Лекция №25

Тема «Алкины».

План лекции:

1. Определение и строение молекул алкинов.

2. Гомологический ряд алкинов.

3. Номенклатура алкинов.

4. Изомерия алкинов.

5. Физические свойства алкинов.

6. Химические свойства алкинов.

7. Получение алкинов.

8. Применение алкинов.

Основные понятия и определения:

Алкины	Алкилирование
sp-гибридизация	Циклотримеризация
Тройная связь	Ароматизация
s-связь	Реакции замещения
π-связь	Монозамещенные ацетилена
Межклассовая изомерия	Реакция Велера
Реакции двойного присоединения	Реакции полимеризации
Правило Марковникова	Мономер
Димеризация	Структурное звено

Текст лекции

1. Определение и строение молекул алкинов.

Алкины – органические соединения, углеводороды алифатического (ациклического) непредельного характера, в молекуле которых между атомами углерода – одна тройная связь, и которые соответствуют общей формуле C_nH_2n-2.

Свойство «непредельности» связано со способностью этих веществ вступать в реакции присоединения.

Простейший алкин: C₂H₂ или H – C ≡ C – H этин ацетилен,

Атомы углерода, между которыми есть тройная связь, 'находятся в состоянии sр−гибридизации. Это означает, что в гибридизации участвуют одна s- и одна р-орбиталь, а две р-орбитали остаются негибридизованными. Перекрывание гибридных орбиталей приводит к образованию σ-связи, а за счет негибридизованных р-орбиталей соседних атомов углерода образуется вторая и третья, π-связи. Таким образом, тройная связь состоит из одной σ- и двух π-связей.

Д ве гибридные орбитали атома углерода, образующих тройную связь, одинаковы по форме и энергии, находятся в одной плоскости и по оси. Угол между гибридными орбиталями равны 180°. Негибридные орбитали, образующие π-связи, располагаются взаимно перпендикулярно и оси σ-связи, и друг другу.

Длина тройной связи 0,120 нм (она короче одинарной и двойной, длины которых 0,154 нм и 0,134 нм соответственно), она более прочная, чем двойная, так как ее энергия больше.

Одновременно, наличие двух подвижных, легко поляризуемых и более слабых (чем σ-связь) π-связей между двумя атомами углерода приводит к тому, что алкины химически более активны, чем алкены, и вступают в реакции двойного присоединения, а также, в отличие от алкенов, − в реакции замещения атомов водорода у углеродов при тройной связи.

2. Гомологический ряд алкинов

Гомологи − вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну гомологическую группу -СН₂- или более.

Для первых трёх членов гомологического ряда алкенов используются исторически сложившиеся названия (их употребление зафиксировано правилами ИЮПАК): С₂Н₂ − этин, С₃Н₄ − пропин, С₄Н₆ − бутин. Начиная с пятого члена ряда и далее используются названия, корень которых производится от греческого или латинского названия соответствующего числительного с суффиксом –ин (обозначающий принадлежность соединения к данному классу): С₅Н₈ − пентин, С₆Н₁₀ − гексин, С₇Н₁₂ − гептин и т.д.

Атомы углерода могут соединяться не только в линейную цепь, но и в разветвленную. В ряду алкинов появление разветвления возможно начиная с пентина.

3. Номенклатура алкинов

1. Выбор главной цепи. Образование названия углеводорода начинается с определения главной цепи - самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле. В случае алкинов главная цепь должна содержать тройную связь.

2. Нумерация атомов главной цепи. Нумерация атомов главной цепи начинается с того конца, с которого ближе расположены по старшинству (по преимуществу):

кратная связь → заместитель → углеводородный радикал.

Т.е. при нумерации в определении названия алкина положение кратной связи имеет преимущество перед остальными.

Если по положению тройной связи нельзя определить начало нумерации атомов в цепи, то его определяет положение заместителей так же, как для предельных углеводородов и алкенов.

3. Формирование названия., После корня, обозначающего числа атомов углерода в цепи, и суффикса –ин, обозначающий принадлежность соединения к классу алкинов, через в конце названия указывают местоположение тройной связи в углеродной цепи, т.е. номер атома углерода, у которого начинается тройная связь.

Если есть заместители, то в начале названия указывают цифры − номера атомов углерода, при которых находятся заместители. Если при данном атоме находятся несколько заместителей, то соответствующий номер в названии повторяется дважды через запятую (2,2-). После номера через дефис указывают количество заместителей (ди – два, три – три, тетра − четыре, пента − пять) и название заместителя (метил. этил, пропил). Затем без пробелов и дефисов − название главной цепи. Главная цепь называется как углеводород − член гомологического ряда ацетилена (этин (ацетилен), припин, бутин и т.д.).

Пример:

CH₃ Cl CH₃

7 6| 5| 4| 3 2 1

CH₃ – CH – CH – C – C ≡ C – CH₃

|

C₂H₅

4,6-диметил-4-этил-5-хлоргептин-2