Словарь научных терминов
Олефины

ОЛЕФИНЫ (от лат. oleum-масло) (алкены, этиленовые углеводороды), ненасыщ. ациклич. углеводороды, содержащие одну двойную связь С=С; общая ф-ла СnН2n. Атомы углерода при двойной связи имеют sp2-гибридизацию и образуют s- и p-связи. Последняя состоит из двух базисных орбиталей-связывающей и разрыхляющей, образующихся за счет р-орбиталей атомов С. Энергия связи ~615 кДж/моль. Простейший О.- этилен, валентные углы к-рого практически равны 120°. Для О., начиная с С4Н8, наряду с изомерией углеродного скелета и разл. положения двойной связи, возможна геом. (цис-, транс-)изомерия, обусловленная большим барьером вращения вокруг двойной связи.

Названия О. образуются заменой окончания "ан" в назв. насыщ. углеводорода на "ен"; цифры перед назв. указывают положение двойной связи, напр. СН3СН=СНСН2СН3-2-пентен. Для низших членов гомологич. ряда сохранились назв. с окончанием "илен": этилен, пропилен и др.

В природе О. встречаются редко. Один из немногих прир. О.-мускалур цис-9-трикозен) - феромон, выделяемый самками домашней мухи.

При нормальных условиях этилен, пропилен и бутены - газы, О. состава С518-бесцв. жидкости, высшие О.-твердые в-ва. О. практически не раств. в воде, ограниченно раств. в спиртах и хорошо-в углеводородах, их галогенопроизвод-ных, простых и сложных эфирах.

ИК спектры О. сильно отличаются от спектров алканов и имеют характеристич. полосы при 1650 см-1 (валентные колебания связи С=С) и 3100, 1420, 915-1000 см-1 (колебания винильных С—Н-связей разл. типов). В спектрах ЯМР 1Н хим. сдвиги винильных протонов http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/0/9/9809.jpeg 4,6-5,3 м. д. Для масс-спектров О. характерны фрагменты алкенильных ионов с т/z 41, 55, 69, 83, а также ионов с четным значением m/z 42, 56, 70.

О.-высокореакционноспособные соединения. Наиб. характерны для них р-ции электроф. присоединения по двойной связи, протекающие, как правило, по бимолекулярному механизму через стадию образования карбкатиона или мос-тикового иона:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/0/9810.jpeg

Присоединение электрофилов подчиняется Марковникова правилу. Наличие алкильных заместителей, стабилизирующих карбкатион, увеличивает реакц. способность О.

О. легко присоединяют галогены с образованием вици-нальных дигалогенидов (F2 присоединяется при — 78 °С), константа равновесия р-ции иодирования очень мала. Для галогенов, особенно для Вг2, характерно анти-присоедине-ние, идущее через стадию образования мостикового иона.

В полярных средах галогеноводороды реагируют с О. с образованием алкилгалогенидов (см. Галогензамещенные углеводородов, Галогенирование, Гидрогалогенирование). Присоединение по двойной связи НСlO и НВгО приводит к хлор- и бромгидринам.

Важное пром. значение имеет гидратация О., к-рая идет в присут. кислотных катализаторов, напр. H2SO4. Так, в пром-сти из этилена и пропилена получают этиловый и изопропиловый спирты.

В присут. АlСl3, BF3, HF и др. кислотных катализаторов О. способны алкилировать насыщ. углеводороды; образующиеся алканы разветвленного строения применяют в качестве высокооктановых добавок к моторным топливам. В условиях р-ции Фриделя - Крафтса этилен алкилирует бензол до этилбензола-полупродукта при синтезе стирола. При алки-лировании бензола пропиленом образуется кумол, используемый для получения фенола и ацетона (см. Алкилирование).

О. вступают в р-ции электроф. присоединения со спиртами, к-тами, солями переходных металлов (Hg2 + , Tl3 + , Рb4 + ), NOCl, N2O3, N2O4, IN3 и др. О. вступают в р-цию гидроборирования: http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/1/9811.jpeg . Образующийся триалкилбор м. б. легко окислен Н2О2 в щелочной среде до соответствующего спирта. При взаимод. О. с формальдегидом образуются диолы или 1,3-диоксаны (Принса реакция), при гидроформилировании - альдегиды. В присут. кислотных катализаторов при повыш. т-ре происходит миграция двойной связи http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/2/9812.jpeg-олефинов в http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/3/9813.jpeg-положение, при этом возможна также изомеризация углеродного скелета. Протонные к-ты и к-ты Льюиса могут вызывать катионную полимеризацию О. Этилен в этих условиях полимеризуется с трудом; пропилен и изобутилен в безводных средах образуют полимеры с очень длинными цепями. В присут. 60%-ной H2SO4 изобутилен димеризуется, гидрирование димера приводит к изооктану.

