- •Кемеровский технологический институт
- •Оглавление
- •1.Программа курса
- •2. Конспект лекций
- •2.1 Теоретические представления в органической химии
- •2.2 Углеводороды
- •2.2.1 Алканы (1) с. 4-15; (2) с.157-171; (3) с.133-179
- •1.Систематическая номенклатура (июпак)
- •2.Рациональнаяноменклатура
- •Изомерия
- •2.2.2 Алкены (1) с.15-30; (2) с.182-205; (3) с.237-131306
- •2.Рациональная номенклатура алкенов
- •Изомерия
- •2.2.3 Алкадиены (1) с.30-38; (2) с.205-214; (3) с.337-374
- •Изомерия
- •Химические свойства
- •2.2.4 Алкины (1) с.38 – 45;(2) с.214 – 253; (3) с.306 – 334
- •1.Систематическая номенклатура (июпак)
- •2.Рациональная номенклатура
- •Изомерия
- •2.3 Спирты (1) с. 106 – 114; (2) с. 340 – 385; (3) с.11 – 88(т.2)
- •1.Систематическая номенклатура (июпак)
- •2.Рациональная номенклатура
- •3.Карбинольная номенклатура
- •Изомерия
- •Способы получения
- •Химические свойства
- •2.4 Альдегиды, кетоны (1) с.123-155; (2) с.420-450; (3) с.116-206
- •1.Систематическая номенклатура (июпак)
- •Cпособы получения оксосоединений
- •1.Окисление спиртов
- •Химические свойства
- •2.5. Карбоновые кислоты
- •2.5.1. Одноосновные карбоновые кислоты
- •Номенклатура
- •Рациональная номенклатура
- •Изомерия
- •Способы получения карбоновых кислот
- •1. Оксосинтез.
- •2. Гидролиз тригалогенопроизводных углеводородов.
- •3. Гидролиз нитрилов.
- •2.2. Образование амидов.
- •2.5.2. Непредельные карбоновые кислоты
- •Изомерия
- •1. Дегидрогалогенирование галогенозамещенных одноосновных карбоновых кислот.
- •Химические свойства
- •1. Реакции по двойной связи.
- •1.1. Взаимодействие в галогенами.
- •2.5.3. Двухосновные карбоновые кислоты.
- •1. Систематическая номенклатура.
- •Способы получения
- •2. Гидролиз динитрилов.
- •Химические свойства
2.2.4 Алкины (1) с.38 – 45;(2) с.214 – 253; (3) с.306 – 334
Алкины – углеводороды, в молекуле которых присутствует тройная связь. Общая формула алкинов СnН2n-2.
Основные представители
НС СН – ацетилен
Номенклатура алкинов
1.Систематическая номенклатура (июпак)
Порядок названия соединений по данной номенклатуре идентичен алкенам с заменой суффикса –ен на –ин.
Пример: 4 3 2 1
СН3 – СН – СН2 – С СН
5,6,7 С3Н7 4-метилгептин-1
2.Рациональная номенклатура
По аналогии с алкенами называются соединения по рациональной номенклатуре с заменой этилена на ацетилен и отсутствием симметричности.
СН3
|
СН3 – С С – СН – СН3
метилизопропилацетилен
Изомерия
Для алкинов характерна структурная изомерия углеводородного скелета и изомерия положения тройной связи.
Пример: СН3 СН3
| |
СН3 – СН – СН2 – С СН и СН3 – СН2 – СН – С СН
4-метилпентин-1 3-метилпентин-1
СН3 – СН2 – С СН и СН3 – С С – СН3
бутин-1 бутин-2
Способы получения алкинов
1.Дегидрогалогенирование дигалогенопроизводных алканов.
Реакция протекает по правилу Зайцева.
1.1 Использованы вицинальные дигалогенопроизводные (атомы галогена расположены у соседних атомов углерода).
Пример: Сl Сl
| | + 2 NaOH (с)
С2Н5 – СН – СН – СН3 -2NaC1;-2H2O С2Н5 – С С – СН3
2,3-дихлорпентан пентин-2
1.2 Использованы геминальные дигалогенопроизводные (атомы галогена расположены у одного атома углерода).
Пример: СI
|
СН3 – С – СН2 – СН3 + 2NaOH(c) СН3 – С С – СН3
| - 2NaOH;-2H2O бутин-2
CI
2,2-дихлорбутан
2.Алкилирование металлорганических производных ацетилена.
