11.5 Получение алкинов

Способы получения: дегидрирование алкенов, дегидрогалогенирование и дегалогенирование галогенпроизводных углеводородов, получение ацетилена из карбида кальция.

1. Дегидрирование алкенов (высокие температуры).

2. Дегидрогалогенирование галогенпроизводных углеводородов.

Пример: от дибромэтана отщепляются атомы водорода и брома с образованием этина (отщепление происходит под воздействием спиртового раствора щелочи).

3. Дегалогенирование галогенпроизводных углеводородов.

Отщепление хлора у тетраметана происходит в присутствии цинка:

4. Получение ацетилена из карбида кальция (гидролиз карбида кальция).

 Самый старый, проверенный временем метод получения ацетилена – реакция карбида кальция с водой.

5. Крекинг метана и его гомологов (промышленный способ).

Ацетилен получают в промышленности путем высокотемпературного крекинга метана:

или его ближайших гомологов – этана и пропана, в этом случае ацетилен образуется при более низких температурах:

Сырьем в этих способах служит природный газ или нефть.

11.6 Физические свойства алкинов

Физические свойства алкинов похожи на свойства алканов и алкенов.

Температуры кипения и плавления ацетиленовых углеводородов увеличиваются с ростом их молекулярной массы.

При обычных условиях алкины С₂Н₂-С₄Н₆– газы, С₅Н₈-С₁₆Н₃₀ – жидкости, с С₁₇Н₃₂ – твердые вещества. Алкины имеют специфический запах.

Наличие тройной связи в цепи приводит к повышению температуры кипения, плотности и растворимости их в воде по сравнению с олефинами (алкенами) и парафинами (алканами). Они хорошо растворяются в органических растворителях.

Ацетилен (С₂Н₂) – бесцветный газ, легче воздуха, мало растворим в воде, в чистом виде почти без запаха.

11.7 Реакции присоединения: реакция Кучерова (гидратация этина).

Присоединение воды к этину происходит в присутствии катализатора соли ртути (II) и идет через образование неустойчивого непредельного спирта (этенол), который изомеризуется в уксусный альдегид (этаналь по ИЮПАК):

Присоединение воды к пропину идет через образование неустойчивого непредельного спирта (пропенола), который изомеризуется в кетон (пропанон по ИЮПАК):

11. Алкадиены. Классификация. Строение сопряженных алкадиенов. Номенклатура. Способы получения бутадиена-1.3 из галогенпроизводных углеводородов, из двухатомных спиртов. Химические свойства (восстановление, бромирование).

Алкадиены – непредельные ациклические углеводороды,

- относятся к гомологическому ряду диенов (углеводороды с двумя двойными связями углеродов);

- общей формула диенов С_nН_2n‑2 (n ≥ 3), которая совпадает с формулой для алкинов.

Отличия алкадиенов от других углеводородов в ряду диенов:

- двойные связи разделены одной и более одинарными связями ( у диенов двойные связи могут быть рядом);

- сопряженные алкадиены имеют одну одинарную связь С – С, разделяющую двойные С=С.

Сопряженные алкадиены имеют большое практическое значение. Основная сфера использования сопряженных алкадиенов и их производных – это производство каучука.

Дивинил и изопрен – традиционные (тривиальные) названия.

Дивинил – бесцветный, легко сжижающийся (при ‑4,5 °C) газ с неприятным запахом, изопрен – низкокипящая (34,1 °C) жидкость.

Строение сопряженных алкадиенов

С троение углеводородов представляется в виде формул и схем с указанием степени гибридизации (sp² – гибридизация) и типов связи между атомами (σ и π связи).

Например: бутадиен-1,3

Номенклатура (ИЮПАК)

- За ос­нову названия алкадиенов принимается самая длинная цепь (образующий углеводород), которая содержит две двойные связи.

- В конце названия образующего углеводорода приписывается суффикс –диен и указываются номера атомов, после которых начинаются кратные связи.

- Отсчет номеров атомов углерода выбирается так, чтобы номер двойной связи был наименьшим, при этом боковые радикалы - заместители также должны иметь наименьшие номера и перечисляться в порядке возрастания их сложности.

- Перед названием заменителя указывается его место, если в соединении находится несколько одинаковых заместителей, то и наряду с указанием места расположения каждого заместителя, с помощью умножающих приставок (греческих числительных), указывается их количество: ди-, три-, тетра-, пента и так далее;

Например: 3,4-диметилпентадиен-1,3 CH2=CH-C(CH3)=C(CH3)-CH3

Получение бутадиена-1.3 из из двухатомных спиртов (дегидратация)

Дегидратация гликолей (отщепление молекул воды от двухатомных спиртов).

Получение бутадиена-1.3 из галогенпроизводных углеводородов (дегидрогалогенирование)

Дегидрогалогенирование (отщепление атомов водорода и галогена) при действии спиртового раствора щелочи на дигалогеналканы (например: дихлорбутан).

Синтез дивинила по Лебедеву (из одноатомных спиртов - алканолов)

Химические свойства (восстановление, бромирование).

Восстановление и бромирование относятся к реакциям присоединения

(наличие двойных связей – благоприятный фактор)

1. Гидрирование (присоединение водорода - восстановление)

При гидрировании бутадиена-1,3 получается бутен-2, т.е. происходит 1,4-присоединение. При этом двойные связи разрываются, к крайним атомам углерода с номерами 1 и 4 присоединяются атомы водорода, а свободные валентности образуют двойную связь между атомами с номерами 2 и 3:

В присутствии катализатора Ni получается продукт полного гидрирования:

2. Галогенирование – присоединение галогенов (например: бромирование – присоединения брома)

Алкадиены вступают в те же реакции присоединения, что и алкены. Сопряженные диены имеют особые свойства, в частности, в реакциях присоединения; они образуют продукты 1,4 ‑присоединения и 1, 2- присоединения.

При избытке брома присоединяется еще одна его молекула по месту оставшейся двойной связи с образованием 1,2,3,4-тетрабромбутана.

Получение дивинила (дополнительный материал).

1. Дигидрирование бутана.

2) способ Лебедева – одновременное отщепление воды и водорода от этанола (катализатор ZnO/Al₂O₃):

В результате полимеризации дивинила образуется полибутадиеновый каучук:

12. Спирты. Классификация. Одноатомные и двухатомные спирты: изомерия, физические свойства, номенклатура. Способы получения: гидратация алкенов, гидролиз галогенпроизводных углеводородов, восстановление альдегидов и кетонов, с помощью реактивов Гриньяра и карбонильных соединений. Основно-кислотные свойства. Химические свойства одноатомных спиртов.

Спиртами называют производные углеводородов, содержащие вместо одного или нескольких атомов водорода одну или несколько гидроксильных групп (-OH).

Общая формула спиртов R-OH (где R – углеводородный радикал).