Для О. характерны также р-ции радикального присоединения по двойной связи. При взаимод. О. со своб. радикалом может идти полимеризация по цепному механизму (см. Цепные реакции, Радикальная полимеризация)или присоединение:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/4/9814.jpeg

Соотношение между продуктами полимеризации и присоединения зависит от природы О. и реагента, а также их концентрации. Полимеризация идет в том случае, если стадия переноса экзотермична, а О. склонен к образованию устойчивых радикальных продуктов. В случае несимметричного О. радикалhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/5/9815.jpeg на первой стадии присоединяется к менее замещенному атому С. Этим объясняется радикальное присоединение НВг к О. в присут. пероксидов против правила Марковникова; аналогично присоединяются спирты, амины, ССl4, СВг4. Свободнорадикальная полимеризация этилена в пром-сти проводится при давлении 100 МГПа или более и т-ре выше 100°С, процесс инициируется пероксидами или О2 в следовых кол-вах. Пропилен и изобутилен по радикальному механизму полимеризуются плохо.

Р-ции нуклеоф. присоединения для О. менее характерны и идут лишь с сильными нуклеофилами, напр. с металлоорг. соед. типа бутиллития. К р-циям нуклеоф. присоединения м. б. отнесена также анионная полимеризация О. с применением катализаторов Циглера - Натты. В пром-сти таким способом получают высокомол. полиэтилен, стереорегуляр-ный изотактич. полипропилен и этилен-пропиленовый каучук.

Присоединение Н2 к О. на гетерог. катализаторах (метал-лич. мелкодисперсные Ni, Pt, Pd) приводит к соответствующим алканам (см. Гидрирование). Последние образуются также при р-ции О. с диимином.

Для О. характерны р-ции метатезиса и циклоприсоедине-ния. К последним относятся р-ции циклопропанирования карбенами, 1,3-диполярного циклоприсоединения и диеновый синтез.

При окислении О. в зависимости от условий р-ции образуются разл. продукты. В мягких условиях в слабощелочной среде КМnО4 окисляет О. до гликолей (Вагнера реакция). Аналогично действует OsO4 в орг. р-рителях. В кислой среде окисление КМnО4 приводит к смеси кетонов и карбоновых к-т. В более жестких условиях при окислении йодной к-той в присут. OsO4 происходит расщепление молекулы О. по двойной связи с образованием смеси карбонильных соединений. Такие же продукты образуются после разложения озонидов при озонировании О. (см. Озонирование). Эти р-ции позволяют установить положение двойной связи в молекуле. В присут. Ag2O при 200-300 °С О. взаимод. с О2 с образованием эпоксисоединсний, в пром-сти таким способом получают этилен- и пропиленоксиды. При действии на О. надкислот (Прилежаева реакция)или Н2О2 в ацето-нитриле эпоксиды образуются количественно. При окислении этилена и пропилена кислородом воздуха в присут. СuСl2 и PdCl2 образуются соотв. ацетальдегид и ацетон.

Для О. характерны р-ции окисления по аллильному (соседнему с двойной связью) атому С. В пром-сти газофазным окислением пропилена получают акролеин, окислит. аммо-нолиз к-рого приводит к акрилонитрилу. При хлорировании при высоких т-рах (400-600 °С) образуются аллилхлориды. Аллильное замещение происходит также при взаимод. О. с N-бромсукцинимидом в ССl4 в присут. пероксидов (см. Воля - Циглера реакции). Эти р-ции идут по радикальному механизму.

Осн. пром. способы получения О.-процессы деструктивной переработки нефтепродуктов и прир. газа. Низшие О. С24 получают пиролизом прямогонного бензина, этана, пропана или газойля при 750-900 °С (см. Пиролиз нефтяного сырья); пропилен и бутен образуются при каталитич. крекинге вакуумного газойля. Газы пиролиза и крекинга разделяют дробной адсорбцией и низкотемпературной ректификацией под давлением. Разработаны методы получения этилена и пропилена из СН3ОН на цеолитных катализаторах. Линейные a-олефины С620 получают термич. крекингом парафиновой фракции, содержащей нормальные алканы состава С1434 при 550 °С.

