Димеризация пропилена на катализаторе натрий на карбонате калия протекает со скоростью на порядок большей, чем скорость димеризации а-бутилена и на два порядка быстрее реакции димеризации этилена. При этом с высокой селективностью (до 98%) образуется гексеновая фракция с преобладанием 4-метил-1-пентена и 1-гексена.
Получение этих гексенов достаточно четко объясняется на основе анионно-координационного механизма, предполагающего промежуточное образование натрийорганических соединений [148].
Предположение о переметаллировании этих соединений в калийорганические [161] не получило распространения, так как не может объяснить многие экспериментальные данные [146, 148].
По правилам металлирования [160, 162] при взаимодействии натрия с пропиленом следует ожидать появления на поверхности катализатора трех видов карбанионов:
При нормальном (по правилу Марковникова) присоединении пропилена к карбаниону (V) должен получиться 4-метил-1-пентен по схеме [148]:
где R — Н или изо-С3Н5.
В случае присоединения молекулы пропилена к карбанионам (VI) и (VII) по правилу Марковникова, следует ожидать образования 4-метил-2-пентенов и 2-метил-1-пентена соответственно по аналогичным схемам.
Хроматографический анализ с использованием двух неподвижных фаз [148] показал, что при димеризации пропилена на катализаторе натрий на карбонате калия в составе продуктов реакции кроме 4-метил-1-пентена содержатся небольшие количества 4-метил-2-пентенов, 1-гексена, 2-гексенов, 2-метил-2-пентена. При этом 2-метил-1-пентен практически отсутствует.
Отсутствие 2-метил-1-пентена в продуктах реакции можно объяснить тем, что нестабильный и высокореакционноспособный карбанион (VII) металлирует (а не присоединяет) молекулу пропилена, в результате чего рост цепи не происходит.
4-Метил-2-пентены могут образовываться также при обрыве цепи на димер — 4-метил-1-пентен [163]:
где R — изо-С3Н5.
Натрийорганическое соединение (VIII), исходя из теории резонанса может быть представлено в виде двух канонических структур [146]:
Новое натрийорганическое соединение (IX), появившееся в результате резонансной стабилизации молекулы, при взаимодействии с гексенами с пропиленом, металлирует их, в результате чего образуется 4-метил-2-пентен. При этом регенирируется алкилкарбанион или изогексилкарбанион (VIII):
Образование 4-метил-2-пентена при обрыве цепи на димер, по-видимому, более вероятно, так как доказана зависимость содержания этого изогексена в продуктах реакции от степени превращения пропилена в 4-метил-1-пентен [148]. Однако при экстраполяции этой зависимости к нулевой степени превращения, концентрация 4-метил-2-пентена не стремится к нулю, что свидетельствует о возможности протекания параллельной реакции образования β-гексена из карбаниона (VI) или (VII) и пропилена. Однако вклад этого маршрута невелик, что свидетельствует о более слабом сродстве 4-метил-1-пентена к катализатору по сравнению с а-бутиленом.