Алкины. Строение, изомерия, физические свойства, получение. Химические свойства, применение ацетилена

Алкины – это непредельные углеводороды, содержащие одну тройную связь.
Общая формула гомологического ряда Сn Н2n-2

Строение
Sp - гибридизация
Н – С – С – СН2 – СН3
π – электронный чулок
Терминальные алкины (с тройной связью на конце цепи) способны в проявлению СН – кислотных свойств.

Номенклатура
1 2 3 4 5
СН ≡ С – СН2 – СН – СН3
I
СН3
4 – метилпентин - 1

Изомерия
1. Структурная:
а) Углеродного скелета
НС ≡ С – СН2 – СН2 – СН3
НС ≡ С – СН – СН3
I
СН3

б) положения кратной связи
НС ≡ С – СН2 – СН3
СН3 – С ≡ С – СН3
2. Межклассовая
СН3 – С ≡ С – СН3
СН2 = СН – СН = СН2 бутадиен -1,3
СН – СН2 циклобутен
II I
CН – СН2

Методы получения
1. Неполный пиролиз метана
15000
2СН4 С2 Н2 + 3Н2
2. Карбидный
СаС2 + 2 Н2О Са(ОН)2 + С2 Н2
t
СаО + 3С СаС2 + СО

3. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов
спирт
СН2 – СН2 + 2КОН С2Н2 + 2КВr + Н2О
I I
Br Br
спирт
Br - СН – СН3 + 2 КОН С2Н2 + 2КВr + Н2О
I
Br

4. Дегалогенирование тетрагалогеналканов с цинком
2 Zn
Br - СН – СН – Br C2H2
I I - 2 ZnBr2
Br Br
5. Взаимодействие алкилгалогенидов с ацетиленидами
СН3 – С ≡ С – Аg + СН3Br СН3С ≡ С – СН3 + АgBr

Физические свойства
С2Н2 – бесцветный газ, малорастворим в воде, на воздухе горит коптящим пламенем. Чистый С2Н2 не имеет запаха.

Химические свойства алкинов
1. Окисление
а) полное (горение)
2 С2Н2 + 5 О2 → 4СО2 + 2 Н2О + 2600 кДж
б) неполное
3С2Н2 + 8 КМnО4 (водный) → 3КООС – СООК + 8МnО2 + 2КОН + 2Н2О
5СН3 – СН2 – С ≡ С – СН3 + 6КМnО4 +
9Н2 SО4 → 5СН3СН2СООН + 5СН3СООН + 6МnSО4 + 3 К2SО4 + 4Н2О

2. Присоединение
Ni, H2, t
а) С2Н2 → С2Н6
б) С2Н2 + 2Вr2 → СНВr2 – CHBr2
в) С2Н2 +НСI → СН2 = СН – СI (I стадия)
СН2 = СНСI +НСI → СН3 - СНСI (II стадия)
по правилу Марковникова
3. Реакция Кучерова
Нg2+, Н+
НС≡СН + Н2О → СН2 = СН → СН3 С =О
I I
ОН Н
виниловый спирт ацетальдегид

4. Тримеризация (реакция Бертло-Зелинского)
500, С акт.
3 С2Н2 →
бензол
5. Замещение
С2Н2 + 2Nа → Nа - С ≡ С – Nа + Н2↑
или
С2Н2 + 2 [Аg(NН3)2 ]ОН → Аg-С≡С-Аg↓+
реактив Толленса ацетиленид
4NН3 ↑+ 2Н2О

Применение ацетилена в промышленности
бензол СН3 – С = О
I СН3 С = О НС ≡ С Н Н
I уксусный альдегид
О – СН = СН2 СН2= СН - СI
винилацетат винилхлорид
СН2 = СН – СN
акрилонитрил