Алкины (ацетиленовые углеводороды)

Общая формула:

Для алкинов характерна только структурная изомерия (изомерия цепи и положения тройной связи).

Способы получения:

Из простых веществ ацетилен был получен впервые в XIX веке французским химиком Бертло:

В промышленности ацетилен получают крекингом метана:

Наиболее перспективным промышленным методом является получение ацетилена из оксида углерода (II) и водорода в присутствии катализатора:

В лаборатории ацетилен обычно получают из карбида кальция:

Однако, этот синтез достаточно дорог, так как получение карбида связано с высокими энергозатратами:

Более дешевыми методами являются реакции получения алкинов из ди- и тетра- галогенопроизводных алканов:

Химические свойства:

В алкинах атомы углерода, участвующие в образовании тройной связи, находятся в состоянии sp гибридизации:

1. Реакции присоединения (А_Е):

а) галогенирование

б) гидрогалогенирование

в) гидратация (реакция Кучерова)

г) гидрирование

д) присоединение спиртов

2. Реакции полимеризации:

а) реакция Ньюленда

б) реакция Зелинского

4. Окисление

Горение ацетилена в кислороде сопровождается выделением тепла, позволяющего достигать температуры до 3000^оС (автогенная сварка, резка металлов).

На воздухе ацетилен горит коптящим пламенем, т.к. в результате неполного сгорания образуется углерод.

4. Образование ацетиленидов

Ацетилен и его гомологи с тройной связью на конце молекулы способны взаимодействовать со щелочными металлами и солями некоторых тяжелых металлов (Ag, Cu) с замещением водорода при тройной связи на металл с образованием ацетиленидов.

Диеновые углеводороды

В зависимости от взаимного расположения двойных связей различают три типа алкадиенов:

1. Кумулированные

Двойные связи примыкают к одному углеродному атому.

Такие соединения неустойчивы и легко изомеризуются в ацетиленовые углеводороды.

2. Изолированные

Кратные связи разделены двумя и более одинарными связями

Соединения этой группы являются типичными непредельными углеводородами и проявляют все свойства алкенов.

3. Сопряженные (конъюгированные)

Между двойными связями имеется только одна одинарная связь.

Такие соединения обладают заметными отличиями в строении и свойствах в сравнении с первыми двумя группами.

Длина связи между С₂ и С₃ в них укорочена, т.е. она вследствие p – p сопряжения становится частично двойной.

Сопряженные молекулы более устойчивы термодинамически, чем несопряженные углеводороды. Реакции присоединения протекают в них легче, чем в молекулах алкенов.

Химические свойства:

1. Реакции присоединения:

а) гидрирование

Первая стадия идет легче, чем вторая и не требует активных катализаторов, что свидетельствует о большей активности сопряженных углеводородов, чем алкенов.

б) галогенирование

Соотношение продуктов присоединения показывает, что сопряженная p-электронная система ведет себя при реакциях как единое целое.

2. Реакции полимеризации

При полимеризации изопрена получают синтетический полиизопрен, ближайший аналог натурального каучука. При этом сырьем для получения исходного мономера служит пентановая фракция перегонки нефти:

Натуральный каучук представляет собой высокостереорегулярный цис-полиизопрен со степенью полимеризации около 2500. Это липкая резиноподобная масса, выделяемая из латекса, получаемого из дерева гевея.

Эластичность и упругость каучуку придает вулканизация – дополнительная термическая обработка в присутствии серы (» 8 %). Сера «сшивает» полимерные цепи, образуя ковалентные дисульфидные мостики и превращает липкий каучук в эластичную резину. Повышение содержания серы приводит к образованию твердого материала – эбонита.

Синтетические каучуки с заданными свойствами можно получать и из других замещенных бутадиенов. Например, полимеризация хлоропрена дает негорючий стойкий к нагреванию и действию разбавленных растворов щелочей и кислот хлоропреновый каучук.

Задание 6

1. Напишите уравнение реакции гидробромирования пропеналя с указанием механизма и промежуточных соединений.

Образец выполнения:

Вначале необходимо рассмотреть перераспределение электронной плотности кратной связи под действием электронных эффектов заместителей.

d+ d-

Механизм электрофильного присоединения:

2. Напишите уравнение реакции гидратации бутена-1 с указанием механизма и промежуточных соединений.

Образец выполнения:

Механизм электронного присоединения:

Задания № 6 контрольной работы

Вариант 1

Напишите уравнение реакции гидрохлорирования пентена-2 с указанием механизма и промежуточных соединений.

Вариант 2

Напишите уравнение реакции гидратации пропеновой кислоты с указанием механизма и промежуточных соединений.

Вариант 3

Напишите уравнение реакции гидробромирования гексена-1с указанием механизма и промежуточных соединений.

Вариант 4

Напишите уравнение реакции гидратации 1-хлорпропена-2 с указанием механизма и промежуточных соединений.

Вариант 5

Напишите уравнение реакции гидрохлорирования бутен-2-овой кислоты с указанием механизма и промежуточных соединений.

7. Ароматические углеводороды.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