8.5
Podczas gdy bezpośrednie dodanie wody do alkenu nie prowadzi do żadnej reakcji, w obecności kwasu alkohol otrzymuje się przez dodanie netto grupy hydroksylowej i wodoru przez wiązanie podwójne.
Ponieważ mocne kwasy, takie jak kwas siarkowy, dysocjują całkowicie w roztworze wodnym, kwasem uczestniczącym w reakcji jest jon hydroniowy.
Pierwszym krokiem jest powolne protonowanie mniej podstawionego końca podwójnego wiązania w celu utworzenia bardziej podstawionego karbokationu.
W drugim etapie woda, obecna w nadmiarze, działa jak nukleofil i atakuje karbokation, aby dać jon oksoniowy.
Wreszcie, woda, o pKa 15,7, działa jak zasada i deprotonuje bardziej kwaśny jon oksoniowy o pKa około -2, aby uzyskać produkt końcowy. Proces ten nazywa się katalizowanym kwasem, ponieważ jon hydroniowy, który inicjuje reakcję, jest odzyskiwany na końcu.
Hydratacja alkenów i odwodnienie alkoholi są ze sobą w równowadze, a położenie równowagi zależy od stężenia wody i temperatury.
Zgodnie z zasadą Le Chateliera, system w stanie równowagi dostosowuje się w celu zmniejszenia zastosowanych zmian.
Na przykład w reakcji 2-metylopirenu woda jest obecna po lewej stronie. Użycie rozcieńczonego kwasu, który ma więcej wody, przesuwa równowagę, aby wytworzyć więcej alkoholu.
Alternatywnie, stężony kwas, który ma mniej wody, odwraca równowagę, tworząc alken i wodę.
Reakcje addycji są również zależne od temperatury. W tym przypadku składnik entalpii jest ujemny, ponieważ tworzenie wiązania jest egzotermiczne. Termin entropii, iloczyn ujemnej zmiany entropii i dodatniej wartości temperatury, jest dodatni.
W niskich temperaturach składnik entropii staje się mniejszy w porównaniu ze składnikiem entalpii. W związku z tym energia swobodna Gibbsa staje się ujemna, a stała równowagi większa niż jeden sprzyja tworzeniu się alkoholu.
Natomiast w wyższych temperaturach składnik entropii dominuje nad terminem entalpii, a zmiana energii swobodnej Gibbsa staje się dodatnia. W konsekwencji stała równowagi staje się mniejsza niż jeden, co sprzyja tworzeniu się alkenu.
Alkeny reagują z wodą w obecności kwasu, tworząc alkohol. W przypadku braku kwasu hydratacja alkenów nie zachodzi ze znaczną szybkością, a kwas nie je…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.