Metody výroby alkenů: laboratorní a průmyslové

Alkenové jsou cennými "přechodnými" látkami. S jejich pomocí je možné získat alkány, alkyny, halogenové deriváty, alkoholy, polymery a další. Hlavním problémem nenasycených uhlovodíků je jejich téměř úplná nepřítomnost v přírodě, z větší části jsou látky této řady extrahovány v laboratoři chemickou syntézou. Abychom porozuměli zvláštnostem reakcí na výrobu alkenů, musíme porozumět jejich struktuře.

Co jsou alkény?

Alkeny jsou organické látky, které se skládají z atomů uhlíku a vodíku. Zvláštností této série jsou dvojité kovalentní vazby: sigma a pi. Stanovují chemické a fyzikální vlastnosti látek. Teplota tání je pro ně nižší než pro odpovídající alkány. Také z této "základní" řady uhlovodíků se alkény vyznačují přítomností adiční reakce, ke které dochází tím, že se porušuje p-vazba. Jsou charakterizovány čtyřmi typy isomerismu:

• na pozici dvojné vazby;
• na změnách uhlíkového skeletu;
• interclass (s cykloalkany);
• geometrické (cis- a trans-).

Dalším názvem této řady látek jsou olefiny. To je způsobeno jejich podobností s polyatomickými karboxylovými kyselinami, které mají ve svém složení dvojnou vazbu. Názvosloví alkenů se liší tím, že stanovení prvního atomu v uhlíkovém řetězci se provádí umístěním vícenásobné vazby, jejíž poloha je také uvedena v názvu látky.

Cracking je hlavní cestou získání alkenů

Cracking je typ rafinace oleje při vysokých teplotách. Hlavním cílem tohoto procesu je získat látky s nižší molekulovou hmotností. Krakování při výrobě alkenů nastává během štěpení alkanů, které jsou součástí ropných produktů. K tomu dochází při teplotách od 400 do 700 ° C. V průběhu této reakce pro výrobu alkenů se vedle látky, která byla určena k jejímu provedení, vytváří alkan. Celkový počet atomů uhlíku před a po reakci je stejný.

Jiné průmyslové procesy pro výrobu alkenů

Není možné pokračovat v rozhovorech o alkénách, aniž bychom zmínili dehydrogenační reakci. Pro jeho provádění je přijata alkanu, v němž může být dvojná vazba vytvořena po odstranění dvou atomů vodíku. To znamená, že metan nebude do této reakce vstupovat. Proto se z ethylenu čte řada alkenů. Zvláštní podmínky pro provádění reakce jsou zvýšená teplota a katalyzátor. V roli těchto látek může působit nikl nebo oxid chromitý (III). Reakce Výsledkem je získání alkenu do odpovídajícího počtu atomů uhlíku a ve formě bezbarvého plynu (vodík).

Dalším průmyslovým způsobem získávání látek této řady je hydrogenace alkynů. Tato reakce pro výrobu alkenů probíhá za zvýšených teplot za účasti katalyzátoru (niklu nebo platiny). Hydrogenační mechanismus je založen na roztržení jedné z dvou pb vazeb poskytnutého alkynu, po kterém se atomy vodíku spojují do míst destrukce.

Laboratorní metoda používající alkohol

Jednou z nejjednodušších a nákladově nejúčinnějších metod je intramolekulární dehydratace, tj. Rozdělení vody. Při psaní reakční rovnice stojí za zmínku, že to bude provedeno podle Zaitsevova pravidla: vodík se oddělí od nejméně hydrogenovaného atomu uhlíku. Teplota by měla být vyšší než 150 ° C. Jako katalyzátor je nutné používat látky s hygroskopickými vlastnostmi (schopné čerpat vlhkost), například kyselinu sírovou. V místě oddělení hydroxylové skupiny a vodíku se vytvoří dvojná vazba. Výsledkem reakce bude odpovídající alken a jedna molekula vody.

Extrakce v laboratoři na bázi halogenovaných derivátů

Existují další dvě laboratorní metody. Prvním je působení alkalického roztoku na deriváty alkanů, které mají ve svém složení jeden atom halogenu. Takový proces se nazývá dehydrohalogenací, tj. Štěpení vodíkových sloučenin s nekovových prvků sedmé skupiny (fluor, brom, chlor, jod). Provádění reakčního mechanismu, stejně jako v předchozím případě, pokračuje podle Zaitsevova pravidla. Podmínky katalyzátoru jsou alkoholový roztok a zvýšená teplota. Po reakci se vytvoří alken, sůl kovového prvku alkalického kovu a halogenu, voda.

Druhá cesta je velmi podobná předchozí. Provádí se pomocí alkanu, který má dva halogeny. Tato látka působí jako aktivní kov (zinek nebo hořčík) v přítomnosti roztoku alkoholu a zvýšené teploty. Reakce probíhá pouze tehdy, když je vodík nahrazen halogenem na dvou sousedních atomech uhlíku, pokud není splněn tento stav, pak se neprovede dvojná vazba.

Proč potřebujete zinek a hořčík? Během reakce oxiduje kov, který může uvolňovat dva elektrony a eliminaci těchto dvou halogenů. Pokud užíváte alkalické prvky, budou reagovat s vodou, která je v roztoku alkoholu. Pokud jde o kovy, které se nacházejí v oblasti Beketov po hořčíku a zinku, budou příliš slabé.