АЛКИНЫ -углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.
Общая формула алкинов: CnH2n-2
Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).
Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение:
Номенклатура алкинов.
Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:
НС≡СН ацетилен.
По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:
H-C≡C-H - этИН СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.
Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).
Виды изомерии алкинов.
1.Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6):
HC≡C-CH2-CH3 H3C-C≡C-CH3
бутин-1 бутин-2
2.Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8):
НС≡С-СН2-СН2-СН3 НС≡С-СН-СН3
∣
СН3
3.Межклассовая изомерия с алкадиенами ( начиная с С3Н4) и циклоалкенами (начиная с С4Н6):
HC≡C-CH2-CH3 СН2=СН-СН=СН2 СН=СН
бутин-1 бутадиен ∣ ∣ циклобутен
СН2-СН2
ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИНОВ.
|
1.Пиролиз метана: |
2СН4 -(1500ºС)à C2H2 + 3H2 Реакцию проводят электродуговым способом, пропуская метан между электродами с временем контакта 0,1-0,01 секунды. Столь малое время нагревания обусловлено тем, что ацетилен при такой температуре может разлагаться на углерод и водород. |
|
2.Гидролиз карбида кальция: |
СаО + С -(t)à СаС2 + СО СаС2 + Н2О à Са(ОН)2 + С2Н2 Карбид кальция образуется при нагревании оксида кальция СаО (жженой извести) и кокса до 2500ºС. При дальнейшем гидролизе выделяется ацетилен. |
|
3. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке). |
R-CH2-CBr2-R + 2KOH -(спирт)à R-C≡C-R + 2H2O + 2 KBr R-CHBr-CHBr-R + 2KOH -(спирт)à R-C≡C-R + 2H2O + 2 KBr |
|
4. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами. |
R-C≡CNa + Br-R' à R-C≡C-R' + NaBr |
СВОЙСТВА АЛКИНОВ
|
Особенности алкинов: 1. π-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью (подвижностью). 2. Поэтому реакции ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам. 3. Алкины с концевой тройной связью (алкины-1) проявляют КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА и способны, вступая в реакции с активными металлами, образовывать соли. |
1. Реакции присоединения.
А. Гидрирование:
В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-связь), а затем алканов (разрывается вторая π-связь):
При использовании менее активного катализатора [Pd/CaCO3/Pb(CH3COO)2] гидрирование останавливается на стадии образования алкенов.
Б. Галогенирование:
Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):
Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция).
В. Гидрогалогенирование.
Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:
Г. Гидратация (реакция Кучерова):
Присоединение воды в присутствии катализатора соли ртути (II) идет через образование неустойчивого енола, который изомеризуется в альдегид или кетон.
Если гидратации подвергается АЦЕТИЛЕН, то образуется уксусный альдегид.
Из всех остальных алкинов при гидратации образуются кетоны (так как присоединение протекает по правилу Марковникова).
2. Димеризация и тримеризация алкинов.
1) Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:
2) Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):
3. Кислотные свойства алкинов с концевой тройной связью.
Образование солей: концевые атомы водорода у ацетилена и алкинов-1 могут замещаться атомами металла. При этом образуются соли – ацетилениды:
СН3-С≡С-Н + NaNH2 à СН3-С≡С-Na + NH3
амид натрия ацетиленид натрия
При взаимодействии ацетилена (или R–C≡C–H) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:
HC≡CH + 2[Cu(NH3)2]OH à CuC≡CCu + 4NH3 + 2H2O
Образование серовато-белого осадка ацетиленида серебра (или красно-коричневого - ацетиленида меди) служит качественной реакцией на концевую тройную связь.
AgC≡CAg + Н2О – реакция не идет
AgC≡CAg + 2НСl à НC≡CН + 2АgCl
4. Окисление алкинов:
Алкины обесцвечивают раствор KMnO4, что используется для их качественного определения.
1) Ацетилен окисляется раствором перманганата калия до соли щавелевой кислоты – оксалата калия (в нейтральной среде) или до щавелевой кислоты (кислая среда):
3НС≡СН + 8KMnO4 + 4H2O à 3НООС-СООН + 8MnO2↓+ 8KOH
щавелевая кислота
3НС≡СН + 8KMnO4 à 2K2C2O4 + 8MnO2 ↓+ 2KOH + 2H2O
оксалат калия
2) Алкины окисляются перманганатом калия с расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот:
5С2Н2 + 8KMnO4 + 12Н2SО4 à 5НООС-СООН + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
5R-C≡СН + 8KMnO4 + 12Н2SО4 à 5R-СООН + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
5R-C≡С-R1 + 6KMnO4 + 9Н2SО4 à 5R-СООН + 5R1-COOH +6MnSO4 +3K2SO4 + 4H2O
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
АЛКИНЫ-углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.
Общая формула алкинов: CnH2n-2
Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).
Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение.
Номенклатура алкинов.
Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:
НС≡СН ацетилен.
По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:
H-C≡C-H - этИН СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.
Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).
6 660 710 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Кисакова Ольга Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
4 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.