алкины

Алкины

Алкины (ацетиленовые углеводороды) – непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат тройную связь C≡C.

Тройную связь C≡C осуществляют 6 общих электронов:

В образовании такой связи участвуют атомы углерода в sp-гибридизованном состоянии. Каждый из них имеет по две sp-гибридных орбитали и две негибридных р-орбитали

Общая формула:              С_nH_2n-2

_{Окончание: -ин}

_{Гомологический ряд:}

C2H2     этин или ацетилен (даже чаще используется)
C3H4     пропин
C4H6     бутин
C5H8     пентин

Номенклатура:

По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:

2 атома С → этан → этин;   3 атома С → пропан → 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)(так же как у алкенов).
• Нумерацию углеродных атомов начинают с ближнего к тройной связи конца цепи. Цифра, обозначающая положение тройной связи, ставится обычно после суффикса –ин. Например:

Изомерия алкинов

Структурная изомерия

1. Изомерия положения тройной связи (начиная с С₄Н₆):
2. 
   
   
3. Изомерия углеродного скелета (начиная с С₅Н₈):
4. 
   
   
   
5. Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, начиная с С₄Н₆:
   
   

Пространственная изомерия относительно тройной связи в алкинах не проявляется, т.к. заместители могут располагаться только одним способом – вдоль линии связи.

Химические свойства алкинов сходны с алкенами, что обусловлено их ненасыщенностью.

Реакции присоединения к алкинам

1. Гидрирование

В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-связь), а затем алканов (разрывается втораяπ-связь):

2. Галогенирование

Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция).

Вот как это выглядит:

3. Гидрогалогенирование

 Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:

Гидрохлорирование ацетилена используется в одном из промышленных способов получения винилхлорида:

Радикал  СН2=СН- называется винил, название этого радикала очень часто встречается в тестах ЕГЭ

Винилхлорид является исходным веществом (мономером) в производстве поливинилхлорида (ПВХ).

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 (в случае ацетилена):

или в кетон (в случае других алкинов):

5. Полимеризация

1. Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:

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

Есть такое интересное высокомолекулярное вещество – карбин (одна из аллотропных модификаций углерода) – образуется не в результате полимеризации ацетилена, а при окислительной поликонденсации ацетилена в присутствии CuCl:

_________________________________________________________________________________
Есть одна реакция, которая нечасто встречается в учебниках, но часто в тестах ГИА и ЕГЭ:
образование ацетиленида серебра:

осадок - белого цвета

Ацетиленид меди: RC≡CCu - красный осадок

Эти две реакции - качественные на тройную связь

_________________________________________________________________________________

Окисление алкинов

При жестком окислении (нагревание, концентрированные растворы, кислая среда) происходит расщепление углеродного скелета молекулы алкина по тройной связи и образуются карбоновые кислоты:

Алкины обесцвечивают разбавленный раствор перманганата калия, что используется для доказательства их ненасыщенности. 

При сгорании алкинов происходит их полное окисление до CO₂ и H₂O. 

Получение алкинов:

Получение ацетилена:

1. Пиролиз метана:
   
   
   
2. Пиролиз этана или этилена:
   
   
3. Гидролиз карбида кальция:
   
   
   
   
   
   или  

   
   Получение других алкинов:

1) дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке)



2) удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами