Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема 2.5 Алкины (ацетиленовые углеводоролы)
Алкины (ацетиленовые углеводороды) – непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат тройную связь C≡C. В образовании такой связи участвуют атомы углерода в sp -гибридизованном состоянии Общая формула гомологического ряда алкинов СnН2n-2. Простейшие представители:
Строение молекулы ацетилена: Тройную связь C≡C осуществляют 6 общих электронов: Каждый из атомов углерода имеет по две sp -гибридных орбитали, направленных друг к другу под углом 180°, и две негибридных р -орбитали, расположенных под углом 90° по отношению друг к другу и к sp -гибридным орбиталям: π-Cвязи располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях: σ-Cвязи, образуемые sp –гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 180° друг к другу). Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение: Номенклатура алкинов По систематической (международной) номенклатуре ИЮПАК названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин: 2 атома С → эт ан → эт ин; 3 атома С → проп ан → 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: Изомерия алкинов Структурная изомерия 1. Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6): 2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8): 3. Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, начиная с С4Н6: Пространственная изомерия в алкинах относительно тройной связи не проявляется, т.к. заместители могут располагаться только одним способом – вдоль линии связи. Способы получения алкинов Ацетилен и его гомологи являются важнейшими исходными продуктами в производстве многих органических веществ и материалов. Их получают в больших количествах, используя ряд промышленных и лабораторных методов: 1. Пиролиз метана: 2. Пиролиз этана или этилена: 3. Гидролиз карбида кальция: 4. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке):
5. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами:
Физические свойства алкинов 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, лучше – в органических растворителях. Химические свойства алкинов Свойства алкинов сходны со свойствами алкенов, что обусловлено их ненасыщенностью, поэтому для них характерны реакции электрофильного присоединения. Примеры реакций 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 вторая π-связь): 2. Галогенирование Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):
Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция на кратную связь). 3. Гидрогалогенирование Присоединение к несимметричным алкинам определяется правилом Марковникова: Гидрохлорирование ацетилена используется в одном из промышленных способов получения винилхлорида: Винилхлорид является исходным веществом (мономером) в производстве поливинилхлорида (ПВХ). Особые реакции алкинов 1. 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): 2. Полимеризация: - Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:
- Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):
3. Образование солей: Замещение атома водорода у углерода с тройной связью на металл, проявление слабокислотных свойств; при этом образуются соли - ацетилениды:
При взаимодействии ацетилена (или R–C≡C–H) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов: Образование серовато-белого осадка ацетиленида серебра (или красно-коричневого – ацетиленида меди RC≡CCu) служит качественной реакцией на концевую тройную связь. Если тройная связь находится не на конце углеродной цепи, то кислотные свойства отсутствуют (нет подвижного атома водорода) и ацетилениды не образуются: 4. Окисление алкинов: · При жестком окислении (нагревание, концентрированные растворы, кислая среда) происходит расщепление углеродного скелета молекулы алкина по тройной связи и образуются карбоновые кислоты:
· Мягкое окисление без разрыва σ-связи С–С происходит при действии разбавленного раствора перманганата калия, который при этом обесцвечивается. Данная реакция доказывает ненасыщенность алкинов и является качественной на кратную связь, в этих условиях из ацетилена образуется щавелевая кислота: · Полное окисление алкинов происходит при их сгорании до CO2 и H2O. Горение ацетилена сопровождается выделением большого количества тепла (Q = 1300 кДж/моль): Температура ацетиленово-кислородного пламени достигает 2800-3000 °С. На этом основано применение ацетилена для сварки и резки металла. Ацетилен образует с воздухом и кислородом взрывоопасные смеси. Применение алкинов Ацетилен используется для получения самых разнообразных веществ: для синтеза винилхлорида, являющегося мономером для получения высокомолекулярного продукта – поливинилхлорида; для получения винил ацетилена – важного промежуточного продукта в производстве синтетического хлоропренового каучука; для производства уксусного альдегида, из которого получают уксусную кислоту; а также для автогенной сварки. Схема реакции получения хлоропренового каучука из винилацетилена:
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-06-14; просмотров: 103; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.116.159 (0.014 с.) |