8.5
В то время как прямое добавление воды к алкену не приводит к реакции, в присутствии кислоты спирт получается путем чистого добавления гидроксильной группы и водорода через двойную связь.
Поскольку сильные кислоты, такие как серная кислота, полностью диссоциируют в водном растворе, кислотой, участвующей в реакции, является ион гидроксония.
Первым шагом является медленное протонирование менее замещенного конца двойной связи с образованием более замещенного карбокатиона.
На втором этапе вода, присутствующая в избытке, действует как нуклеофил и атакует карбокатион, чтобы дать ион оксония.
Наконец, вода сpKa, равным 15,7, действует как основание и депротонирует более кислый ион оксония сpKa, равным примерно -2, с получением конечного продукта. Этот процесс называется кислотно-катализируемым, так как в конце восстанавливается ион гидроксония, который инициирует реакцию.
Гидратация алкенов и дегидратация спиртов находятся в равновесии друг с другом, причем положение равновесия зависит от концентрации воды и температуры.
Согласно принципу Ле Шателье, система, находящаяся в равновесии, приспосабливается к уменьшению применяемых изменений.
Например, в реакции 2-метилпропена вода присутствует с левой стороны. Использование разбавленной кислоты, в которой больше воды, смещает равновесие в сторону образования большего количества алкоголя.
С другой стороны, концентрированная кислота, которая содержит меньше воды, меняет равновесие, образуя алкен и воду.
Реакции присоединения также зависят от температуры. Здесь член энтальпии отрицательный, потому что образование связи является экзотермическим. Член энтропии, являющийся произведением отрицательного изменения энтропии на положительное значение температуры, является положительным.
При низких температурах член энтропии становится меньше по сравнению с членом энтальпии. Таким образом, свободная энергия Гиббса становится отрицательной, и константа равновесия, превышающая единицу, способствует образованию алкоголя.
Напротив, при более высоких температурах член энтропии доминирует над членом энтальпии, и изменение свободной энергии Гиббса становится положительным. Следовательно, константа равновесия становится меньше единицы, что способствует образованию алкена.
Алкены реагируют с водой в присутствии кислоты с образованием спирта. В отсутствие кислоты гидратация алкенов не происходит со сколько-нибудь значител…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.