НОМЕНКЛАТУРА. ІЗОМЕРІЯ

За номенклатурою ШРАС назви алкінів утворюють від назв відповідних алка-нів, замінюючи суфікс -ан на -ин (-ін) з указівкою положення потрійного зв'язку в ланцюзі атомів Карбону (див. табл. 12.1). Нумерацію головного вуглецевого лан­цюга починають з того кінця, до якого ближче розміщений потрійний зв'язок:

СН₃ СН С^=С СН₃

сн₃

4-метил-2 -пентин

Поряд з номенклатурою ШРАС для найпростіших вуглеводнів часто застосо­вують раціональні назви. Відповідно до раціональної номенклатури, ацетиленові вуглеводні розглядають як похідні ацетилену, у молекулі якого атоми Гідрогену заміщені на вуглеводневі радикали:

метилацетилен

етилацетилен

диметилацетилен

аЛКІни

Для першого представника гомологічного ряду алкінів збереглася тривіальна назва «ацетилен».

Назви вуглеводневих залишків (радикалів) алкінів утворюють шляхом додаван­ня до назви вуглеводню суфікса -іл:

З 2 1

=с—сн₂—

2-пропініл; пропаргіл

Для алкінів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною структурою вуглецевого ланцюга (ізомерія ланцюга) і різним положенням потрійного зв'язку (ізомерія положення):

г¹

ізомери ланцюга

2-пентин

СПОСОБИ ДОБУВАННЯ

Алкіни найчастіше одержують дегідрогалогенуванням дигалогенозаміщених алканів і алкілюванням ацетилену. Для добування ацетилену існує низка специ­фічних способів.

Дегідрогалогенування дигалогеналканів і галогеналкенів.Гемінальні дигалогеноза-міщені алканів (атоми галогену розташовані біля одного атома Карбону) і віцинальні дигалогеналкани (атоми галогену розташовані біля двох сусідніх атомів Карбону) у присутності спиртового розчину натрій або калій гідроксиду при нагріванні від­щеплюють галогеноводень з утворенням алкінів:

Н Вг

СН₃—С—СН Н Вг

1,1 -дибромопропан

2№ОН(С₂Н₅ОН); t

СН₃—С=

пропін

2Н₂О

сн₃—сн—сн₂

Вг Вг

1,2 -дибромопропан

2МаОН(С₂Н₅ОН); t

СН₃—С=СН

пропін

2Н₂О

За аналогічних умов алкіни утворюють також і галогеналкени, які містять атом галогену при атомі Карбону з подвійним зв'язком:

СН₃-С=СН₂ ^№ОН(СД°^Н); ' > СНз-С=СН + КаСІ + Н₂0

СІ

2-хлоропропен пропін

алкілювання ацетилену.Алкілюванням називають процес уведення алкільної гру­пи в молекулу органічної сполуки. цей спосіб дозволяє одержати з ацетилену його гомологи. Для цього спочатку дією на ацетилен натрій амідом NaNH₂ у рідкому амоніаку або алкілмагнійгалогенідами (реактивами Гриньяра) в етері отримують натрій ацетиленід або алкінілмагнійгалогенід відповідно, які потім обробляють гал огеналканом:

> НС=С-С₂Н₅

2 5

натрій 1 -бутин

ацетиленід

нс=сн -^§^ нс=см_Еі ^с^2 > нс=с-сн₃

етинілмагніййодид пропін

Добування ацетиленуз метану(промисловий метод). При нагріванні метану до 1500°С утворюється ацетилен:

2СН₄ ¹⁵⁰⁰°^с >НС=СН + ЗН₂

Добування ацетилену з кальцій карбіду(промисловий метод). При взаємодії каль­цій карбіду з водою утворюється ацетилен:

СаС₂ + 2Н₂О —>■ НС=СН| + Са(ОН)₂|

цим способом одержують основну кількість ацетилену, використовуваного для зварювальних робіт.

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

За фізичними властивостями три перших представники гомологічного ряду алкінів за нормальних умов являють собою гази, далі ідуть рідини (С₅—C₁₅), а по­чинаючи з вуглеводню складу С₁₆Н₃₀, алкіни — тверді речовини. Зміни температур плавлення і кипіння в гомологічному ряду алкінів підпорядковуються основним закономірностям, характерним для алканів і алкенів.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Хімічні властивості алкінів зумовлені наявністю в їх cтруктурі потрійного зв'язку (див. с. 44, 45). Атоми Карбону, зв'язані потрійним зв'язком, перебувають у стані sр-гібридизації. Потрійний зв'язок — це поєднання одного с-зв'язку і двох я-зв'язків, розташованих у взаємно перпендикулярних площинах (рис. 12.1).

Отже, для алкінів, як і для сполук з подвійними зв'язками, характерні реак­ції електрофільного приєднання за рахунок розриву я-зв'язкш. ці реакції пере-бігають зазвичай у дві стадії. Після приєднання однієї молекули реагенту алкін

______________________________________________________ 169

180° 0,106 і

0,120 нм

б

Г б

Рис. 12.1. Будова молекули ацетилену: а — кулестрижнева модель; б — геометрія молекули; в — о-зв'язки; г — 7Г-зв'язки; д — атомно-орбітальна модель

перетворюється в заміщений алкен, який може приєднувати за місцем розриву я-зв'язку другу молекулу реагенту. Проте внаслідок більшої електронегативності sр-гібридизованого атома Карбону порівняно з атомом Карбону в _sp2-гібридизації я-зв'язки алкінів важче вступають у хімічну взаємодію з електрофільними реаген­тами, ніж я-зв'язок алкенів. Тому алкіни порівняно з алкенами дещо менш активні в реакціях електрофільного приєднання. Крім того, завдяки високій електронега­тивності атома Карбону в sр-гібридизації алкіни з кінцевим потрійним зв'язком К—С3С—Н виявляють слабку СН-кислотність і здатні заміщувати атом Гідро­гену на метали та інші групи. Нарешті, аналогічно алкенам алкіни вступають також у реакції окиснення, відновлення і полімеризації.

12.4.1. РЕАКЦІЇ ЕЛЕКТРОФІЛЬНОГО ПРИЄДНАННЯ(А_Е)

Найважливішими реакціями електрофільного приєднання в ряду алкінів є га­логенування і гідрогалогенування.

Галогенування.Алкіни досить легко приєднують за місцем розриву потрійного зв'язку Хлор і Бром. У реакцію може вступати одна або дві молекули галогену. Унаслідок приєднання однієї молекули галогену утворюється переважно транс-дигалогеналкен. Приєднання другої молекули галогену відбувається важче. При цьому утворюється тетразаміщений алкан і спостерігається знебарвлення харак­терного кольору брому (якіснареакція на кратний зв'язок).

Вг Вг

Вг₂ ^Н\ /^Вг Вг₂

НС=С—СН₃ -¹*- /С=С\ -^ НС—С—СН₃

Вг СНо

Вг Вг

пропін /т//7а//с-1,2-дибромопропен 1,1,2,2-тетрабромопропан

Механізм реакції аналогічний галогенуванню алкенів (див. с. 146).

Глава 12

Поиск по сайту: