Alkeni so dragocene "prehodne" snovi. Z njihovo pomočjo lahko dobite alkane, alkine, halogenske derivate, alkohole, polimere in druge. Glavna težava nenasičenih ogljikovodikov je njihova skoraj popolna odsotnost v naravi; večinoma se snovi te serije pridobivajo v laboratoriju s kemično sintezo. Da bi razumeli značilnosti reakcij za pridobivanje alkenov, morate razumeti njihovo strukturo.
Kaj so alkeni?
Alkeni so organske snovi, sestavljene iz atomov ogljika in vodika. Značilnost te serije so dvojne kovalentne vezi: sigma in pi. Določajo kemijske in fizikalne lastnosti snovi. Njihovo tališče je nižje od tališča ustreznih alkanov. Alkeni se od te "osnovne" serije ogljikovodikov razlikujejo tudi po prisotnosti adicijske reakcije, ki se pojavi s pretrganjem pi vezi. Zanje so značilne štiri vrste izomerizma:
- glede na položaj dvojne vezi;
- za spremembe v ogljikovem skeletu;
- medrazred (s cikloalkani);
- geometrijsko (cis- in trans-).
Drugo ime za toštevilne snovi - olefini. To je posledica njihove podobnosti s polihidričnimi karboksilnimi kislinami, ki imajo v svoji sestavi dvojno vez. Nomenklatura alkenov se razlikuje po tem, da je prvi atom v ogljikovi verigi določen z umestitvijo večkratne vezi, katere položaj je naveden tudi v imenu snovi.
Krekiranje je glavni način pridobivanja alkenov
Krekiranje je vrsta rafiniranja olja pri visokih temperaturah. Glavni cilj tega procesa je ekstrakcija snovi z nižjo molekulsko maso. Krekiranje za proizvodnjo alkenov se pojavi med razgradnjo alkanov, ki so del naftnih derivatov. To se zgodi pri temperaturah od 400 do 700 °C. Pri tej reakciji za pridobitev alkenov poleg snovi, ki je bila namen njene izvedbe, nastane alkan. Skupno število ogljikovih atomov pred in po reakciji je enako.
Druge industrijske metode za pridobivanje alkenov
Ne morete nadaljevati govora o alkenih, ne da bi omenili reakcijo dehidrogenacije. Za njegovo izvedbo se vzame alkan, v katerem lahko nastane dvojna vez po odstranitvi dveh vodikovih atomov. To pomeni, da metan ne bo vstopil v to reakcijo. Zato številni alkeni izhajajo iz etilena. Posebna pogoja za reakcijo sta povišana temperatura in katalizator. Kot slednji lahko deluje nikelj ali krom (III) oksid. Rezultat reakcije bo alken z ustreznim številom ogljikovih atomov in brezbarven plin (vodik).
Druga industrijska metoda za pridobivanje snovi te serije je hidrogenacija alkinov. Ta reakcija za pridobivanje alkenov poteka pri povišanih temperaturah in s sodelovanjem katalizatorja (nikelj ali platina). Mehanizem hidrogeniranja temelji na prekinitvi ene od dveh pi vezi predloženega alkina, po katerem se na mestih uničenja dodajo vodikovi atomi.
Laboratorijska metoda z uporabo alkohola
Eden najpreprostejših in najcenejših načinov je intramolekularna dehidracija, torej izločanje vode. Pri pisanju reakcijske enačbe se je vredno spomniti, da bo izvedena po Zaitsevem pravilu: vodik se bo odcepil od najmanj hidrogeniranega ogljikovega atoma. Temperatura mora biti nad 150°C. Kot katalizator morate uporabiti snovi s higroskopnimi lastnostmi (sposobne vleči vlago), na primer žveplovo kislino. Na mestu ločitve hidroksilne skupine in vodika bo nastala dvojna vez. Rezultat reakcije bo ustrezen alken in ena molekula vode.
Laboratorijski temelji halo derivati
Obstajata še dve laboratorijski metodi. Prvi je delovanje alkalijske raztopine na alkanske derivate, ki imajo v svoji sestavi en atom halogena. Ta metoda se imenuje dehidrohalogenacija, to je odstranjevanje vodikovih spojin z nekovinskimi elementi sedme skupine (fluor, brom, klor, jod). Izvajanje reakcijskega mehanizma, tako kot v prejšnjem primeru, poteka po praviluZajcev. Katalitski pogoji so alkoholna raztopina in povišana temperatura. Po reakciji nastane alken, sol elementa alkalijske kovine in halogen, voda.
Druga metoda je zelo podobna prejšnji. Izvaja se z uporabo alkana, ki ima v svoji sestavi dva halogena. Na takšno snov v prisotnosti alkoholne raztopine in povišane temperature vpliva aktivna kovina (cink ali magnezij). Reakcija bo potekala le, če se vodik nadomesti s halogenom pri dveh sosednjih ogljikovih atomih, če pogoj ni izpolnjen, potem dvojna vez ne nastane.
Zakaj jemati cink in magnezij? Med reakcijo se kovina oksidira, ki lahko odda dva elektrona, izločita pa se dva halogena. Če vzamete alkalne elemente, bodo reagirali z vodo, ki je del alkoholne raztopine. Kar zadeva kovine, ki so za magnezijem in cinkom v seriji Beketov, bodo prešibke.
