Презентация к теме: "Алкины".

Алкины

Алкины – непредельные углеводороды с общей формулой CnH2n-2 . В их молекулах одна тройная связь между атомами углерода.

Простейший представитель – ацетилен С2Н2

В алкинах сигма-связь образуется за счёт гибридных sp-орбиталей (sp), которые перекрываются друг с другом под углом 180*. Поэтому молекула ацетилена линейная.

Две р-орбитали остаются негибридными и образуют две пи-связи, которые расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Номенклатура

По систематической номенклатуре: суффикс –ин.
Главная цепь обязательно включает в себя тройную связь.
Нумерацию углеродных атомов начинают с ближнего к тройной связи конца цепи.
Цифра, обозначающая положение тройной связи, ставится после суффикса – ин.
6 5 4 3 2 1
СН3–СН–СН2–СС–СН3

СН3
5-метилгексин-2

Изомерия алкинов

Структурная изомерия

Изомерия положения тройной связи, начиная с С4Н6:
СН ССН2СН3 СН3СССН3
бутин-1 бутин-2
Изомерия углеродного скелета, начиная с С5Н8:
СН ССН2СН2СН3 СН ССНСН3

СН3
пентин-1 3-метилбутин-1
Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, начиная с С3Н6:
СН = СН
СН С–СН3 СН2=С=СН2  
СН2 –СН2
пропин пропадиен-1,2 циклобутен

Термический крекинг метана:
1500С
2СН4  С2Н2 + 3Н2

2. Гидролиз карбида кальция:
CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2

Получение алкинов

Для синтеза гомологов ацетилена:

Дегидрирование алканов: СnH2n+2  CnH2n-2 + 2H2

2. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт в избытке):
спирт
R–CH2–CBr2–R + 2KOH  RCCR + 2KBr + 2H2O
геминальный
спирт
R–CHBr–CHBr–R + 2KOH  RCCR + 2KBr + 2H2O
вицинальный
3. Алкилирование ацетиленидов алкилгалогенидами:

CH3CCNa + BrC2H5  CH3CCC2H5 + NaBr
(CH3CCН + NaNH2  CH3CCNa+ NH3)

Физические свойства

Температуры кипения и плавления ацетиленовых
углеводородов увеличиваются с ростом их молекулярной массы. При обычных условиях алкины:
С2Н2 - С4Н6 – газы;
С5Н8 - С16Н30 – жидкости;
с С17Н32 – твердые вещества.
Температуры кипения и плавления алкинов выше, чем у соответствующих алкенов.
Алкины плохо растворимы в воде, но лучше алканов и алкенов.

Химические свойства

Реакции присоединения

Образование солей

Окисление

Реакции присоединения

1. Гидрирование
H2 (Ni) H2 (Ni)
RCCR'  RCН=CНR'  RCН2CН2R'
2. Галогенирование
Br2 Br2
RCCR'  RCBr=CBrR'  RCBr2CBr2R'
Алкины обесцвечивают бромную воду.
3. Гидрогалогенирование (по правилу Марковникова)
HCl HCl
CH3CCH  CH3CCl=CH2  CH3CCl2CH3
4. Гидратация (реакция Кучерова)
HgSO4
НCCH + H2O  [HC=CH]  CH3CH
  
H OH O
Виниловый спирт Уксусный альдегид

5. Полимеризация

Димеризация под действием водного раствора CuCl и NH4Cl:
НCCH + НCCH  Н2C=CHCCH (винилацетилен)

Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола
(реакция Зелинского):

600*
3 С2Н2 С6Н6
акт. уголь

При взаимодействии ацетилена с водным раствором перманганата калия образуется соль щавелевой кислоты − оксалат калия:
KMnO4, 250, H2O
СН≡СН НOOC−COOН (КOOC−COOК)
Окисление алкинов перманганатом калия в кислой среде при
нагревании сопровождается разрывом углеродной цепи по месту тройной связи и приводит к образованию кислот.
KMnO4, H2SO4, t
СН3С≡С−СН2-СН3 CH3COOH + CH3CH2COOH
Окисление алкинов, содержащих тройную связь у крайнего атома углерода, сопровождается в этих условиях образованием карбоновой кислоты и выделением углекислого газа.
CnH2n-2 + (3n-1)/2O2 → nCO2 + (n-1)H2O + Q
HCCH + 2О2  2СО2 + Н2О + Q

Реакции окисления

Образование солей

Ацетилен и его гомологи с концевой тройной связью RCCH проявляют слабые кислотные свойства. При этом образуются соли – ацетилениды:
 +
НCC H + 2Na  NaCCNa + H2
ацетилен ацетиленид
натрия
При взаимодействии ацетилена или его гомологов с концевой тройной связью RCCH с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:

HCCH + 2[Ag(NH3)2]OH  AgCCAg  + 4NH3 + 2H2O

CH3CCH + [Ag(NH3)2]OH  CH3CCAg  + 2NH3 + H2O

Качественные реакции на алкины:

обесцвечивание раствора брома:
Br2 Br2
HCCH  HCBr=CBrH  HCBr2CBr2H

2) обесцвечивание водного раствора KMnO4 в кислой среде:

HCCH + 3[O] + H2O  2HCOOH

3) образование ацетиленида серебра
(качественная реакция на концевую тройную связь):

HCCH + 2[Ag(NH3)2]OH  AgCCAg  + 4NH3 + 2H2O

Запомни!

Ацетилен используется для получения самых разнообразных веществ. Винилацетилен является важным промежуточным продуктом в производстве масло- и бензостойкого синтетического хлоропренового каучука:
СНССН=СН2 + HCl  СН2=СCH=CH2

Cl
Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3)

n СН2=СCH=CH2  (СН2С=CHCH2)n
 
Cl Cl
Полихлоропрен

Применение