Алкіни (ацетиленові вуглеводні)

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Алкіни (ацетиленові вуглеводні)

Содержание

2. Відповідно до замісникової номенклатури (IUPAC) алкіни називають, змінюючи у відповідних алканах суфікс -ан на –ин (ін).
3. Промислові методи добування 1. Піроліз алканів (метану або нафтових фракцій) При піролізі нафтових фракцій, таких як
4. 2. З кальцій карбіду (карбідний метод) При спіканні вапна з коксом при 2000ºС, утворюється кальцій карбід
5. Лабораторні методи добування Відщеплення галогеноводню від дигалогеналканів або галогеналкенів. При підвищених температурах у присутності концентрованого розчину
6. 2. Реакції алкілування ацетилену через металоорганічні сполуки. Атоми водню в ацетилені можуть бути заміщені на атоми
7. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Алкіни С2-С4- це гази, починаючи з С5- і до С16- рідини, а з С17-тверді
8. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ π-електронна густина отрійного зв’язку С≡С в ацетилені важче поляризується, ніж подвійного в етилені, оскільки
9. В той же час, з боку атомів водню існує деякий дефіцит електронної густини, яка зміщена до
10. Таким чином для алкінів характерні реакції приєднання (АЕ та АN), полімеризації, окиснення, та заміщення за "кислим”
11. Реакції приєднання 1. Гідрування. Приєднання водню до потрійного зв’язку протікає в присутності каталізаторів : Ni, Pt,
12. 2.2. Приєднання галогеноводнів Електрофільне приєднання НСІ здійснюється за правилом Марковнікова, значно повільніше, ніж до олефінів і
13. 3. Приєднання нуклеофільних реагентів (АN) Приєднання нуклеофільних реагентів (води, спирту) відбувається в присутності каталізаторів - солей
14. Структура з НО-групою при подвійному зв’язку називається енолом. Еноли, як правило, нестійки і в момент утворення
15. 3.2. Приєднання спиртів Спирти приєднуються до алкінів у присутності солей Сu+, Hg2+, а також у присутності
16. 3.3.2. Приєднання ціанідної кислоти У результаті реакції утворюється мономер - акрилонітрил (нітрил акрилової кислоти), який широко
17. 4. Карбонілування алкінів (В.Реппе, 1944-1949). Карбонілування – це введення карбонільної групи . У присутності нікелевих каталізаторів
18. 5. Приєднання альдегідів і кетонів Приєднання формальдегіду (Реппе) відбувається у присутності ацетиленіду міді: Приєднання ацетону протікає
19. Реакції полімеризації І. Реакції димеризації Ацетилен у присутності каталізатора Сu2СІ2 у кислому середовищі утворює вінілацетилен (єніновий
20. Реакції циклоолігомеризації (утворення тримерів, тетрамерів, тощо):
21. 3. Полімеризація У присутності ініціаторів або металоорганічних каталізаторів утворюються спряжені полієни (від грецького поліс - багато).
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Відповідно до замісникової номенклатури (IUPAC) алкіни називають, змінюючи у відповідних алканах

суфікс -ан на –ин (ін). Головний ланцюг повинен включати потрійний зв’язок. Нумерація головного ланцюга починається з того кінця, ближче до якого перебуває потрійний зв’язок. За радикало-функціональною номенклатурою їх називають як похідні ацетилену.

Назви залишків алкінів утворюють додаванням суфікса –іл до назви вуглеводня:
У радикалів нумерація головного ланцюга починається з атома вуглецю, що має вільну валентність.

Слайд 3

Промислові методи добування 1. Піроліз алканів (метану або нафтових фракцій)
При піролізі нафтових

фракцій, таких як бензин або гас утворюється також ацетилен.

Слайд 4

2. З кальцій карбіду (карбідний метод) При спіканні вапна з коксом при

2000ºС, утворюється кальцій карбід (СаС2).
При взаємодії з водою він легко гідролізує:
Карбід магнію (Мg2С3 )утворює пропін:

Слайд 5

Лабораторні методи добування
Відщеплення галогеноводню від дигалогеналканів або галогеналкенів.
При підвищених температурах у

присутності концентрованого розчину спиртового лугу утворюються алкіни:

1,2-Дихлоретан Хлоретен Ацетилен

Слайд 6

2. Реакції алкілування ацетилену через металоорганічні сполуки. Атоми водню в ацетилені можуть

бути заміщені на атоми металів з утворенням ацетиленідів, які при дії алкілгалогенідів перетворюються у відповідні алкіни.
Натрій ацетиленід
Пропін

Слайд 7

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
Алкіни С2-С4- це гази, починаючи з С5- і до С16-

рідини, а з С17-тверді речовини. Їх фізичні властивості подібні до властивостей алканів і алкенів. Значення густин і показників заломлення у алкінів значно вищі, ніж у алкенів і алканів.

Слайд 8

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
π-електронна густина отрійного зв’язку С≡С в ацетилені важче поляризується, ніж

подвійного в етилені, оскільки довжина потрійного С≡С зв’язку менша від довжини подвійного С=С зв’язку. Електронегативність атома вуглецю в sp-гібридному стані вища, ніж у sp2-стані. Внаслідок цього, π-електрони потрійного зв’язку сильніше утримуються атомами вуглецю, більш стягнуті в середину молекули і є менш рухливі ніж π-електрони зв’язку С=С. В результаті, алкіни проявляють меншу реакційну здатність в реакціях електрофільного приєднання (АЕ) у порівнянні з алкенами.

