Для алкенов в первую очередь характерны реакции присоединения, протекающие с разрывом π-связи (реакции ионного присоединения и реакции радикального присоединения). Также возможны реакции радикального замещения атома водорода и реакции окисления. Наиболее разнообразными и важными реакциями являются:
1. Реакции электрофильного присоединения – AdE.
Общая схема реакций электрофильного присоединения:
1) Присоединение брома (Br2)
Реакция бромирования протекает легко. Обесцвечивание раствора брома является качественной на двойную связь.
О механизме реакции судят по следующим экспериментальным данным:
а) Реакция ускоряется в полярных растворителях, способных ионизировать связь, т.е. реакция ионная, протекает ступенчато.
б) В присутствии солей NaCl или LiCl или в присутствии воды образуются смешанные продукты:
в) Реакция имеет второй порядок по реагентам, т.е. скорость реакции выражается уравнением: V=k[CH2=CH2][Br2] и трактуется, как бимолекулярный, т.е. в медленной стадии реакции участвует субстрат и реагент.
г) Реакция стереоспецифичная и протекает, как транс-присоединение (анти-присоединение), что согласуется со следующим механизмом:
На первой стадии механизма образуется π-комплекс, представляющий собой донорно-акцепторный комплекс (ДАК), где π-орбиталь субстрата частично перекрывается с d-орбиталью брома. Затем этот π-комплекс превращается в циклический бромониевый ион (образуется только при бромироввании), который атакуется анионом брома с противоположенной стороны относительно присоединившегося электрофильного атома брома, в результате чего образуется рацемическая модификация.
Однако в случае циклогексена образуется только один пространственный изомер – транс-изомер, который может существовать в виде пары энантиомеров:
Стереоспецифичная реакция привела к одному геометрическому изомеру, но получился рацемат, т.к. исходное соединение оптически неактивно. Аналогичная ситуация в случае замещённых алкенов, из которых может образоваться соединение с двумя хиральными центрами:
2) Присоединение хлора (Cl2)
Хлор высоко электроотрицательный и малополяризуемая молекула в реакциях электрофильного присоединения, не образует циклического иона, а образуется открытый карбокатион, который неустойчив и реакция приводит к образованию хлоралкена.
Активность галогенов убывает в ряду: F2>Cl2>Br2>I2
Практическое значение имеет реакция бромирования.