Алкины (ацетиленовые углеводороды)

 

Определение	Алкины — это УВ, в молекулах которых два атома углерода находятся в состоянии sp-гибридизации и связаны друг с другом тройной связью (длина связи — CºC– 0,120 нм).
Общая формула	CnH2n-2 (n ≥ 2)
Гомологический ряд, изомерия, номенклатура	1. НСºСН этин (ацетилен); радикал НСºС– этинил 2. НСºС–СН3 пропин (метилацетилен) 3. НСºС–СН2–CH3 бутин-1(этилацетилен) CH3–CºC–CH3 бутин-2 (диметилацетилен) 4. HCºC–CH2–CH2–CH3 пентин-1 CH3–CºC–CH2–CH3 пентин-2 HCºC–CH–CH3 3-метилбутин-1 | СН3 Типы изомерии: а) изомерия цепи; б) изомерия положения тройной связи; в) межклассовая изомерия между алкинами и алкадиенами: CH3–CºCH CH2=C=CH2 пропин пропадиен

Физические свойства

 

С₂Н₂, С₃Н₄, С₄Н₆ С₅Н₈ … С₁₅Н₂₈ C₁₆Н₃₀ …

Газы Жидкости Твердые вещества

Плохо растворимы в воде.

Химические свойства

 

Для алкинов, как и для алкенов, характерны реакции присоеди­нения. Так как тройная связь содержит две π-связи, реакции присоединения к алкинам могут происходить в две стадии:

 

 

X X

| |

(–CºC–) + X₂ ® ® –C–C–

| |

X X

Присоединение реагентов типа НХ к несимметричным алкинам происходит по правилу Марковникова.

 

Тип: название реакции	Примеры реакций
I. Реакции присоединения 1. Гидрирование (конечный продукт — алканы)	T,Ni HCºCH + H2 ® CH3–CH3 этин этан (или постадийно: +H2 +H2 HCºCH ® CH2=CH2 ® CH3–CH3)
2. Галогенирование (конечный продукт — тетрагалогеналканы)	Br Br | | HCºC–CH3 + 2Br2 ® HC–C–CH3 (H2O) | | Br Br 1,1,2,2-тетрабромпропан (Качественная реакция; бромная вода обесцве­чивается)
3. Гидрогалоге-нирование (конеч­ный продукт — дигалогеналканы)	HCºCH + HCl ® CH2=C–Cl ацетилен хлорвинил (Полимеризацией хлорвинила получают широкоприменяемый полимер — полихлорвинил: T,P,kat n CH2=CH–Cl ® [–CH2–CH–]n) | Cl Cl +HCl +HCl | CH3–CºC–CH3®CH3–CH=C–CH3®CH3–CH2–C–CH3 Cu+,Hg2+ | | Cl Cl бутин-2 2-хлорбутен-2 2,2-дихлорбутан
	Br | CH3–CºCH + 2HBr ® CH3–C–CH3 | Br пропин 2,2-дибромпропан
4. Гидратация (образуется ацетальдегид в случае С2Н2 и кетоны — в случае гомологов ацетилена) — реакции Кучерова	Hg2+ HCºCH + HOH ® [CH2=CH] ® | OH этин виниловый спирт ацетальдегид (неустойчивое соединение) Hg2+ HCºC–CH3 + HOH ® CH3–C–CH3 || O пропин диметилкетон(пропанон, ацетон)
II. Реакции окис- ления 1. Горение	T 2C2H2 + 5O2 ® 4CO2 + 2H2O (горит коптящим пламенем)
2. Неполное окисление под действием КМnО4 (образуются карбоновые кисло- ты)	HºCºCH + 4(O) ® Этин (из КМnО4) этандиовая (щавелевая) кислота HCºC–CH3 + 3(O) + H2O ® + пропин метановая этановая (муравьиная) (уксусная) кислота кислота CH3–CºC–CH3 + 3(O) + H2O ® 2 бутин-2 (Качественные реакции; р-р КМnО4 обесцвечивается)
III. Реакции ди-, три- и полимеризации	CuCl2,H+ HCºCH + HCºCH ® CH2=CH–CºCH   ацетилен винилацетилен (димер)     Из винилацетилена присоединением HCI получают хлоропрен, при полимеризации которого образуется хлоропреновый каучук: Cl | CH2=CH–CºCH + HCl ® CH2=CH–C=CH2 Cl Cl | T,P,kat | nCH2=CH–C=CH2 ® (–CH2–CH=C–CH2–)n
Циклотримеризация	C(act),~5000C 3HCºCH ® ацетилен бензол H2SO4,T 3CH3–CºCH ® 1,3,5-триметилбензол Полимеризация для алкинов малохарактерна
IV. Реакции замещеия (образуются нерастворимые соли —ацетилениды). Возможны только для акинов, содер­жащих этинильную группу –CºCH (т. н. терминальные алкины)	HCºCH + 2CuCl ® Cu–CºC–Cu¯ + 2HCl Этин ацетиленид меди (I) двузамещенный CH3–CºCH + CuCl ® CH3–CºC–Cu¯+ HCl пропин метилацетиленид меди (I)   (Образование темно-красных осадков ацетиленидов меди — качественная реакция на этинильную группу, позволяющая отличить терминальные алкины от других непредельных УВ) NH3(жид.) 2HCºCH + 2Na ® 2HCºC–Na + H2­ ацетиленид натрия однозамещенный   NH3,Н2О HCºCH + A2O ® Ag–CºC–Ag¯ + H2O ацетиленид серебра двузамещенный

 

Способы получения

 

Название способа	Уравнения реакций
1. Карбидный способ	Ацетилен CaC2 + 2H2O ® HCºCH­ + Ca(OH)2 карбид кальция
2. Термическое разложение природного газа (метана)	~12000C 2CH4 ® HCºCH + 3H2 метан
3. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов при действии избытка спирто­вого раствора щелочи	Общие для С2Н2 и его гомологов Из дигалогеналканов, содержащих атомы га­логена у двух соседних атомов углерода, напри­мер: T CH3–CH–CH–CH3+2KOH®CH3–CºC–CH3+2KCl+ 2H2O | | Cl Cl 2,3-дихлорбутан бутин-2 Из дигалогеналканов, содержащих два атома галогена у одного атома углерода, например: T CH3–CH2–CHBr2+2NaOH®CH3–CºCH +2NaBr+2H2O 1,1-дибромпропан пропин