Этанол-этилен-хлорэтан-этилен-этанол цепочки превращения

Для того чтобы пройти через цепочку превращений от этанола до этанола с промежуточными этапами через этилен и хлорэтан, нужно выполнить следующие химические реакции:

1. Превращение этанола в этилен

Этанол ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$) может быть превращен в этилен ($\text{C}_2\text{H}_4$) с помощью реакции дегидратации. Эта реакция протекает в присутствии кислоты, обычно используется концентрированная серная кислота ($\text{H}_2\text{SO}_4$) или фосфорная кислота ($\text{H}_3\text{PO}_4$), при нагревании. Реакция выглядит следующим образом:

Этанол теряет молекулу воды, и получается этилен.

2. Превращение этилена в хлорэтан

Этилен ($\text{C}_2\text{H}_4$) вступает в реакцию с хлороводородом ($\text{HCl}$) в реакции электрофильного присоединения, что приводит к образованию хлорэтана ($\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$). Это реакция называется гидрогалогенированием:

Этилен реагирует с хлороводородом, и получается хлорэтан.

3. Превращение хлорэтана в этилен

Хлорэтан ($\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$) может быть превращен обратно в этилен ($\text{C}_2\text{H}_4$) через реакцию дегидрогалогенирования, которая обычно проводится с помощью спиртового раствора щелочи, например, спиртового раствора гидроксида калия ($\text{KOH}$). При этом удаляются атомы водорода и хлора, и происходит восстановление до этилена:

4. Превращение этилена в этанол

Чтобы снова получить этанол, этилен можно подвергнуть реакции гидратации. Для этого его пропускают через водяной пар в присутствии кислоты (чаще всего фосфорной), что приводит к образованию этанола:

Таким образом, исходный этанол был преобразован в этилен, далее в хлорэтан, снова в этилен и в конечном итоге обратно в этанол.

Итоговая цепочка реакций:

1. \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4}} \text{C}_2\text{H}_4 (дегидратация)
2. $\text{C}_2\text{H}_4 + \text{HCl} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$ (гидрогалогенирование)
3. $\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} \xrightarrow{\text{KOH (спирт)}} \text{C}_2\text{H}_4$ (дегидрогалогенирование)
4. $\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{катализатор}} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ (гидратация)

Этот процесс включает несколько ключевых химических реакций, которые позволяют провести нужные превращения.