ВУЗ: Национальный исследовательский томский политехнический университет
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Химия
Добавлен: 09.02.2019
Просмотров: 10341
Скачиваний: 59
131
В результате реакции гидратации только ацетилен превращается
в альдегид; гидратация гомологов ацетилена протекает по правилу Мар-
ковникова; и образующиеся енолы изомеризуются в кетоны. Так, на-
пример, пропин превращается в ацетон:
Реакция каталитической гидратации алкинов была открыта
М.Г. Кучеровым (1881 г.) и носит его имя.
8.5.2. Нуклеофильное присоединение
Алкины, в отличие от алкенов, способны вступать в реакции нук-
леофильного присоединения. Это можно объяснить тем, что в линейной
молекуле алкина атом углерода становится более доступным для атаки
нуклеофилами. Синильная кислота присоединяется к ацетилену в при-
сутствии цианидов щелочных металлов с образованием важного моно-
мера акрилонитрила:
H C C H
HCN
H
2
C CH CN
NaCN
Реакция проходит через промежуточное образование винильных
карбанионов. Относительно высокая стабильность последних и является
причиной повышенной активности ацетиленов по отношению к нук-
леофилам:
H C C H
HC CH CN
CN
-
HCN
H
2
C CH CN
Первичные амины под действием оснований присоединяются к ал-
кинам с образованием иминов:
Спирты, фенолы, тиолы, амины и карбоновые кислоты присоеди-
няются к алкинам в присутствии гидроксидов и алкоголятов щелочных
металлов, например:
132
Часто подобные реакции называют реакциями винилирования, по-
скольку их результатом является введение винильной группы в спирты,
амины, карбоновые кислоты и т.п. Таким образом получают виниловые
эфиры CH
2
=CHOR, винилацетат, CH
2
=CHOCOCH
3
, енамины CH
2
=CHNR
2
.
В среде очень сильных оснований (например, КОН+ДМСО) ацети-
лен реагирует с сероводородом, образуя дивинилсульфид:
8.5.3. Кислотные свойства. Реакция замещения
«ацетиленового» атома водорода
Особенностью алкинов, имеющих концевую тройную связь, являет-
ся их способность отщеплять протон под действием сильных оснований,
т.е. проявлять слабые кислотные свойства. Возможность отщепления
протона обусловлена сильной поляризацией
-связи ≡С←Н. Причиной
поляризации является высокая электроотрицательность атома углерода
в sp-гибридном состоянии. Поэтому алкины, в отличие от алкенов и ал-
канов, способны образовывать соли, называемые ацетиленидами.
а) образование ацетиленидов металлов:
Ацетилениды серебра и меди (I) легко образуются и выпадают
в осадок при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксида
серебра или хлорида меди (I). Эти реакции служат для обнаружения ал-
кинов с тройной связью на конце цепи:
133
Ацетилениды серебра и меди как соли очень слабых кислот легко
разлагаются при действии хлороводородной кислоты с выделением ис-
ходного алкина:
Таким образом, используя реакции образования и разложения ацети-
ленидов, можно выделять алкины из смесей с другими углеводородами;
б) взаимодействие с магнийорганическими соединениями. Реакция
Иоцича:
в) взаимодействие с альдегидами. Реакция Реппе:
Данная реакция используется для получения первичных и вто-
ричных спиртов, содержащих тройную связь;
г) взаимодействие с кетонами. Реакция Фаворского:
Механизм реакции:
Данная реакция используется для получения третичных спиртов,
содержащих тройную связь.
134
8.5.4. Реакции окисления и восстановления
Окисление:
а) окисление в мягких условиях.
При окислении в мягких условиях алкины превращаются в 1,2-
дикарбонильные соединения или в оксикислоты. В качестве окислите-
лей используют KMnO
4
в нейтральной среде, диоксид селена, нитрат
таллия, тетраоксиды рутения и осмия. В этих условиях происходит
окисление без разрыва σ-связи С–С (разрушаются только π-связи):
HC CH
KMnO
4
KMnO
4
20
o
C
H
2
SO
4
OsO
4
KClO
3
, H
2
O
C C
O
H
O
H
C C
O
HO
O
OH
этандиаль
щавелевая кислота
MnSO
4 +
K
2
SO
4
C C
O
H
O
OH
глиоксиловая кислота
б) озонолиз.
Озон расщепляет тройную углерод-углеродную связь, превращая
алкин в две карбоновые кислоты, например:
C C
CH
CH
3
CH
3
3-метил-1-бутин
H
3
C
O
3
H
2
O
H
3
C COOH
HOOC
CH
CH
3
CH
3
карбоновые кислоты
в) окисление в жестких условиях.
При жестком окислении (нагревание, концентрированные раство-
ры, кислая среда) происходит расщепление углеродного скелета моле-
кулы алкина по тройной связи и образуются карбоновые кислоты, на-
пример:
135
Восстановление:
В присутствии металлических катализаторов (например: Pt, Pd) ал-
кины восстанавливаются путем последовательного присоединения мо-
лекул водорода, превращаясь сначала в алкены, а затем в алканы:
Алкины восстанавливаются также с помощью натрия или лития
в жидком аммиаке или этиламине CH
3
CH
2
NH
2
, при этом образуются
в основном транс-алкены, например:
8.5.5. Реакция олигомеризации
В присутствии катализаторов алкины могут реагировать друг
с другом, причем в зависимости от условий образуются различные про-
дукты. Так, под действием водного раствора CuCl и NH
4
Cl ацетилен
димеризуется, давая винилацетилен:
Винилацетилен обладает большой реакционной способностью;
присоединяя хлороводород, он образует хлоропрен, используемый для
получения искусственного каучука:
При пропускании ацетилена над активированным углем при 600 °С
происходит тримеризация ацетилена с образованием бензола: