Файл: ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ.pdf

Добавлен: 09.02.2019

Просмотров: 10346

Скачиваний: 59

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

121 

 

Рис. 7.4. Превращение каучука в резину 

7.6. Анализ алкадиенов 

Диеновые  углеводороды  дают  те  же  характерные  реакции,  что 

и алкены: они обесцвечивают раствор брома в четыреххлористом угле-
водороде  без  выделения  бромистого  водорода;  они  обесцвечивают  хо-
лодный  нейтральный  раствор  перманганата  калия,  однако  они  пред-
ставляют собой более ненасыщенные соединения, что может быть уста-
новлено количественным гидрированием. 

Для доказательства структуры можно применить метод озонолиза: 

озонолиз диенов приводит к альдегидам и кетонам, включая и такие, ко-
торые содержат в одной молекуле две концевые группы С=О, например: 

 

 


background image

 

122 

Глава 8 

АЛКИНЫ 

Алкинами  называют  углеводороды  состава  C

n

H

2n-2

,  содержащие 

одну  тройную  углерод-углеродную  связь.  Простейший  представитель 
этого класса – ацетилен C

2

H

2

,  поэтому  алкины  называют также  ацети-

ленами, или замещенными ацетиленами

8.1. Номенклатура 

Существует два способа построения названий алкинов. 
1. По номенклатуре IUPAC: правила построения названий такие же, 

как и для алкенов, но вместо окончания -ен используют окончание -ин
За  основу  берут  самую  длинную  цепь,  содержащую  тройную  связь, 
а положения  заместителей  и  тройной  связи  обозначают  цифрами,  при 
этом нумерация начинается с конца цепи, наиболее близкого к тройной 
связи, например: 

CH

HC

CH

3

CH

2

C CH

CH

3

C C CH(CH

3

)

2

4

1

2

3

1

2

3

4

5

ацетилен (этин)         1-бутин                          4-метил-2-пентин

 

2. По рациональной номенклатуре: по этой номенклатуре в основу 

названия взято слово ацетилен с указанием заместителей, например: 

CH

3

C C C

6

H

5

CH

3

CH

3

CH

2

C C

метилфенилацетилен                    метилэтилацетилен

 

Поскольку  радикал  НС

С– называют  «этинил»  или  «ацетиленил», 

то  можно  использовать  названия  органических  соединений  как  заме-
щенных этим радикалом. Тогда фенилацетилен  НС

СС

6

Н

5

  будет  назы-

ваться этинилбензолом.  

8.2. Строение ацетилена 

Как  рассматривалось  в  разд.  2.4,  тройная  связь  между  двумя  ато-

мами углерода образуется за счет перекрывания двух sp-гибридных ор-
биталей и четырех p-орбиталей, дающих две 

-связи (рис. 8.1):  

 


background image

 

123 

  

Рис. 8.1. Строение тройной связи в ацетилене 

 
Таким  образом,  тройная  углерод-углеродная  связь  построена  из  

-связи и двух 

-связей; ее прочность – 198 ккал/моль, она прочнее, чем 

двойная  углерод-углеродная  связь  в  этилене  (145  ккал/моль)  или  про-
стая углерод-углеродная связь в этане (83 ккал/мол), и короче, чем лю-
бая  из  них  (расстояние  между  центрами  атомов  углерода  составляет 
0,120 нм). Угол между связями – 180°. 

H

H

C

C

o

1,20A 

1,06A

o

180o

 

Молекула ацетилена имеет линейное строение: 
 

 

Рис. 8.2. Модели молекулы ацетилена: 

а – шаростержневая модель; б – атомно-орбитальная модель 

 


background image

 

124 

8.3. Физические свойства 

Физические  свойства  алкинов  похожи  на  свойства  алканов  и  алке-

нов. При обычных условиях (С

2

–С

4

) – газы, (C

5

–C

16

) – жидкости, начиная 

с  C

17

,  –  твердые  вещества.  Температуры  кипения  алкинов  выше,  чем 

у соответствующих  алкенов.  Так,  этилен  имеет  Т

кип

  =  –103  °С,  ацетилен 

кипит при –83,6 °С; пропен и пропин соответственно при –47 °С и –23 °С. 

Растворимость  низших  алкинов  в  воде  несколько  выше,  чем  алке-

нов и алканов, однако она все же очень мала. Алкины хорошо раство-
римы  в  неполярных  и  малополярных  органических  растворителях,  та-
ких, как бензол, лигроин, эфир, четыреххлористый углерод. 

8.4. Способы получения 

Основными способами получения алкинов являются следующие: 
Промышленное получение ацетилена: 
а) пиролиз углеводородов (разд. 8.4.1) 

 

б) гидролиз карбида кальция (разд. 8.4.2) 

 

Дегидрогалогенирование вицинальных и геминальных дигалогени-

дов (разд. 8.4.3): 

CH

2

C

H

3

C

H

Br

C

H

C

6

H

5

Br

CH

2

C

H

3

C

C C

6

H

5

2 HBr

KOH (C

2

H

5

OH)

 

Дегалогенирование тетрагалогенидов (разд. 8.4.4): 

H

3

C C C C

2

H

5

2 ZnX

2

H

3

C C

X

X

C

X

C

2

H

5

X

2 Zn

X = Cl,Br, I

 

Синтез гомологов ацетилена (разд. 8.4.5): 
а) через магнийорганические соединения: 
 

 


background image

 

125 

б) через ацетилениды металлов: 

 

HC C Na

HC C

Бензилацетилен

Cl CH

2

CH

2

 

8.4.1. Пиролиз алканов 

Ацетилен  получают  в  промышленности  путем  высокотемператур-

ного крекинга метана: 

 

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

 

Можно  получать  ацетилен  пиролизом  жидких  углеводородов. 

Сырьем в этих способах служит природный газ или нефть. 

8.4.2. Гидролиз карбида кальция 

В  лабораториях  и  в  промышленности  ацетилен  получают  карбид-

ным способом. Если кусочки карбида кальция поместить в сосуд с во-
дой  или  же  воду  приливать  к  карбиду  кальция,  сразу  же  начинается 
бурное выделение ацетилена: 

 

Карбид кальция, в свою очередь, получают, прокаливая в электри-

ческих печах оксид кальция и кокс: 

 

Этот метод был открыт Велером ещё в 1862 г. Главный недостаток 

карбидного метода – большая энергоемкость, поэтому в последнее вре-
мя он применяется все реже.