Слайд 9

В той же час, з боку атомів водню існує деякий дефіцит

електронної густини, яка зміщена до центру потрійного зв’язку. Внаслідок цього алкіни отримують можливість вступати в реакції нуклеофільного приєднання (АN). Причому нуклеофіл атакує молекулу ацетилена з «торця».
В молекулі ацетилену зв’язок С-Н, утворений sp-гібридною орбіталлю атома С. Відомо, що електронегативність гібридної орбіталі зростає зі збільшенням у ній частки s-орбіталі: sp3 – 2,5; sp2 – 2,75; sp – 3,2 (за шкалою Л.Полінга).
Тому в цьому ж ряду зростає і полярніть зв’язку С⎯Н.
Це означає, що атоми вогдню в ацетилені протонізовані значно більше, ніж в етилені або в етані, про що свідчать значення констант іонізації цих сполук: рК(ацетилен) = 25; рК (етилен) = 44. Для порівняння рК (Н2О) = 15,7. Отже ацетилен проявляє кислотні властивості, хоча являється слабшою кислотою, ніж вода.

Слайд 10

Таким чином для алкінів характерні реакції приєднання (АЕ та АN), полімеризації,

окиснення, та заміщення за "кислим” воднем.

Слайд 11

Реакції приєднання
1. Гідрування.
Приєднання водню до потрійного зв’язку протікає в присутності каталізаторів

: Ni, Pt, Pd.
2. Приєднання електрофільних реагентів (АЕ)
2.1. Приєднання галогенів
Приєднання хлору, йоду до алкінів протікає з меншою швидкістю, ніж до алкенів і супроводжується утворенням суміші цис- і транс-продуктів (переважно транс-):

Слайд 12

2.2. Приєднання галогеноводнів Електрофільне приєднання НСІ здійснюється за правилом Марковнікова, значно повільніше,

ніж до олефінів і протікає, в основному, як транс- приєднання:
Дана реакція лежить в основі першого промислового методу добування вінілхлориду з ацетилену:

Слайд 13

3. Приєднання нуклеофільних реагентів (АN)
Приєднання нуклеофільних реагентів (води, спирту) відбувається в

присутності каталізаторів - солей міді (І) або ртуті (ІІ).
3.1. Гідратація (М.Г.Кучеров, 1881)
Ацетилен при гідратації утворює оцтовий альдегід, інші алкіни дають кетони.

Слайд 14

Структура з НО-групою при подвійному зв’язку називається енолом. Еноли, як правило,

нестійки і в момент утворення ізомеризуються у відповідні кетони або альдегіди.
Структурні ізомери, які можут легко переходити один в одного і існують у рівновазі називаються таутомерами, а така ізомерія - таутомерією. Даний різновид таутомерів називається кето-енольною таутомерією.

Слайд 15

3.2. Приєднання спиртів Спирти приєднуються до алкінів у присутності солей Сu+, Hg2+,

а також у присутності алкоголятів лужних металів.
3.3. Приєднання кислот
3.3.1. Приєднання оцтової кислоти.
Приєднання оцтової кислоти приводить до утворення вінілацетату, який має промислове значення для виробництва полімерів (ПВА):

Слайд 16

3.3.2. Приєднання ціанідної кислоти У результаті реакції утворюється мономер - акрилонітрил (нітрил

акрилової кислоти), який широко застосовується для синтезу полімерів та каучуків:
Реакції 2.2, 3.2 і 3.3 називаються реакціями вінілування ― утворення вінільних мономерів, які в свою чергу можуть полімеризуватись з утворенням полімерних матеріалів.

Слайд 17

4. Карбонілування алкінів (В.Реппе, 1944-1949). Карбонілування – це введення карбонільної групи .

У присутності нікелевих каталізаторів типу Ni(CO)4, алкіни взаємодіють з оксидом вуглецю (ІІ) і водню з утворенням ненасичених кислот або їх похідних:
Якщо замість води взти спирт, то утворюється естер акрилової кислоти.
Такі естери є цінними мономерами для одержання прозорих пластиків.

Слайд 18

5. Приєднання альдегідів і кетонів Приєднання формальдегіду (Реппе) відбувається у присутності ацетиленіду

міді:
Приєднання ацетону протікає в присутності твердого КОН у середовищі абсолютного (повністю зневодненого ) етеру (реакція О.Фаворського):

Слайд 19

Реакції полімеризації
І. Реакції димеризації
Ацетилен у присутності каталізатора Сu2СІ2 у кислому середовищі

утворює вінілацетилен (єніновий вуглеводень):

Слайд 20

Реакції циклоолігомеризації (утворення тримерів, тетрамерів, тощо):

Слайд 21

3. Полімеризація
У присутності ініціаторів або металоорганічних каталізаторів утворюються спряжені полієни (від

грецького поліс - багато). Макромолекула (від грецького макрос - великий) полієну складається практично тільки з вуглецевих атомів, з’єднаних між собою спряже-ними подвійними зв’язками:
Ацетилен полімеризується також у присутності солей Сu+ та окиснювача:
Вважають, що карбін є третьою алотропною видозміною вуглецю разом з алмазом та графітом. Причому, карбіну приписують ще і кумуленову будову макромолекули ...С=С=С=С=С...