Алкины

1.

Алкины

2.

3.

Алкины
Ацетиленовые углеводороды
СnH2n-2
Простейший
представитель –
ацетилен.
Каждый гомолог этого ряда
отличается от предыдущего
СН
на звено
2
(гомологическая разность)

4.

Строение
алкинов

5.

• В молекулах алкинов присутствуют тройные связи, длина которых
составляет 0,121 нм
• Тип гибридизации атомов углерода - sp
• Валентный угол (между химическими связями) составляет 180°

6.

Номенклатура

7.

Ацетилен
Тривиальное
название

8.

Название алкинов
Заместительная
номенклатура IUPAC
Названия алкинов образуют
от названий
соответствующих алканов,
заменяя суффикс –ан на
–ин с указанием
положения тройной связи в
цепи углеродных атомов.

9.

Нумерацию главной углеродной цепи начинают с того
конца, к которому ближе расположена тройная связь.

10.

11.

Название алкинов
Рациональная
номенклатура
Ацетиленовые
углеводороды
рассматривают как
производные ацетилена, в
молекуле которого атомы
водорода замещены на
углеводородные радикалы.

12.

13.

Названия углеводородных остатков (радикалов)
образуют путем добавления к названию углеводорода
суффикса –ил.

14.

15.

Изомерия

16.

СТРУКТУРНАЯ ИЗОМЕРИЯ
АЛКИНОВ
Изомерия цепи
Изомерия положения
(Различная структура углеродной цепи)
(Различное положение тройной связи)

17.

18.

19.

Способы
получения

20.

1
Дегидрогалагенирование
дигалогеналканов и
галогеналкенов
Реакция протекает в
присутствии
спиртового
раствора
гидроксида натрия
или калия при
нагревании.
Геминальные
дигалогенозамещенные
алканов (атомы галогена
расположены возле
одного атома углерода)
и вицинальные
дигалогеналканы (атомы
галогена расположены
возле двух соседних
атомов углерода)
отщепляют
галогеноводород с
образованием алкинов.

21.

Геминальный
дигалогенозамещенный
алкан
Вицинальный
дигалогеналкан

22.

23.

24.

2
Алкилирование
ацетилена
Данный способоб
позволяет получить
из ацетилена его
гомологи.
При действии на ацетилен амидом
натрия (NaNH2) в жидком аммиаке или
алкилмагнийгалогенидами (реактивами
Гриньяра) в эфире
получают ацетиленид натрия или
алкинилмагнийгалогенид, которые
затем обрабатывают галогеналканом.
Алкилирование – процесс введения алкильной группы в молекулу органического
соединения.

25.

26.

3
Получение
ацетилена из
метана
Реакция протекает при
нагревании метана до
1500 0С с образованием
ацетилена.
(Промышленный способ)

27.

4
Получение ацетилена из
карбида кальция
При
взаимодействии
карбида кальция с
водой образуется
ацетилен.
(Промышленный способ)

28.

5
Синтез Бертло
Осуществляется напрямую, из
простых веществ. Протекает на
вольтовой (электрической)
дуге, в атмосфере водорода.
2C + H2 →
(t, вольтова дуга)
CH≡CH

29.

Физические
свойства

30.

При нормальных
условиях – газы.
Жидкости с
(С5-С15)
Твердые вещества
с С16Н30

31.

Химические
свойства

32.

1
Галогенирование
Алкины довольно легко присоединяют по месту
тройной связи хлор и бром. В реакцию может
вступать одна или две молекулы галогена. В
результате присоединения одной молекулы
галогена образуется преимущественно трансдигалогеналкен. Присоединение второй
молекулы галогена идет труднее. При этом
образуется тетразамещенный алкан и
наблюдается обесцвечивание характерной
окраски брома (качественная реакция на кратную
связь).

33.

34.

35.

2
Гидрогалогенирование
Алкины могут присоединять одну или две
молекулы галогеноводорода (HCl, HBr) с
образованием моногалогензамещенных
алкенов или геминальных дигалогеналканов.
Присоединение протекает в соответствии с
правилом Марковникова.

36.

