Взаимные превращения производных карбоновых кислот

Реагенты, отмеченные кружочком позволяют получить соответствующие им ацилпроизводные из любых других, расположенных по схеме правее.

Алкины

• Алкины (ацетиленовые углеводороды) – непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат одну тройную связь.

Общая формула алкинов С_nH_2n-2.

Простейшие представители:

 

Тройную связь осуществляют 6 общих электронов: .

Строение тройной связи

Тройная связь является комбинацией из одной -и двух -связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами (часть I, раздел 4.3.3).
-Связь возникает при осевом перекрывании sp-гибридных орбиталей соседних атомов углерода; одна из  -связей образуется при боковом перекрывании р_y-орбиталей, другая – при боковом перекрывании
р_z-орбиталей. Образование связей на примере молекулы ацетилена можно изобразить в виде схемы:

-связь (перекрывание 2sp-2sp),
-связь (2р_y-2р_y),
-связь (2р_z-2р_z),
С–Н -связь (перекрывание 2sp-АО углерода и 1s-АО водорода).

Номенклатура алкинов

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  эт ин; 3 атома С  пропан  проп ин и т.д.

Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).

Нумерацию углеродных атомов начинают с ближнего к тройной связи конца цепи. Цифра, обозначающая положение тройной связи, ставится обычно после суффикса –ин. Например:

Для простейших алкенов применяются также исторически сложившиеся названия: ацетилен (этин), аллилен (пропин), кротонилен (бутин-1), валерилен (пентин-1).

В номенклатуре различных классов органических соединений наиболее часто используются следующие одновалентные радикалы алкинов:

Получение алкинов

Ацетилен получают в промышленности двумя способами.

1. Термический крекинг метана:

1. Гидролиз карбида кальция:

Карбид кальция образуется при нагревании смеси оксида кальция СаО (жженой извести) и кокса до 2500С:

Вследствие большой энергоемкости этот метод экономически менее выгоден.

Для синтеза гомологов ацетилена применяют следующие методы.

1. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке):

1. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами:

Реакции присоединения к алкинам

Гидрирование

В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая

-связь), а затем алканов (разрывается вторая -связь):

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

Галогенирование

Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая -связь разрывается труднее, чем вторая):

Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция).

Гидрогалогенирование

Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:

Гидрохлорирование ацетилена используется в одном из промышленных способов получения винилхлорида:

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