Чтобы получить алкен из 1,2-дибромбутана и пентана, нужно провести две различные химические реакции: дегалогенирование для 1,2-дибромбутана и дегидрирование для пентана. Рассмотрим каждую из этих реакций более подробно.
Дегалогенирование 1,2-дибромбутана
1,2-Дибромбутан имеет следующую структурную формулу:
[ \mathrm{CH_3-CHBr-CHBr-CH_3} ]
Процесс дегалогенирования заключается в удалении атомов галогена (в данном случае брома) из молекулы. Для этого обычно используют металлический цинк (Zn) в присутствии кислоты, либо другие подходящие реагенты.
Реакция протекает следующим образом:
[ \mathrm{CH_3-CHBr-CHBr-CH_3} + Zn \rightarrow \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3} + ZnBr_2 ]
В результате этой реакции образуется бутен-2 (2-бутен), который является алкеном:
[ \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3} ]
Дегидрирование пентана
Пентан имеет следующую структурную формулу:
[ \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3} ]
Дегидрирование — это процесс удаления молекул водорода (H₂) из органических соединений. Дегидрирование алканов обычно проводится с использованием катализатора при высоких температурах. В лабораторных и промышленных условиях часто используют оксиды металлов, такие как оксид хрома(III) (Cr₂O₃), на алюминиевом оксиде (Al₂O₃), и проводят реакцию при температуре около 500°C.
Реакция дегидрирования пентана может идти по двум направлениям, образуя либо 1-пентен, либо 2-пентен. Рассмотрим оба варианта:
При дегидрировании с образованием 1-пентена:
[ \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3} \rightarrow \mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3} + H_2 ]
При дегидрировании с образованием 2-пентена:
[ \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3} \rightarrow \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_2-CH_3} + H_2 ]
В обоих случаях получаются алкены (1-пентен и 2-пентен соответственно).
Итог
Таким образом, из 1,2-дибромбутана дегалогенированием можно получить 2-бутен:
[ \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3} ]
А из пентана дегидрированием можно получить либо 1-пентен:
[ \mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3} ]
либо 2-пентен:
[ \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_2-CH_3} ]
Обе реакции являются примерами превращения алкана или галогеналкана в алкен, демонстрируя различные подходы к синтезу ненасыщенных углеводородов.