37.

38.

3
Гидратация
(реакция
Кучерова)
Реакция гидратации алкинов открыта в
1881 г.
русским химиком М.Г. Кучеровым.
Реакцию Кучерова широко используют
в промышленности для получения из
ацетилена уксусного альдегида.
Алкины в присутствии катализатора – солей ртути
(II) взаимодействуют с водой. Присоединение
происходит в соответствии с правилом
Марковникова. В результате гидратации
ацетилена образуется уксусный альдегид,
гомологи образуют кетоны.

39.

40.

41.

42.

4
Винилирование
Реакция катализируется солями ртути (II) или
меди (I)
Реации винилирования – реакции присоединения
по тройной связи алкинов, приводящие к
образованию соединений общей формулы
H2C=CH-X.

43.

44.

Винилирование алкинов спиртами в
присутствии твердого гидроксида
калия в
1887 г.
русским химиком А.Е Фаворским
(реакция Фаворского).

45.

5 Образование
ацетиленидов
Ацетилен и его гомологи с концевой (терминальной) тройной
связью реагируют с амидом натрия (NaNH2) в жидком аммиаке,
аммиачным раствором оксида серебра Ag2O и хлорида меди (I)
CuCl. В результате взаимодействия атом водорода метиновой
группы С-Н замещается на металл и образуются соли –
ацетилениды (алкиниды).
Осадок белого цвета
Осадок красно-бурого цвета
Реакции термальных алкинов с растворами аммиакатов серебра
и меди (I) – качественные реакции на концевую тройную связь.

46.

47.

6
Замещение атомов водорода
при sp-гибридизованном
атоме углерода в ряду алкинов
галогенами
Галогенирование ацетилена и
его терминальных гомологов
осуществляют при действии
галогенов в щелочной среде.

48.

7 Окисление алкинов
Алкины легко окисляются. В качестве окислителей
используют перманганат калия в нейтральной и
щелочной среде, озон, оксид рутения (VIII) RuO4, оксид
селена (IV) SeO4 и др. При окислении перманганатом
калия в щелочной среде или озоном молекулы
алкинов подвергаются расщеплению по тройной связи
и образуются карбоновые кислоты.

49.

Алкины с концевой тройной
связью при окислении в этих
условиях образуют карбоновую
кислоту и оксид углерода (IV).

50.

Под действием перманганата
калия в нейтральной среде,
оксида рутения (VIII) или оксида
селена (IV) алкины окисляются
до α-дикетонов.

51.

52.

8 Горение алкинов
На воздухе алкины горят коптящим пламенем.
Если вдувать в пламя воздух или кислород, то
алкины сгорают полностью, без копоти.

53.

9 Восстановление
алкинов
Алкины в присутствии катализаторов Pd, Pt или Ni
восстанавливаются с образованием алканов. Процесс
гидрирования осуществляется ступенчато. Образующийся в
качестве промежуточного продукта алкен не удается
выделить в свободном состоянии вследствие быстрого
превращения в алкан.

54.

55.

При использовании в качестве катализатора
палладия, частично дезактивированного солями
свинца, процесс восстановления останавливается
на стадии образования алкена, причем водород
присоединяется в цис-положение.

56.

При восстановлении алкинов с помощью натрия в
жидком аммиаке водород также присоединяется
селективно, но с образованием транс-изомера.

57.

10 Димеризация, тримеризация и
тетрамеризация алкинов
Ацетилен в присутствии
хлорида меди (I) и хлорида
аммония димеризуется с
образованием винилацетилена.

58.

Ацетилен и его гомологи подвергаются
циклотримеризации. При нагревании ацетилена в
присутствии активированного угля образуется
бензол.
Реакция Н.Д. Зелинского
(тримеризация ацетилена)

59.

Алкины при нагревании в присутствии
комплексных никельорганических катализаторов
Ni(CO)2[(C6H5)3P]2 подвергаются
циклотримеризации с образованием бензола и его
замещенных.

60.

Ацетилен при нагревании в присутствии
катализатора цианида никеля подвергается
циклотетрамеризации с образованием
циклооктатетраена.