Осуществите превращения: этаналь → этанол → этилен → ацетилен → этаналь

Для осуществления цепочки превращений этаналь → этанол → этилен → ацетилен → этаналь, нужно провести ряд органических реакций, включающих восстановление, дегидратацию, пиролиз и окисление. Рассмотрим каждый этап подробно:

1. Этаналь → Этанол

Реакция восстановления (гидрирование):
Этаналь (CH₃CHO) восстанавливают до этанола (CH₃CH₂OH) с использованием водорода в присутствии катализатора.

Условия:

• H₂

• Катализатор: Ni, Pt или Pd

• Температура нагревания (обычно около 150 °C)

Уравнение реакции:
CH₃CHO + H₂ → CH₃CH₂OH

2. Этанол → Этилен

Реакция дегидратации:
Этанол подвергают дегидратации (удаление воды), в результате чего образуется этилен (CH₂=CH₂).

Условия:

• Концентрированная H₂SO₄

• Температура: ~170 °C

Уравнение реакции:
CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O

3. Этилен → Ацетилен

Реакция пиролиза (высокотемпературная конверсия):
Этилен подвергается пиролизу при очень высокой температуре (свыше 1500 °C) в отсутствии кислорода. При этом происходит отщепление водорода и образование ацетилена (C₂H₂).

Условия:

• Температура: около 1500–1600 °C

• Без доступа воздуха (инертная атмосфера)

Уравнение реакции:
CH₂=CH₂ → HC≡CH + H₂

4. Ацетилен → Этаналь

Этот этап происходит в две стадии:

а) Гидратация ацетилена → Виниловый спирт → Этаналь
Гидратация ацетилена в присутствии соли ртути (Hg²⁺) как катализатора приводит к образованию винилового спирта, который быстро изомеризуется в этаналь.

Условия:

• H₂O

• Катализатор: HgSO₄ + H₂SO₄

• Температура около 60–70 °C

Уравнение реакции:
HC≡CH + H₂O → CH₂=CHOH → CH₃CHO

Вывод:

Цепочка превращений включает:

1. Восстановление (этаналь → этанол)

2. Дегидратация (этанол → этилен)

3. Пиролиз (этилен → ацетилен)

4. Гидратация с последующей таутомерией (ацетилен → этаналь)

Таким образом, полный цикл превращений возможен с соблюдением нужных условий на каждом этапе.