I. Реакции присоединения

Химические свойства

Углеродные атомы в молекуле ацетилена находятся в состоянии sp-гибридизации. Это означает, что каждый атом углерода обладает двумя гибридными sp- орбиталями, оси которых расположены на одной линии под углом 180° друг к другу, а две p- орбитали остаются негибридными.

sp- Гибридные орбитали двух атомов углерода в состоянии,
предшествующем образованию тройной связи и связей C–H

По одной из двух гибридных орбиталей каждого атома углерода взаимно перекрываются, приводя к образованию s- связи между атомами углерода. Каждая оставшаяся гибридная орбиталь перекрывается с s- орбиталью атома водорода, образуя s- связь С–Н.

Схематическое изображение строения молекулы ацетилена (ядра атомов углерода и водорода на одной прямой,
две p- связи между атомами углерода находятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях)

Две негибридные p- орбитали каждого атома углерода, расположенные перпендикулярно друг другу и перпендикулярно направлению s- связей, взаимно перекрываются и образуют две p- связи. Таким образом, тройная связь характеризуется сочетанием одной s- и двух p- связей.
Для алкинов характерны все реакции присоединения, свойственные алкенам, однако у них после присоединения первой молекулы реагента остается еще одна p- связь (алкин превращается в алкен), которая вновь может вступать в реакцию присоединения со второй молекулой реагента. Кроме того, "незамещенные" алкины проявляют кислотные свойства, связанные с отщеплением протона от атома углерода, составляющего тройную связь (ºС–Н).

1) Гидрирование. Гидрирование алкинов осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью.

CH₃–CºCH(пропин) ––^t°,Pd;H2•® CH₃–CH=CH₂(пропен) ––^t°,Pd;H2® CH₃–CH₂–CH₃(пропан)

2) Галогенирование. Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция на тройную связь). Реакция галогенирования алкинов протекает медленнее, чем алкенов.

HCºCH ––^Br2® CHBr=CHBr(1,2- дибромэтен) ––^Br2® CHBr₂–CHBr₂(1,1,2,2- тетрабромэтан)

3) Гидрогалогенирование. Образующиеся продукты определяются правилом Марковникова.

CH₃–CºCH ––^HBr® CH₃–CBr=CH₂(2- бромпропен -1) ––^HBr® CH₃–CBr₂–CH₃(2,2- дибромпропан)

4) Гидратация (реакция Кучерова). Присоединение воды осуществляется в присутствии сульфата ртути. Эту реакцию открыл и исследовал в 1881 году М.Г.Кучеров.
Присоединение воды идет по правилу Марковникова, образующийся при этом неустойчивый спирт с гидроксильной группой при двойной связи (так называемый, енол) изомеризуется в более стабильное карбонильное соединение - кетон.

C2H5–CºCH + H2O ––^HgSO^4® [C2H5–

C=CH2](енол) ® C2H5– I ø OH

C–CH3(метилэтилкетон) II O

В случае гидратации собственно ацетилена конечным продуктом является альдегид.

		O II
HCºCH + H2O ––^HgSO^4® [CH2=	CH](енол) ® CH3– I	C(уксусный альдегид) I
H	O	H

5) Полимеризация. Ацетиленовые углеводороды ввиду наличия тройной связи склонны к реакциям полимеризации, которые могут протекать в нескольких направлениях:

a) Под воздействием комплексных солей меди происходит димеризация и линейная тримеризация ацетилена.

HCºCH ––^kat.HCºCH® CH₂=CH–CºCH ––^kat.HCºCH® CH₂=CH–CºC–CH=CH₂

b) При нагревании ацетилена в присутствии активированного угля (реакция Зелинского) осуществляется циклическая тримеризация с образованием бензола.

+

––^600^°C,C®

Дата добавления: 2013-12-12