Алкины – непредельные углеводороды с общей формулой C n H 2n+2. В их молекулах одна тройная связь между атомами углерода Простейший представитель –ацетилен. - презентация

1

2 Алкины – непредельные углеводороды с общей формулой C n H 2n+2. В их молекулах одна тройная связь между атомами углерода Простейший представитель –ацетилен С 2 Н 2

3 В молекулах алкинов сигма-связь образуется за счёт sp-орбиталей, которые перекрываются под углом 180*. Поэтому молекула ацетилена линейная. Две р-орбитали остаются негибридизованными и образуют две пи- связи, которые расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

4

5 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 пропини 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: СН 3 –СН–СН 2 –С С–СН 3 СН 3 5-метил гексин-2

6 Структурная изомерия 1. Изомерия положения тройной связи (начиная с С 4 Н 6 ): СН С СН 2 СН 3 СН 3 С С СН 3 бутин-1 бутин-2 2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С 5 Н 8 ): СН С СН 2 СН 2 СН 3 СН С СН СН 3 СН 3 пентин-1 3-метилбутин-1 3. Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, (начиная с С 4 Н 8 ): СН = СН СН С–СН 2 –СН 3 СН 2 =СН–СН=СН 2 СН 2 –СН 2 бутин-1 бутадин-1,3 циклобутен

7 Ацетилен получают в промышленности двумя способами: 1. Термический крекинг метана: 1500 С 2СН 4 С 2 Н 2 + 3Н 2 2. Гидролиз карбида кальция: CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2

8 Для синтеза гомологов ацетилена применяют следующие методы: 1.Каталитическое дегидрирование алканов: С n H 2n+2 C n H 2n-2 + 2H 2 2. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке): спирт R–CH 2 –CBr 2 –R + 2KOH R C C R + 2KBr + 2H 2 O спирт R–CHBr–CHBr–R + 2KOH R C C R + 2KBr + 2H 2 O 3. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами: CH 3 C CNa + Br C 2 H 5 CH 3 C C C 2 H 5 + NaBr

9 Температуры кипения и плавления ацетиленовых углеводородов увеличиваются с ростом их молекулярной массы. При обычных условиях алкины С 2 Н 2 - С 4 Н 6 – газы, С 5 Н 8 - С 16 Н 30 – жидкости, с С 17 Н 32 – твердые вещества. Температуры кипения и плавления алкинов выше, чем у соответствующих алкенов. Алкины плохо растворимы в воде, лучше – в органических растворителях.

10 Реакции присоединения Образование солей Окисление

11 1. Гидрирование H 2 (Ni) H 2 (Ni) R C C R' R CН=CН R' R CН 2 CН 2 R' 2. Галогенирование Br 2 Br 2 R C C R' R CBr=CBr R' R CBr 2 CBr 2 R' Алкины обесцвечивают бромную воду. 3. Гидрогалогенирование HCl HCl CH 3 C CH CH 3 CCl=CH 2 CH 3 CCl 2 CH 3 4. Гидратация (реакция Кучерова) HgSO 4 Н C C H + H 2 O [H C=C H] CH 3 C H H OH O Виниловый спиртУксусный альдегид HgSO 4 CH 3 C CH + H 2 O [CH 3 C=CH 2 ] CH 3 C CH 3 OH O Ацетон (кетон)

12 5. Полимеризация Димеризация под действием водного раствора CuCl и NH 4 Cl: НC CH + НC CH Н 2 C=CH C CH (винилацетилен) Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского): 600* 3 С 2 Н 2 С 6 Н 6 акт. уголь

13 Ацетилен и его гомологи окисляются перманганатом калия с расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот: R C C R + 3[O] + H 2 O R COOH + R COOH Алкины обесцвечивают раствор KMnO 4, что используется для их качественного определения. При сгорании (полном окислении) ацетилена выделяется большое количества тепла: HC CH + 2О 2 2СО 2 + Н 2 О + Q

14 Ацетилен и его гомологи с концевой тройной связью R C C H (алкины-1) вследствие полярности связи С(sp) Н проявляют слабые кислотные свойства: атомы водорода могут замещаться атомами металла. При этом образуются соли – ацетилениды: + 2НC C H + 2Na НC CNa + H 2 Ацетилен ацетиленид натрия Ацетилениды щелочных и щелочноземельных металлов используются для получения гомологов ацетилена. Ацетилениды тяжелых металлов – взрывчатые вещества. При взаимодействии ацетилена (или R C C H) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов: HC CH + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH AgC CAg + 4NH 3 + 2H 2 O CH 3 C CH + [Ag(NH 3 ) 2 ]OH CH 3 C CAg + 2NH 3 + H 2 O

15 Качественные реакции ацетилена: 1)обесцвечивание раствора брома Br 2 Br 2 H C C H H CBr=CBr H H CBr 2 CBr 2 H быстро 2) обесцвечивание водного раствора KMnO 4 H C C H + 3[O] + H 2 O 2HCOOH 3) образование ацетиленида серебра (качественная реакция на концевую тройную связь) HC CH + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH AgC CAg + 4NH 3 + 2H 2 O

16 Ацетилен используется для получения самых разнообразных веществ Винилацетилен является важным промежуточным продуктом в производстве масло- и бензостойкого синтетического хлоропренового каучука: СН С СН=СН 2 + HCl СН 2 =С CH=CH 2 Cl Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) n СН 2 =С CH=CH 2 ( СН 2 С=CH CH 2 )n Cl Cl Полихлоропрен

17

18 Вопросы для контроля: 1. Какие вещества относят к алкинам? 2. Какие виды изомерии возможны у алкинов? 3. Какие химические свойства алкинов совпадают с химическими свойствами алканов? 4. Как можно получить алкины? 5. Какую реакцию называют реакцией Кучерова? 6. Назовите области применения ацетилена. ТЕСТ