В лаб. условиях О. получают дегидратацией спиртов над Аl2О3 и ThO2 при 400 °С или с помощью водоотнимающих агентов (H2SO4, P2O5); дегидрогалогенированием галогено-производных углеводородов (спиртовой р-р щелочи); де-галогенированием вицинальных дигалогеналканов [NaI в СН3ОН, Zn, соли Сг(Н) или Na2S2O3 в ДМСО]; разложением четвертичных аммониевых основании (см. Гофмана реакции); термич. разложением эфиров карбоновых к-т и ксанто-геновой к-ты (Чугаева реакция); восстановит. сочетанием альдегидов и кетонов при обработке LiAlH4 и TiCl3, напр. (СН3)2СО http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/6/9816.jpeg (СН3)2С=С(СН3)2; гидрированием ацетиленовых углеводородов или дегидрированием алканов; по Виттига реакции карбонильных соед. с алкилиденфосфоранами образуются селективно цис-олефины. О. могут быть получены наряду с N,N-дизамещенным гидроксиламином термич. разложением N-оксидов третичных аминов (Коупа реакция):

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/7/9817.jpeg

Качеств. определение О. проводят по обесцвечиванию р-ра Вг2 в ССl4 или по р-ции Вагнера, количественное - бро-мированием смесью КВгО3 и КВг в присут. H2SO4 с послед. добавлением избытка KI и оттитровыванием выделившегося иода Na2S2O3.

О.-осн. исходные реагенты в хим. пром-сти. Из этилена и пропилена получают разл. полимеры и эластомеры, эпоксисоединения, дихлорэтан, винилхлорид, этанол, изо-пропанол, стирол и т.д. Изобутилен - сырье для получения бутилкаучука, изопрена, трет-бутанола; используется для алкилирования фенолов при синтезе ПАВ. Его сополимеры с бутенами применяют как присадки к маслам и герметики. a-Олефины состава С1018 применяют при синтезе ПАВ (алкилбензолсульфонаты, олефинсульфонаты, алкилсульфо-наты), а также для получения высших спиртов. См. также Гексен, Пентены.

Мировой объем произ-ва О. ок. 70 млн. т (1985).

Лит.: Роберте Д. Д., Касерио М. К., Основы органической химии, пер. с англ., т. 1, М., 1978; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 169-232. А. А. Братков.


8-оксихинолин Обесфторенные фосфаты Обжиг Облепиховое масло Обмен веществ Обменное взаимодействие Обогащение полезных ископаемых Обратный осмос Общая химия Объёмный анализ Объёмных отношений закон Овициды Огнезащита Огнестойкость Огнеупорные материалы Одноэлектронный перенос Одоранты Оже-спектроскопия Озазоны Озокерит Озон Озониды неорганические Озониды органические Озонирование Озоностойкость Ойтисиковое масло Окисление Окислители Окислительная дегидрополиконденсация Окислительное азосочетание Окислительное фосфорилирование Окислительное хлорфосфонирование Окислительное число Окислительный аммонолиз Оксадиазолы Оксазиновые красители Оксазиридин Оксазол Оксазолидин Оксазолины Оксазолоны Оксалаты Оксалоацетатдекарбоксилаза Оксанфлы Оксепин Оксетан Оксиальдегиды и оксикетоны Оксиантрахиноны Оксибензальдегиды Оксибензойные кислоты Оксидационные красители Оксидирование Оксидифениламины Оксидоредуктазы Оксиды Оксикислоты Оксилидин Оксиликвиты Оксимы Оксинафтальдегиды Оксинафтойные кислоты Оксинафтохиноны Оксинитрилы Оксипиридины Оксипролин Оксипропилцеллюлоза Оксиран Оксисоли Окситоцин Оксифосы Оксиэтилированные алкиламины Оксиэтилированные алкилфенолы Оксиэтилированные спирты Оксиэтилцеллюлоза Оксолин Оксониевые соединения Оксосинтез Оксоуглероды Октадециламин Октадин Октаналь Октановое число Октанолы Октантов правило Октаны Октиловые спирты Октоген Олеандомицин Олеум Олефинов оксиды Олефинов тиооксиды Олефины Оливковое масло Оливомицины Олигоамиды Олигокарбонатакрилаты Олигомеризация Олигомеры Олигомеры акриловые Олигосахариды Олигоуретанакрилаты Олигоэфиракрилаты Олифы Олова галогениды Олова оксиды Олова сплавы Олова сульфиды Олова халькогениды Оловоорганические соединения Омагничивание Омыление Омыления число Ониевые соединения Онсагера теорема Онсагера уравнение Оперон Опиоидные пептиды Оппенауэра реакция Оптимизация Оптическая активность Оптическая изомерия Оптические материалы Оптическое вращение Орбиталь Органическая химия Органические удобрения Органический анализ Органический синтез Органо-минеральные удобрения Органогалогенсиланы Органопластики Органосилазаны Органосиликатные материалы Органосилоксаны Орнитин Орнитиновый цикл Орто, мета, пара Ортолевы кинга реакция Ортоноволаки Ортоэфиры Орципреналина сульфат Осаждение Осветление Осмий Осмийорганические соединения Осмол Осмометрия Осмос Основания неорганические Основания органические Основные красители Особо чистые вещества Оствальда закон разведения Отбеливатели оптические Отбеливающие земли Отбора правила Отвердители Отверждение Открытая система Отстаивание Отхаркивающие средства Охрана природы Охрана труда Охры Оцимен