Пример:
СН3 – С СNa + C2H5Br → CH3 – C C – C2H5 + NaBr
метилацетиленид натрия этилбромид пентин-2
НС СMgBr + CH3Br → CH3 – C CH
ацетиленидмагнийбромид метилбромид пропин
3.Получение ацетилена из карбида кальция
СаС2 + 2Н2О = НС СН
Химические свойства алкинов
Химические свойства в молекуле алкина определяются строением тройной связи. Тройная связь состоит из двух и одной- связей. В молекуле алкина атомы углерода, соединенные тройной связью, расположены ближе друг к другу, чем в молекуле алкена.- электроны тройной связи втянуты внутрь молекулы, поэтому положительно заряженные атомы углерода менее экранированы с внешней стороны. Следовательно, алкинытруднее чем алкены вступают в реакции электрофильного присоединения (АE) и легче в реакции нуклеофильного присоединения (АN).
Реакции электрофильного присоединения (АE)
Данный тип реакций протекает по правилу Марковникова в две стадии с последовательным разрывом - связей.
1.1 Реакция гидрирования
СН3 – С СН +Н2;Pt CH3 – CH = CH2 + H2;Pt CH3 – CH2 – CH3
пропин пропен пропан
1.2 Реакция галогенирования Сl Сl
| |
СН3 – С СН С12 СН3 – С = СН С12 СН3 – С – СН
| | | |
Сl Сl Сl Сl
1,2-дихлорпропен-1 1,1,2,2-тетрахлорпропан
1.3 Реакция гидрогалогенирования Сl
|
СН3 – С СН НС1 СН3 – С = СН2 НС1 СН3 – С – СН3
| |
Сl Сl
2-хлорпропен 2,2-дихлорпропан
1.4 Реакция гидратации (реакция Кучерова)
В результате реакции все алкины, кроме ацетилена образуют кетоны, ацетилен – альдегид. Реакция протекает через стадию образования енола.
Пример:
НССН НОН СН2 = СН – ОН СН3 – СН = О
Hg2+, H+ енол этаналь
СН3 – С СН +НОН СН3 – С = СН2 СН3 – С – СН3
Hg2+, H+ | ||
OH O
енол пропанон-2
Реакции нуклеофильного присоединения (АN)
Данный тип реакций протекает по правилу Марковникова в одну стадию.
2.1 Реакция с синильной кислотой
HС СН +HCN CH2 = CH - CN
винилнитрил
2.2 Реакция со спиртами
В результате данной реакции образуются простые эфиры.
НССН + С2Н5ОН СН2 = СН – ОС2Н5
этанол этилвиниловый эфир
2.3 Реакция с карбоновыми кислотами
В результате данной реакции образуются сложные эфиры.
НССН + СН3СООН СН2 = СН – ОСОСН3
этановая кислота уксусновиниловый эфир
3. Реакции электрофильного замещения (SE)
Данный тип реакций связан с отщеплением протона водорода от атома углерода тройной связи. В связи С-Н электроны сильнее притягиваются к атому углерода, т.е. связь поляризуется и водород способен отщепляться в виде протона, что указывает на проявление алкинами кислотных свойств.
3.1 Образование ацетиленидов и их производных, реакция металлирования.
В качестве реагентов могут использоваться: амид натрия (1); магнийорганические соединения (реактив Гриньяра) (2); аммиачные растворы гидроксида меди или серебра (3).
1. СН3 – С СН +NaNH2 CH3 – C C – Na + NH3
амид натрия метилацетиленид натрия
2. СН3 – С СН +CH3Mg J CH3 – C C −MgJ + CH4
метилмагниййодид метилацетиленидмагниййодид
3. СН3 – С СН +Ag(NH3)2OH CH3 – C C−Ag + 2NH3 + H2O
аммиачный раствор метилацетиленид серебра
гидроксида серебра
3.2 Конденсация с альдегидами и кетонами
В результате данной реакции образуются спирты с тройной связью (алкинолы).
Пример: ОН
|
СН3 – С СН + СН3 – СН = О СН3 – С С – СН – СН3
этаналь пентин-2-ол-4
О ОН
|| |
СН3 – С СН + СН3 – С – СН3 СН3 – С С – С – СН3
пропанон-2 |
СН3
4-метилпентин-2-ол-4
4. Окисление алкинов
Процесс окисления алкинов протекает в две стадии через образование оксосоединений до карбоновых кислот.
ример: O O
[O] || || [O]
СН3 – С СНCH3 – C – C−H CH3COOH + HCOOH
альдегидокетон Н2О этановая метановая
кислоты
Контрольные вопросы по теме «Алкины»
1. В чем особенности изомерии алкинов?
2. Почему для алкинов реакции АN протекают легче, чем АE?
3.Почему реакции АE в алкинах протекают ступенчато через стадию образования производных алкенов?
4. Почему алкины проявляют слабые кислотные свойства?
5. Какие классы соединений образуются при окислении алкинов?