Алкены представляют собой весьма реакционноспособные соединения. Ниже приводятся важнейшие реакции, в которые онн вступают.
Присоединение водорода.
Водород присоединяется к алкенам при комнатной температуре в присутствии тонкоизмельченной платины или палладия. Реакция имеет аналитическое значение. Арены в этих условиях яе подвергаются гидрированию, и таким путем можно определить содержание алкенов, например, в крекинг-бензинах.
Аналитическое значение имеют также реакции алкенов с ацетатом ртути (II) и хлоридом серы(1).
Присоединение ацетата ртути. Метод позволяет отделить алкены от других углеводородов и выделить их в чистом виде.
Присоединение хлорида серы(1). Эта реакция также позволяет количественно выделить алкены из нефтепродуктов.
Окисление и озонирование алкенов. Эти реакции позволяют установить положение двойной связи в олефине по составу образующихся продуктов. Кроме того, они имеют практическое значение для получения зтиленоксида, ацетальдегида и акролеина.
При окислении смеси пропилена с аммиаком (окислительный аммонолиз) образуется акрилонитрил — важный мономер для синтетического каучука и химических волокон:
СН2 = СНСНз + NH3 + 1.5О2 —> СН2 = CHCN + ЗН2О
Из промышленных процессов переработки алкенов можно отметить также полимеризацию, дегидрирование, хлорирование и гидрохлорирование, гидратацию, алкилирование, сульфатирование, оксосинтез.
Полимеризация алкенов до низкомолекулярных олигомеров (димеры, тримеры, тетрамеры) представляет собой промышленный метод производства алкенов С6—C16, а также высокооктанового компонента бензина.
Полимеризация алкенов до высокомолекулярных полимеров дает ценные полимерные материалы — полиэтилен, полипропилен и полиизобутилен.
При дегидрировании бутена и изоамиленов образуются 1,3-бутадиен и изопрен — основные мономеры для синтеза каучука.
Хлорирование и гидрохлорирование этилена и пропилена представляют собой важные способы получения некоторых растворителей и промежуточных продуктов.
Гидратация алкенов в присутствии ров приводит к образованию спиртов.
Алкилирование алкенами разветвленных алканов дает высокооктановое моторное топливо.Алкилированием алкенами моноциклических аренов получают алкилбензолы.
Алкилбензолы являются ценным сырьем промышленности основного органического синтеза.
При присоединении серной кислоты к высшим алкенам (су л ь ф а т и р о в а н и и) образуются кислые эфиры серной кислоты — алкилсульфаты, применяемые для получения синтетических моющих средств.
Реакция взаимодействия алкенов с оксидом углерода(II) и водородом в присутствии кобальтового катализатора (оксо-синтез) имеет большое значение для производства альдегидов.
Дальнейшее восстановление альдегидов позволяет получать соответствующие первичные спирты.
Химические свойства алкадиенов. Важнейшей особенностью соединений с сопряженными связями является их более высокая реакционная способность по сравнению с соединениями имеющими изолированные двойные связи. Две сопряженные двойные связи в некоторых случаях ведут себя как единая ненасыщенная система; например, при хлорировании 1,4-бутадиена присоединение хлора к сопряженным связям обычно происходит в концевых положениях 1,4, при этом в положении 2—3; появляется новая двойная связь
Лишь небольшая часть бутадиена реагирует подобно алкенам. Реакция протекает в две стадии с промежуточным образованием аллильного иона.
Специфической реакцией алкадиенов с сопряженными связями является диеновый синтез (реакция Дильса — Альдера). Считают, что он лежит в основе образования аренов при. термической переработке алкенов.
Для количественного определения алкадиенов в нефтепродуктах используется реакция конденсации диенов с малеиновым ангидридом.
Очень важной особенностью диенов с сопряженными двойными связями является крайняя легкость их полимеризации. При полимеризации некоторых диенов получаются очень длинные цепи.
Реакции этого типа лежат в основе получения синтетического каучука. Наибольшее промышленное значение имеют два алкадиена: 1,3-бутадиен и его гомолог 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен).
Химические свойства алкинов. Алкины, благодаря высокой реакционной способности, вступают в многочисленные химические реакции — полимеризации, присоединения, конденсации и др.
Полимеризация ацетилена в зависимости от условий протекает различно. При пропускании ацетилена через раствор •CuCl и NH4C1 в соляной кислоте при 80 °С образуется винилацетилен.
Эта реакция имеет большое практическое значение. Винилацетилен, легко присоединяя НС1, превращается в хлоропрен (мономер СК).
Возможна полимеризация ацетилена с образованием циклических соединений (бензола, циклооктатетраена и др.).
Присоединение галогенов к ацетилену используется для синтеза ряда растворителей.
Гидрохлорированием ацетилена в промышленности получают винилхлорид — мономер, служащий сырьем для изготовления пластических масс.
При гидратации ацетилена образуется ацетальдегид. Реакция протекает при каталитическом действии солей ртути (была открыта М. Г. Кучеровым и обычно называется его именем).
Ацетальдегид является сырьем для производства уксусной кислоты, ее эфиров и других ценных продуктов.
Реакции винилирования — присоединения к ацетилену соединений с подвижным атомом водорода — используют как способ получения виниловых эфиров, винилацетата, акрилонитрила
Винильная группа в продуктах реакции придает им способность к полимеризации, поэтому они используются как мономеры для производства пластических масс. Наибольшее значение имеют простые виниловые эфиры CH2=CHOR, винилацетат СН2=СНОСОСНз, акрилонитрил.
Конденсация с карбонильными соединениями приводит к образованию алкиновых спиртов и гликолей. Таким путем из ацетилена и формальдегида получают пропаргиловый спирт и 1,4-бутиндиол.
Нитрование ацетилена азотной .кислотой происходит с расщеплением тройной связи и дает тетранитрометан.