Механизм реакции присоединения на примере непредельных углеводородов ряда этилена

Наличием малопрочной пи-связи объясняется высокая реакционноспособность этиленовых углеводородов, в частности их способность к реакциям присоединения, которые характерны для всех непредльных соединений.

Присоединение водорода (гидрирование, или гидрогенизация). Эта реакция легко протекает в присутствии катализаторов - платины или палладия - при комнатной температуре, а в присутствии раздробленного никеля - при высокой температуре. Без катализаторов реакция гидрирования в обычных условиях не происходит.

H2C=CH2 + H2 = Pt=> H3C-CH3

Присоединение галогеноводородов. Эта реакция проходит по правилу Марковникова (исключение - этилен). Правило: При присоединении к непредельным соединениям веществ, содержащих водород, последний присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода.

H2C=CH-CH3 + HCl = > CH3-CHCl-CH3

пропилен 2-хлорпропан

Присоединение галогеноводородов по двойной связи непредельных соединений объясняется тем, что симметричная молекула этена не является диполем (двойная связь не поляризована), т. к. электронные облака распределены равномерно, поэтому атом водорода в молекуле этена может присоединиться к любому из двух равноценных углеродных атомов:

H2C=CH2 + HCl = > H3C-CH2Cl

этен хлорэтан

В молекуле пропилена (пропена) под влиянием метильной группы происходит сдвиг электронного облака в сторону крайнего насыщенного углеродного атома. В результате молекула пропена становится электрически ассиметричной, т. е. диполем, т. к. около одного углеродного атома, соединенного двойной связью, образуется избыточная электронная плотность, и этот атом приобретает некоторый отриц. заряд; у другого углеродного атома электронная плотность уменьшается, и атом приобретает (+) заряд.

Присоединение воды происходит в присутствии катализаторов (хлорид цинка, серная к-та и др.) с образованием спиртов по правилу Марковникова.

H2C=CH2 + HOH = > H3C-CH2-OH

CH3-CH=CH2 + HOH = > CH3-CH (OH) - CH3

пропен изопропиловый спирт

Присоединение серной к-ты. Конц. H2SO4 образует с этиленовыми углеводородами кислые эфиры серной к-ты (с этиленом - этилсерную к-ту), которые под действием воды разлагаются с образованием спирта и серной к-ты:

H2C=CH2 + H-SO4H = > CH3-CH2-SO4H

этен этилсерная к-та

CH3-CH2-SO4H + HOH = > CH3CH2OH + H2SO4

этанол