X-PDF

Тема 3.4. Ацетиленовые углеводороды (алкины)

Поделиться статьей

Алкины – это углеводороды, содержащие в своей структуре тройную связь. Общая формула ацетиленовых углеводородов СnH2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации.

Н — С º С — Н

ацетилен

Номенклатура. По рациональной номенклатуре производные ацетилена рассматриваются как его замещенные, называются радикалы с прибавлением слова «ацетилен».

По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов даются от соответствующих предельных углеводородов с заменой окончания на «-ин», нумерацию начинают с того конца, где ближе тройная связь:

Способы получения. Существует несколько способов получения алкинов.

1. Электрокрекинг метана:

2СН4 СН ≡ СН + 3Н2

Реакцию проводят электродуговым способом, пропуская метан между электродами с временем контакта 0,1 – 0,01 секунды, чтобы ацетилен не разложился.

2. Синтез из углерода и водорода в вольтовой дуге:

2С + Н2 СН ≡ СН

3. Окислительный крекинг метана:

4СН4 + 5О2 СН ≡ СН + СО + 7Н2О

4. Синтез из карбида кальция (ацетиленида кальция):

СаС2 + 2Н2О → Са(ОН)2 + СН ≡ СН

Исходным веществом является СаСО3, разложением которого получается СаО, а затем карбид кальция:

а) СаСО3 → СаО + СО2

б) СаО+ 3С → СаС2 + СО

5. Синтез из альдегидов:

6. Синтез производных ацетилена через амид:

Химические свойства. Атомы углерода по тройной связивалкинах находятсяв состоянии sp-гибридизации и имеют две π-связи:

Типичными реакциями ацетиленовых углеводородов, к которым располагает электронная структура ацетилена, являются реакции электрофильного присоединения (АdЕ).

Другим направлением химически реакционной способности являются реакции нуклеофильного присоединения (АdN), возможность протекания которых объясняется большим вкладом s-орбитали в гибридное облако при sp-гибридизации, которое по форме приближается к сфере, а значит, электроны p-связи сильнее притягиваются ядром и не очень доступны для электрофильных частиц.

Кроме того, ацетиленовые углеводороды вступают в реакции замещения, окисления и полимеризации.

Реакции электрофильного присоединения (АdE).

1. Галогенирование:

Реакция идет в транс-положение.

2. Гидрогалогенирование:

Гидрогалогенирование несимметричных производных ацетилена происходит в соответствии с правилом Морковникова:

3. Гидрогенизация. В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов, а затем алканов:

При использовании менее активного катализатора [Pd/CaCO3/Pb(CH3COO)2] гидрирование останавливается на стадии образования алкенов.

4. Гидратация (реакция Кучерова). Присоединение воды происходит в присутствии катализатора, соли ртути (II) и идет через образование неустойчивого непредельного спирта, который изомеризуется в уксусный альдегид:

Представленная информация была полезной?
ДА
58.65%
НЕТ
41.35%
Проголосовало: 989

Процесс изомеризации находится в соответствии с правилом Эдьтекова, согласно которому структура гидроксила при двойной связи нестабильна и всегда изомеризуется в структуру, содержащую карбонильную группу. Этот переход называется еще кето-енольной таутометрией. При гидратации производных ацетилена образуются кетоны:

5. Реакция с карбоновыми кислотами:

Поливинилацетат используется для изготовления водо-эмульсионных красок, клея, лака.

Сополимер винилацетата с винилпиролидоном является основным компонентом лака для волос.

Переэтерификация поливинилацетата метанолом позволяет получить поливиниловый спирт:

Используется поливиниловый спирт в больших количествах для повышения сохранности фруктов. Образующаяся пленка от поливинилового спирта легко растворяется в воде.

Реакции нуклеофильного присоединения (AdN):

1. Реакция со спиртами:

Механизм реакции:

При взаимодействии ацетилена бутанолом получается винилбутиловый эфир, последующая полимеризация которого дает бальзам Шестаковского, используемый как лекарственное средство:

2. Взаимодействие с синильной кислотой:

Полимеризацией акрилонитрила получают синтетическое волокно полиакрилонитрил (ПАН):

Реакции замещения (S). Атомы водорода в ацетиленовых углеводородах очень подвижны, то есть обладают определенной кислотностью и ацетилен диссоциирует по схеме:

Проявление кислотных свойств ацетилена объясняется именно за счет особенностей sp-гибридизации, когда электроны π-связи сильно притягиваются ядрами атома углерода и атомы водорода практически не удерживаются ими. Кислотность ацетилена можно сравнить в следующих рядах:

1. Взаимодействие с натрием:

2. Взаимодействие с амидом натрия:

3. Взаимодействие ацетилена (или ) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I). При взаимодействии ацетилена с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:

Образование белого осадка ацетиленида серебра (или красно-коричневого – ацетиленида меди ) служит качественной реакцией на концевую тройную связь.

Ацетилениды разлагаются при действии кислот:

В сухом состоянии ацетилениды тяжелых металлов чувствительны к ударам и легко взрываются.

Если тройная связь находится не на конце цепи, то кислотные свойства отсутствуют (нет подвижного атома водорода) и ацетилениды не образуются:


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.65%
НЕТ
41.35%
Проголосовало: 989

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет