Hidrocarburile

HIDROCARBURILE NESATURATE CU DUBLA LEGATURA

(ALCHENE SAU OLEFINE)

Numele hidrocarburilor nesaturate, cu o dubla legatura, deriva de la numele alcanilor corespunzatori, prin modificarea sufixului an sau ena. De la etan deriva astfel etena, de la pentan, pentena.

Metode de preparare. Cele mai multe dintre reactiile prin care se formeaza alchenele sunt reactii de eliminare; acestea pot fi considerate ca inversele unor reactii de aditie.

1. Prin eliminarea unei molecule de apa din molecula unui alcool se formeaza o alchena. Din alcool etilic se obtine etena, din alcoolii propilici, propena:

CH3¾CH2OH ’ CH2=CH2+H2O

CH3¾CH2¾CH2OH ’ CH3¾CH=CH2  CHOH¾CH3

Eliminarea apei din alcooli se poate efectua prin încaalzire cu un acid tare, ca de exemplu acid sulphuric, acid fosforic, sulfat acid de potasiu. Acidul formeaza cu alcoolul un ester, în cazul alcoolului etilic sulfatul acid de etil, care. La cca. 1700, se descompune:

CH3¾CH2OH+HOSO3H ’ H2O+CH3¾CH2¾OSO3H

CH3¾CH2¾OSO3H ’ H2SO4+CH2=CH2

Astfel, acidul sulfuric se regenereaza si poate reactiona cu o nouaa molecula de alcool.

Se poate, de asemenea, elimina apa din alcooli prin cataliza heterogena. Alcoolii se trec în stare de vapori, la 300-4000, peste oxid de aluminiu, silicat de aluminium sau oxid de toriu. Ultimul da alchene-1 aproape pure, primii doi dau amestecuri în care predomina alchene-2. Randamentul se apropie de cele teoretice.

C6H5¾CHOH¾CH3 ’ H2O+C6H5¾CH=CH2

2. Compusii halogenati, în special cei tertiari, elimina o molecula de hidracid când sunt tratati la cald cu baze puternice, cum este hidroxidul de potasiu dizolvat în alcool, sau cu amine ca anilina, piridina si chinolina:

H3C Br H3C

H3C CH3 H3C

Bromura de tert-butil Izobutena

3. Compusii 1,2-dihalogenati elimina halogenul când sunt tratati cu zinc, în solutii de alcool sau de acid acetic:

BrCH2¾CH2Br+Zn ’ CH2=CH2+ZnBr2

4. Decarboxilarea acizilor nesaturati se face mai usor decât a celor saturati, prin încalzire; din acid cinamic, se formeaza stiren; din acid ciclohexilidenacetic, metilencicclohexan:

C6H5¾CH=CH¾COOH ’ CO2+C6H5¾CH=CH2

5. In industrie se obtin alchene din dehidrogenarea alcanilor. Drept catalizator se foloseste trioxidul de crom, la 4500. Mai putin activ, dar mult mai putin sensibil, este trioxidul de crom (10%) depus pe oxid de aliminiu (temperatura de lucru 500-6000). Din n-butan se obtin astfel n-butene, din i-butan, I-butena:

CH3¾CH2¾CH2¾CH3 ’ CH3¾CH=CH¾CH3+H2

6. Se formeaza alchene prin descompunerea termica a alcanilor si a altor hidrocarburi, în asa numita reactie de “cracare”.

De asemenea se formeaza alchene prin descompunerea termica a esterilor alcoolici si acizilor superiori, de exemplu:

C15H31COOC12H25 ’ C15H31COOH+C12H24

Palmitat de dodecil Acid palmitic Dodecena

7. Alchenele sufera izomerizare când sunt încalzite singure sau în prezenta de catalizatori. Astfel butena-1 se transforma în butena-2 când este trecuta printr-un tub de cuart gol la 5500, peste oxid de aluminiu activat sau silicat de aluminiu la 4000, sau peste acid fosforic la 2500. Peste aceiasi catalizatori, la temperatura mai înalta, butena-2 trece partial în izobutena. Ciclohexena se izomerizeaza, în mod asemanator, peste oxid de aluminiu, la 4800:

Izomerizari sismilare se obtin si cu catalizatori bazici, cum este benzilsodiul, la 250.

Propietati fizice. Propietatile fizice ale alchenelor se deosebesc putin de ale alcanilor. Primii trei termini ai seriei sunt gaze, la temperatura obisnuita; termenii din mijloc sunt substante lichide, cei superiori solide. Dupa cum se vede, punctele de fierbere ale alchenelor sunt apropiate de ale alcanilor cu acelasi numar de atomi de carbon. Densitatile sunt mai mari.

Propietati chimice. Caracteristicile pentru alchene sunt reactiile de aditie la dubla legatura:

1. Hidrogenarea catalitica. Prin aditia hidrogenului la dubla legatura a alchenelor se obtin hidrocarburile saturate corespunzatoare. Din etena se formeaza etan:

CH2=CH2+H2 ’ CH3¾CH3