Механизм реакций электрофильного присоединения по связи углерод-углерод

Электрофильное присоединение по кратной связи обычно, двухстадийный процесс Ad_E2 — реакция бимолекулярного электрофильного присоединения(англ. addition electrophilic bimolecular). На первом этапе происходит атака электрофила и образование π-комплекса, который затем расщепляется, а далее образовавшийся карбкатион подвергается нуклеофильной атаке:

Обычно, скорость лимитирующей является первая стадия реакции, хотя встречаются редкие исключения.

Аналогично происходит присоединение к алкинам:

Реже встречается механизм Ad_E3 — реакция тримолекулярного электрофильного присоединения с одновременной атакой трех частиц:

Реакции электрофильного присоединения более характерны для непредельных соединений, чем нуклеофильного, что объясняется пространственной доступностью π-электронов двойной связи электронодефицитных атакующих частиц X^+[1].

Как и в реакциях ароматического электрофильного замещения, электронодонорные заместители повышают реакционную способность субстрата, а электроноакцепторные её снижают.

2 Синтез бромистого этила

2.1 Уравнения основных реакций

Kbr + H₂SO₄ —— Hbr + KHSO₄

2.2 Уравнения побочных реакций

а) дегидратация спирта до простого эфира:

б) окисление спирта серной кислотой:

CH₃CH₂OH + 6 H₂SO₄ 2 CO₂ + 6 SO₂ + 9 H₂O

в) окисление бромистого водорода серной кислотой:

2 hbr + H₂SO₄  Br₂ + SO₂ + H₂O

2.3 Свойства синтезируемого вещества по литературным данным

Молекулярная масса M = 109 г /моль

t_кип = 38,4 С

t_пл. = – 125,5 С

Бромистый этил не растворим в воде; бесконечно растворим в этаноле, эфире и хлороформе.

2.4 Свойства основных исходных соединений

Таблица 1 – Свойство основных исходных соединений

Формула	Молярная масса, г/моль	tпл. С	tкип С			Растворимость
						в воде	в орг. растворит.
С2Н5ОН	46	-114,1	78,4	0,7893	1,4239		 эф, хлф,мет, укс
H2SO4	98	10,3	279,6	1,84	98		реаг. эт
KBr	119	730	1380	2,75	100	65,2	р. эт, глиц; м.р. эф

2.5 Расчет количеств исходных веществ, необходимых для синтеза

29 см ³ 95%-ного этилового спирта ( = 0,804),

30 г бромистого калия и

32 см ³ серной кислоты ( = 1,84, ω = 98%)

Исходя из этого, находим мольное соотношение реагирующих веществ.

Этиловый спирт:

где: 0,804 – плотность 95%-ного этилового спирта, г(см³)^-1;

0,95 – массовая доля этилового спирта в растворе;

46 – молярная масса этилового спирта, гмоль^-1.

Бромистый калий:

где: 119 - молярная масса бромида калия, гмоль^-1.

Серная кислота:

где: 1,84 – плотность 98%-ной серной кислоты, г(см³)^-1;

0,98 – массовая доля серной кислоты в растворе;

98 – молярная масса серной кислоты, гмоль^-1.

Мольное соотношение реагентов:

С₂Н₅ОН : KBr : Н₂SО₄ = 0,48 : 0,25 : 0,59

Делим все три числа на 0,48 (число моль вещества, по которому ведем расчет); получаем новое мольное соотношение: 1,00 : 0,52 : 1,23

Сохраняя это мольное соотношение, находим массовые и объемные количества реагирующих веществ, исходя из выданных по заданию 35 см ³ 95%-го этилового спирта.

В них содержится:

Бромистый калий:

число моль 0,58  0,52 = 0,30 моль

масса 0,30  119 = 35,7 г

Серная кислота:

число моль 0.58  1,23 = 0,71 моль.

Находим объем 98%-ной серной кислоты, необходимый для нашего синтеза:

Таким образом, для проведения нашего синтеза необходимо:

35 см³ 95% этилового спирта,

35,7 г бромистого калия,

38,6 см³ 98% серной кислоты.

2.6 Количества исходных веществ, применяемых в синтезе

Таблица 2 – Количества исходных веществ, применяемых в синтезе

Реагент	Число моль	Избыток	В граммах		Объем, см 3
			химически чистого	раствора
Этиловый спирт	0,58	48,28	26,73	28,14	35
Бромистый калий	0,30	_	35,7	_	_
Серная кислота	0,71	57,75	69,5996	71,02	38,6