Алкины. Общая формула CnH2n Гибридизация
 Скачать 38.04 Kb.
|
|
Алкадиены. Алкины Алкины также называют ненасыщенными углеводородами, так как присутствует одна тройная связь и характерны реакции присоединения. Общая формула: CnH2n-2. Гибридизация Атомы углерода, участвующие в образовании тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации, остальные атомы углерода находятся в состоянии sp3-гибридизации. Виды изомерии: изомерия цепи, изомерия положения тройной связи, межклассовая изомерия с алкадиенами. Номенклатура Название алкинов образуется из названия алкильного радикала с суффиксом -ин с указанием положения тройной связи. Физические свойства Физические свойства алкинов практически не отличаются от свойств соответствующих алканов и алкенов (С2–С4 – газы, С4–С16 – жидкости при нормальных условиях, далее – твердые вещества). Температуры кипения алкинов несколько выше, чем у соответствующих алкенов (несмотря на несколько меньшую молекулярную массу). Это также связано с большей полярностью связей, образованных sp-гибридизованными атомами углерода. Химические свойства По своим химическим свойствам алкины похожи на алкены. Для них также наиболее характерными являются реакции электрофильного присоединения. Для несимметричных алкинов, как и для алкенов, действует правило Марковникова. Существенным отличием является меньшая реакционная способность тройных связей по сравнению с двойными. Поскольку в результате присоединения обаразуется замещенный алкен (с более реакционно-способной связью), то при избытке присоединяющегося реагента реакция, как правило, идет дальше и образуется замещенный алкан:
Гидрирование В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая p-связь), а затем алканов (разрывается вторая p-связь):
При использовании менее активного катализатора гидрирование останавливается на стадии образования алкенов. Галогенирование Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая p-связь разрывается труднее, чем вторая). Алкины обесцвечивают бромную воду:
Гидрогалогенирование Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова [7]:
Гидрохлорирование Гидрохлорирование ацетилена используется в одном из промышленных способов получения винилхлорида. Винилхлорид является исходным веществом (мономером) в производстве поливинилхлорида (ПВХ). 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). Полимеризация 1.Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl. 2.Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского). Возможно образование молекул, содержащих большее число звеньев ацетилена как циклического, так и линейного строения … –СН=СН–СН=СН–СН=СН–… (такие полимеры обладают полупроводниковыми свойствами). Следует также отметить, что высокомолекулярное вещество – карбин (третья аллотропная модификация углерода) – образуется не в результате полимеризации ацетилена, а при окислительной поликонденсации ацетилена в присутствии CuCl. Получение Получение алкинов чаще всего производится по следующим реакциям:
Алкины могут быть получены из соответствующих галогензамещенных алканов и алкенов.
Применение Ранее (а иногда и сейчас) ацетилен широко применялся для создания высокотемпературного пламени при газовой сварке. Сейчас на первый план вышло его применение для целей органического синтеза. Получение растворителей. При присоединении хлора к ацетилену получается тетрахлорэтан: СН≡СН+2Сl2 = СНСl2–СНСl2, а отщеплением от последнего молекулы хлороводорода – 1,1,2-трихлорэтен: СНСl2–СНСl2 = СНСl=ССl2+НСl. Алкадиены Алкадиены также называют ненасыщенными углеводородами, так как присутствуют две двойных связи. Общая формула:CnH2n-2. Гибридизация Атомы углерода, участвующие в образовании двойных связей находятся в состоянии sp2-гибридизации, остальные атомы углерода находятся в состоянии sp3-гибридизации. Виды изомерии: изомерия цепи, изомерия положения двойных связей, межклассовая изомерия с циклоалкенами и алкинами. В зависимости от взаимного расположения двойных связей выделяют следующие алкадиены: 1.С изолированными двойными связями. Разделены в цепи двумя или более s-связями: СН2=СН–СН2–СН=СН2. Такие двойные связи не оказывают друг на друга взаимного влияния, так как разделенны sp3-атомами углерода, и вступают в те же реакции, что и двойная связь в алкенах. Таким образом, алкадиены этого типа проявляют химические свойства, характерные для алкенов. 2.С кумулированными двойными связями, которые расположены у одного атома углерода: СН2=С=СН2 (аллен). Подобные диены (аллены) относятся к довольно редкому типу соединений. 3.С сопряженными двойными связями, которые разделены одной s-связью: СН2=СН–СН=СН2. Они отличаются характерными свойствами, обусловленными электронным строением молекул, а именно, непрерывной последовательностью 4-х sp2-атомов углерода. Номенклатура Название алкдиенов образуется из названия алкильного радикала с суффиксом -диен. После суффикса через запятую указывают наименьшие номера атомов углерода, участвующие в образовании двойных связей. Физические свойства Бутадиен – газообразное вещество (температура кипения – 4,5 °С), изопрен является жидкостью, кипящей при 34 °С, диметилбутадиен – также жидкость, кипящая при 70 °C. Изопрен и другие диеновые углеводороды полимеризуются в каучук. Натуральный каучук в очищенном состоянии – это полимер с общей формулой (С5Н8)n и получается из млечного сока некоторых тропических растений. Химические свойства Для алкадиенов, как и для других ненасыщенных углеводородов, наиболее характерны реакции присоединения с разрывом π-связи.  Так же как и для других углеводородов характерны реакции окисления. Алкадиены хорошо подвергаются реакциям полимеризации. Важнейшими представителями для промышленно получаемых каучуков являются изопрен и бутадиен-1,3. Применение Широко используются в производстве синтетических каучуков и различных органических веществ отдельные представители этих диенов. |