеза бутена-2.

В 1967 году
Н. Кальдерон, Х. Ю Чен и К. В. Скотт описали метатезис алкенов

(в российской литературе часто употребляется термин реакция дисмутации алкенов
, иначе говоря — реакцию обмена атомами при сохранении общей структуры алкена и его двойной связи) в условиях катализа хлоридом вольфрама (VI):

Технологические аспекты метатезиса алкенов рассмотрены в статье: Метатезис олефинов: современный путь к полипропилену
.