Главная > Химия > Органическая химия (Моррисон Р.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.23. Анализ алкенов

Функциональной группой алкенов является двойная углерод-углеродная связь. Чтобы доказать, что неизвестное соединение представляет собой алкен, необходимо показать, что оно вступает в реакции, типичные для двойной углерод-углеродной связи. Подобных реакций известно много, поэтому выбирают такую, которую легко осуществить. Рассмотрим эту проблему подробнее.

Прежде всего, какую из многих реакций алкенов выбрать для идентификации двойной связи? Присоединение бромистого водорода? Гидрирование? Представим себя в лаборатории работающими с газами, жидкостями и твердыми веществами, с колбами, пробирками и склянками.

Пропустим сухой бромистый водород из баллона в пробирку с неизвестной жидкостью. Что мы увидим? Каким образом мы различим, происходит реакция или нет? Бесцветный газ пропускается через бесцветную жидкость; возможно, образуется другая бесцветная жидкость, а возможно, и нет.

Теперь попытаемся гидрировать неизвестное соединение. В данном случае можно сказать, идет реакция или нет: понижение давления водорода показывает, что реакция происходит. И действительно, гидрирование можно использовать для аналитических целей. Но для этого необходимы катализатор и совершенная, тщательно разработанная аппаратура; кроме того, реакция требует времени.

Всегда, когда возможно, в качестве характерной пробы выбирают реакцию, которая протекает быстро, которую удобно проводить и которая вызывает легко наблюдаемые изменения. Выбирают реакцию, которая требует для своего проведения нескольких минут и нескольких пробирок, реакцию, в которой либо появляется или исчезает окраска, либо наблюдается выделение газа, либо образуется или исчезает осадок.

Опыт показал, что алкены лучше всего идентифицировать по обесцвечиванию раствора брома в четыреххлористом углероде (разд. 6.5) или холодного разбавленного нейтрального раствора перманганата калия (проба Байера) (разд. 6.19). Обе реакции легко выполнимы; в первом случае исчезает красное окрашивание, а во втором — фиолетовое окрашивание исчезает и появляется осадок бурой двуокиси марганца.

Предположим, что выбраны наилучшие пробы для характеристики алкенов; рассмотрим другой вопрос. Если при прибавлении брома в четыреххлористом углероде к неизвестному органическому соединению исчезает красное окрашивание, то о чем это говорит? О том, что неизвестное соединение реагирует с бромом. Это может быть алкен. Но недостаточно зиать, что определенный класс соединения реагирует с данным реагентом; необходимо также знать, как другие классы соединений реагируют с этим реагентом. В рассматриваемом случае неизвестное соединение может быть в такой же степени как алкином, так и любым из соединений, которые быстро вступают в реакцию замещения с бромом; однако в последнем случае должен выделяться бромистый водород и его можно заметить по облачку, которое образуется, если подуть над пробиркой.

Аналогично обесцвечивание раствора перманганата калия еще не доказывает, что соединение является алкеном, а показывает только то, что оно содержит такую функциональную группу, которая может быть окислена перманганатом. Соединение может быть алкеном; но также оно может быть альдегидом или каким-либо другим легко окисляемым соединением. Это может быть даже вещество, которое загрязнено легко окисляемой примесью; например, спирты не окисляются в этих условиях, но часто содержат легко окисляющиеся примеси. Обычно можно исключить эти случаи, убедившись, что обесцвечивается более одной или двух капель реагента.

Одна проба редко доказывает, что неизвестное соединение принадлежит к какому-то определенному классу соединений. Она может ограничить выбор, а окончательный вывод можно сделать на основании дополнительных тестов. Или, наоборот, если какие-то возможности уже исключены, одна проба может позволить сделать окончательный выбор. Так, реакция с бромом или перманганатом калия достаточна для того, чтобы отличить алкен от алкана, алкен от алкилгалогенида или алкен от спирта.

Для характеристики алкенов чаще всего используются следующие реакции: (а) быстрое обесцвечивание раствора брома в чегыреххлористом углероде без выделения положительная проба также и для алкинов; (б) обесцвечивание холодного разбавленного нейтрального водного раствора перманганата; положительная проба также для алкинов и альдегидов. Кроме того, используют растворимость алкенов в холодной концентрированной серной кислоте; проба положительна и для многих других соединений, включая все соединения, содержащие кислород (они образуют растворимые оксониевые соли), и соединения, которые быстро, сульфируются (разд. 12.13 и 17.10). Алканы или алкилгалогениды нерастворимы в холодной концентрированной серной кислоте.

Из известных уже соединений в серной кислоте растворимы также спирты. Их можно отличить от алкенов по тому, что они не реагируют с бромом в четыреххлористом углероде и дают отрицательную реакцию Байера, если не мешают примеси. Первичные и вторичные спирты окисляются хромовым ангидридом в водной серной кислоте: в течение двух секунд прозрачный оранжевый раствор превращается в голубовато-зеленый и становится непрозрачным.

Третичные спирты и алкены не дают эти пробы.

(см. скан)

Если установлено, что неизвестное соединение представляет собой алкен, то его можно идентифицировать как ранее описанный алкен на основании его физических свойств, включая ИК-спектр и молекулярный вес. Доказательство структуры нового соединения лучше завершить его расщеплением: озонолизом или окислением перманганатом с последующей идентификацией образовавшихся фрагментов (разд. 6.22).

(Спектральный анализ алкенов обсуждается в разд. 13.16-13.18.)

ЗАДАЧИ

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление