Химические свойства алкинов: каталитическое гидрирование и восстановление натрием в жидком аммиаке, использование в синтезе (z)- и (e)-алкенов.
Восстановление алкинов. Алкины в присутствии катализаторов Pd, Pt или Ni восстанавливаются с образованием алканов. Процесс гидрирования осуществляется ступенчато:
Сначала образуется цис-изомер:
При восстановлении алкинов с помощью натрия в жидком аммиаке водород также присоединяется селективно, но с образованием транс-изомера:
Химические свойства алкинов: реакции электрофильного присоединения к тройной связи – галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация (реакция Кучерова).
В реакцию галогенирования может вступать одна или две молекулы галогена. В результате присоединения одной молекулы галогена образуется преимущественно транс-дигалогеналкен. Присоединение второй молекулы галогена идет труднее. При этом образуется тетразамещенный алкан и наблюдается обесцвечивание характерной окраски брома (качественная реакция на кратную связь).
Гидрогалогенирование
Алкины могут присоединять одну или две молекулы галогеноводорода (НСl, НВr) с образованием моногалогенозамещенных алкенов или геминальных дигалогеналканов (оба атома галогена находятся при одном атоме углерода). Присоединение протекает в соответствии с правилом Марковникова:
Гидратация (реакция Кучерова). Алкины в присутствии катализатора — солей ртути (II) взаимодействуют с водой. Присоединение происходит в соответствии с правилом Марковникова. В результате гидратации ацетилена образуется уксусный альдегид, гомологи образуют кетоны.
Гидратация алкинов протекает через стадию образования енолов — гидроксипроизводных углеводородов, содержащих гидроксильную группу у атома углерода с двойной связью. Такие соединения являются неустойчивыми. В процессе образования они изомеризуются в более стабильные карбонильные соединения — альдегиды или кетоны. Эта закономерность была установлена в 1877 году русским химиком А. П. Эльтековым и получила название «правило Эльтекова»
Механизм:
Кислотность ацетилена и терминальных алкинов. Димеризация, тримеризация ацетилена. Полиацетилен.
Терминальные алкины проявляют свойства очень слабых кислот: водород при концевой тройной связи может замещаться на металл. В результате реакции образуются соли алкинов: ацетилениды, т.е. реагируют с натрия амидом NаNН2 в жидком аммиаке, аммиачным раствором серебра оксида Аg2O и меди (I) хлорида СuCl.
Алкиниды серебра представляют собой осадки белого цвета, а меди (I) — осадки красно-бурого цвета. Реакции терминальных алкинов с растворами аммиакатов серебра и меди (I) является качественной на концевую тройную связь.
Ацетилен в присутствии меди (I) хлорида и аммония хлорида димеризуется с образованием винилацетилена (промежуточный элемент при производстве синтетических каучуков):
Ацетилен и его гомологи подвергаются циклотримеризации. При нагревании ацетилена в присутствии активированного угля образуется бензол.
Полиацетилен [–CH≡CH–] — органическое вещество, полимер ацетилена. Известны цис- и транс-формы полиацетилена. При нагревании цис-изомера до 100-150 °C, совершается переход в транс-форму. В зависимости от способа получения полиацетилен может представлять собой чёрный порошок, сероватый пористый материал, серебристые или золотистые плёнки. Не растворим ни в одном из известных органических растворителей.