アルケンの反応!付加反応のマルコフニコフ則とはなにか？

こんにちは。

炭化水素の分類として、アルカン、アルケン、アルキンがあります。

 

このうち、本日は、アルケンについて、お話しします。

 

 

alkeneは置換命名法で、
alk（炭素数）
e(二重結合あり）
e（構成元素C,Hのみ）

 

なので、二重結合があります。

この二重結合の反応性は、以前お話ししました。

二重結合の電子が意味わからない！？σ結合とπ結合の違い！

 

二重結合の二本目
のπ結合がゆるゆるだから、
非常に反応性が良いのでした。

 

なので、特に
強い反応試薬を使う事無く、
π結合を切る事が出来ます。

 

 

それによって起る反応が、
『付加反応』です。

 

 

また付加でも、
H₂やX₂(ハロゲン）
が付加するパターンと、
HX（水素化物）が付加するパターンで、

 

考えるべき事も変わります。

 

結合の仕方も変わりますので、
徹底的に学んで行きましょう！
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付加とは？

付加反応とは読んで字のごとく、
付け加わる反応です。

 

 

このようなアルケンに、
H₂やCl₂、Br₂等が付け加わるのです。

 

そして、水素付加、ハロゲン付加、
水素化物付加でそれぞれ、
反応や触媒が微妙に異なります。

 

なので、それぞれ学んで行きましょう！

水素H₂付加

水素付加の反応は、
『ラジカル反応』です。

 

水素がラジカルになって、
アルケンを攻撃して、

 

π結合をぶった切ります！

二重結合に水素がくっついて、
アルケンがアルカンになります。

 

 

このアルケンに対してアタックする、
水素が『ラジカル』なんです。

 

 

水素のラジカルが、
アルケンを攻撃します。

 

しかし、普通にしていたら、
水素ラジカルはできないので、

 

このように、
水素ラジカルをくっつけておく
のが得意な、ニッケルや白金
を触媒として、

このようにくっつけておくのです。

 

そして、アルケンが常温常圧で、
このニッケル、白金に
ぶつかりにいき、

 

このπ結合のぺたぺた水素を
くっつけるのです。

そして受験的には、
このように見なして覚えても良いのでした！
ちなみに、水素付加は、
ベンゼン環でも起りますが、
ベンゼン環の場合は、
高圧条件です。

 

ベンゼン環は、

このようにπ結合が、
非局在化し、共鳴と言う現象が
おこっているので、アルケンより
結合が切りにくいのです。
ちなみに、この付加反応で、
ラジカル反応を使うのは、
かなり特殊です。

 

 

ハロゲン付加

水素付加はラジカル反応
でしたが、

それ以外は、
①陽イオンがアタックする
②片方にくっつき、片方が+に偏る
③陰イオンが＋にぶつかって行く

と言う、反応を起こして行きます。

 

 

 

 

このような流れで反応します。

水素化物付加

水素化物と言うのは、
HーXが付加することです。

水や塩化水素などです。


このような物です。

これがアルケンに付加するときは、
先ほどのハロゲンと同じように、

陽イオンが先に二重結合の
π結合にアタックします！
（この陽イオンはH⁺）
そして、その後に、
残りの陰イオンがアタックして行きます。

ちなみに、この水素化物の
付加ですが、
『アルキンは水銀触媒が必要です』
『アルケンは不要です。』
実際に京都大学や、
静岡薬科大学でこの水銀触媒で、
「あ、これはアルキンだ！」って
気付こうね〜って問題が出ています。

マルコフニコフ則

非対称アルケン、
例えば、

プロペンなどがありますが、
プロペンにH₂Oが付加するとき、

出来るプロパノールは上の
２種類があります。

1-プロパノールと2-プロパノール。
では、これは半分半分できるのか？
というと、そういうわけではないのです。

 

 

実は、これは、
2-プロパノールが主生成物なのです。

 

この法則は、簡単で、
付加するもの、
H-ClのうちHが付加する炭素は、
Hが多くついている方！

と言う法則があります。
Hな奴はHな奴が集まっている方に、
くっつくのです。

これは中学校とかでも一緒です。
エロい奴はエロい奴と群れます。

HはHなやつと群れる！
と覚えましょう！

付加重合

π結合を持ったものが、
自分と同じ奴と、
ぺたぺた結合していったものが、
付加重合です。

この画像のように、
π結合の電子が
隣のπ結合の電子と
結合するイメージです。
付加重合というのは、
完全にラジカル反応です。

付加重合と言うのは、
下のように起ります。

 

少量の開始剤が必要

開始剤と言うのは、
付加重合を始めるための物です。

 

このように、
アルケンをラジカルにする必要が、
あります。

①アルケンの１番端と開始剤が
結合する事により、
π結合をしていた片方の
π電子がラジカルになります。

②ラジカルになった場合、別の
π結合をめがけて攻撃を仕掛けます！

 

③このようにどんどん繋がって行って、
高分子になります。
エチレンが繋がりまくると、
このようにエチレンのπ結合が、
周りのエチレンとくっつくのに、
使われて下のようになります。

これをポリエチレンと言います。

ポリ＝いっぱいと言う意味です。

 

このポリエチレンのことを
『ポリマー』といい、

 

なんこもなんこも繰り返されるパターン
である、エチレンのことを、
『モノマー』と言います。

酸化開裂とは？

酸化開裂とは、
アルケンの二重結合をぶった切る反応です。

＞C＝C＜を切って、
>C=O O=C<にします。

このように使ってください、

そして、O₃を用いた場合、
KMnO₄を用いた場合では、
反応結果が異なるので、
それにも注意しましょう！

また、

①オゾン開裂O₃

オゾン開裂は、
酸化開裂後には、ケトン、もしくはアルデヒド
が生成する。

②KMnO₄で酸化開裂

酸性条件（激しい条件）で酸化開裂

O₃似よる酸化開裂反応で
アルデヒドが生じるアルケンは、
KMnO₄により激しく酸化すると、
アルデヒドがさらに酸化され

カルボン酸になる。

中性塩基性条件（穏やかな条件）で酸化

アルケンを酸化開裂することはできず、
ジオールが生成する。

 

このように、
開裂の仕方や条件によって
生成物が変わります。

 

石油化学工業

アルカンで入試で出る事!原油とかナフサっていったい何？

アルカンのときに、
ナフサの熱分解が
石油化学工業になる。

 

と言っていましたが、

このようにナフサを熱分解すると、
アルケンである、プロペンとエチレンが
出来ます！

 

以上がアルケンの主な反応です。

 

結合の切断と再生と
考えると、

 

かなり反応の構造がわかりやすくなります。