Uhlovodíky s trojnými vazbami. Alkyny

Transkript

1 Uhlovodíky s trojnými vazbami alkyny právě jedna trojná vazba, necyklické... Obecné vlastnosti trojné vazby Skládá se z jedné vazby σ a dvou vazeb π. Učební text, Hb 2010 Maximální elektronová hustota π vazeb je mezi jádry C - atomů v prostoru mimo spojnici jader. Elektrony π - vazeb vytváří dutý válec, v jehož ose je umístěna vazba σ. A E probíhají paradoxně u alkynů obtížněji než u alkenů. Nahromadění elektronů trojné vazby mezi jádry atomů C vede ke snížení elektronové hustoty na opačné straně C - atomu => možnost A Nu (na rozdíl od alkenů). Vazebné poměry => zvýšená kyselost H - atomů vázaných s C atomy, ze kterých vychází trojná vazba. obecný vzorec alkyny C nh 2n-2 1. Fyzikální vlastnosti Alkyny Podobné jako u alkenů, mají však vyšší body tání i varu. 2. Chemické vlastnosti 2.1 Adice elektrofilní Probíhají ve dvou stupních v souladu s Markovnikovým pravidlem Často je nutný katalyzátor (soli těžkých kovů) i) Adice halogenovodíků adice chlorovodíku na propyn: 1. stupeň: 2. stupeň: ii) Adice halogenů adice chloru na ethyn: 1. stupeň: 2. stupeň: 1/5

2 2.2 Adice nukleofilní i) Adice kyanovodíku na ethyn ii) Adice vody na trojnou vazbu adice vody na ethyn: Reakce probíhá v přítomnosti H 2SO 4 a HgSO 4. Vinylalkohol je nestabilní, dochází k přesmyku H z hydroxylové skupiny na sousední C - atom. Současně s tím vzniká dvojná vazba mezi O a C. Vinylalkohol a ethanal jsou tautomery (druh izomerie), liší se polohou H a dvojné vazby. Jev... tautomerie. Izomer s hydroxylovou skupinou a s dvojnou vazbou mezi C - atomy se označuje jako enolforma (-en + -ol). Izomer s dvojnou vazbou mezi atomy C a O se označuje jako ketoforma. Obě formy mohou být v rovnováze, ale v tomto případě je enolforma nestálá. 2.3 Adice radikálová i) Katalytická hydrogenace Má dva stupně, lze ji usměrnit tak, aby vznikl produkt prvního stupně. katalytická hydrogenace ethynu: 2.4 Dimerace, trimerace a tetramerace ethynu i) Dimerace ethynu ii) Trimerace ethynu 2/5

3 iii) Tetramerace ethynu 2.5 Vznik acetylidů Projevení kyselosti H - atomů v molekule ethinu (acethylenu). Jsou méně kyselé než H atomy v H 2O a více než H v NH 3. Acetylidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin Vodou se rozkládají za vzniku acethylenu (voda je silnější kyselina než acethylen), jsou stálé vůči vyšším teplotám. Například acetylid sodný NaC CNa Acetylidy těžkých kovů Ve vodě jsou nerozpusné, při vyšších teplotách explodují. Například acetylid měďný 2.6 Spalování alkynů Vzniká CO 2 a H 2O a velké množství sazí (především u ethynu) 2.7 Zástupci Ethyn Bezbarvý plyn, ve směsi se vzduchem výbušný Výroba hydrolýzou acetylidu vápenatého, neboli karbidu vápníku CaC 2 CaC H 2O -> CH CH + Ca(OH) 2 pyrolýzou methanu zahříváním bez přístupu vzduchu Použití výroba PVC, syntetického kaučuku,... 3/5

4 2.3.2 Hydrogenace Snadněji na koncích C řetězce. Jako katalyzátory se používají upravené kovy, například Raneyův nikl (vzniká rozkladem slitiny Al a Ni roztokem alkalického hydroxidu) Viz výroba alkanů Polymerace Spojení velkého počtu monomerů (nízkomolekulárních látek) za vzniku polymerů. Podrobněji ve 4. ročníku. 2.4 Substituční reakce alkenů Probíhají na C sousedícím s C=C. reakce halogenů s alkeny při teplotě C: 3. Výroba alkenů 3.1 Dehydrogenace Katalyzátor směs Al 2 O 3 a Cr 2 O 3, teplota C. 3.2 Dehydratace Odštěpení molekuly vody Opačná reakce než adice vody na dvojnou vazbu, katalyzátor H 2 SO 4, vyšší teplota. 4. Zástupci Ethen (ethylen) Bezbarvý plyn, se vzduchem tvoří výbušnou směs, získává se při zpracování ropy nebo zemního plynu. Použití výroba polyethylenu (PE), ethanolu. Je rostlinným hormonem (urychluje zrání ovoce). Propen ( propylen) Získává se z ropy. Použití výroba polypropylenu (PP) 4/5

5 1. Dělení a reakce Alkadieny 1.1 Alkadieny s kumulovanými dvojnými vazbami Málo stabilní, přesmykují se na alkyny. 1.2 Alkadieny s izolovanými dvojnými vazbami Reagují podobně jako alkeny. 1.3 Alkadieny s konjugovaným systémem dvojných vazeb Mechanismus reakcí je podobný jako u alkenů, vznikají však směsi produktů (složení lze ovlivnit teplotou). Adice na konjugovaný systém dvojných vazeb jsou méně energeticky náročné než podobné reakce alkenů (protože vznikající karbkationty nebo radikály jsou v konjugovaném systému lépe stabilizovány). 2. Zástupci Buta-1,3-dien Plyn, vyrábí se katalytickou dehydrogenací butanu nebo butenů. Použití výroba butadienstyrenových kaučuků, případně jiných syntetických kaučuků. Isopren (2-methylbuta-1,3-dien) Základní stavební jednotka přírodního kaučuku a dalších přírodních látek, například terpenů, karotenoidů a jiných sloučenin (isoprenoidů) 5/5