Тема 15. Алкины, алкадиены Содержание темы: Алкины, их

Тема 15.
Алкины, алкадиены
Содержание темы: Алкины, их электронное строение, изомерия и номенклатура.
Способы получения алкинов и их химические свойства. Алкадиены, их электронное
строение, изомерия и номенклатура. Химические свойства сопряженных диенов.
Алкины — ненасыщенные углеводороды с одной тройной связью С C и общей
формулой CnH2n-2. Названия алкинов образуются заменой суффикса -ан в алканах на
суффикс -ин. Атомы углерода тройной связи имеют sp-гибридизацию.
Получение алкинов
2CH4
t°
HC CH + 3H2
CaC 2 + 2H2O
CH3 CH CH2
Br Br
HC CH + Ca(OH)2
KOH, спирт, t°
CH3C CH
(-2HBr)
CH3 CH2 CHBr2
KOH, спирт, t°
CH3C CH
(-2HBr)
Br Br
Zn, пыль
CH3C CH
CH3 C CH
(-2ZnBr2)
Br Br
Химические свойства алкинов
1.
Реакции электрофильного присоединения галогенов, галогеноводородов и воды
Cl2CH CHCl2
ClCH CHCl; CH CH + 2Cl2
CH CH + Cl2
CH3 C(Cl) CH2; CH3C CH + 2HCl
2+ +
O
CH CH + H2O Hg /H CH3 C
H
CH3C CH + HCl
2.
CH3 CCl2 CH3;
Гидрирование
CH CH + H2 cat CH2 CH2
CH CH + 2H2 cat CH3 CH3
3.
Димеризация и тримеризация
CH CH + CH CH
3CH CH
Cu2Cl2, NH3, H2O
CH C CH CH2
C (graphit), 500°C
В отличие от алкенов, алкины с тройной связью на конце цепи R-C CH имеют
очень слабые "кислотные" свойства — атом водорода при sp-гибридном атоме углерода
замещается на металл под действием аммиачного раствора оксида серебра.
HC≡CH + Ag2O/NH3
2R–C≡CH + Ag2O/NH3
Ag–C≡C–Ag↓ + H2O
2R–C≡C–Ag + H2O
Диеновые углеводороды — ненасыщенные углеводороды состава CnH2n-2 ,
молекулы которых содержат две двойные связи. Наиболее устойчивы диены с
сопряженными двойными связями, которые способны к реакциям 1,4-присоединения.
Сопряжение – образование единой р-электронной системы, включающей три или более
атомов, за счет перекрывания их p-орбиталей. Существует два вида сопряжения: π,πсопряжение и p, π-cопряжение.
СН2 СН СН СН2
СН2 СН N(CH3)2
СН2 СН СН O
π,π -сопряжение
СН2 СН O CH3
р,π -сопряжение
Получение алкадиенов.
t°
2CH3CH2OH cat CH2=CH-CH=CH2 + 2Н2О + H2
t°
CH3CH2CH2CH3 cat H2 + C4H8 (CH3CH2CH=CH2 и CH3CH=CHCH3)
t°
C4H8 cat CH2=CH-CH=CH2 + H2
Химические свойства алкадиенов
1.
Реакции присоединения:
CH2 CH CH CH2 + Br2
CH2 CH CH CH2 + CH2 CH CH CH2
Br
Br
Br
Br
(основной продукт) (побочный продукт)
CH2 CH CH CH2
Br
Br Br Br
CH2 CH CH CH 2 + Br2
Br
Br
2.
Полимеризация
n CH2=CH-CH=CH2
t°
cat
(–CH2–CH=CH–CH2–)n
Домашнее задание для подготовки к занятию:
1.
2.
3.
Проработайте главу 11, §11.4, 11.5 ОХ и материал лекций.
Из каких соединений может быть получен:
а) пропин; б) метилбутадиен-1,3? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Напишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства:
a) пропина; б) изопрена (метилбутадиена-1,3).
САРС «Алкины, алкадиены»
1.
Осуществите следующие превращения:
а) этан → хлороэтан → этен → этанол → бутадиен-1,3;
б) этен → этанол → этен → 1,2-дихлороэтан → ацетилен.
2. Напишите структурные формулы всех углеводородов состава С5 Н8 и назовите их.
3. Среди следующих веществ выберите изомеры и гомологи:
метилбутин-1; пентен-2; пентин-2; циклопентен; 2-метилгептин-4; гексадиен-1,3; 3метилбутен-1.
4. Напишите реакции присоединения водорода к пропену, пропину и бутадиену-1,3.
5. Напишите реакции гидратации ацетилена и пропина.
6. Напишите уравнения реакций, подтверждающих сходство и различие химических
свойств:
а) этена и этина; б) бутина-1 и бутина-2.
7. Предложите способ получения:
а) этина из этена; б) бутина-2 из бутена-2; в) бутина-2 из бутина-1.
8. Напишите структурные формулы всех изомеров состава С4 Н6 и назовите их.
Получите 5 различных органических соединений из одного из этих изомеров, используя
только неорганические вещества и катализаторы. Укажите названия и классы
полученных веществ.
9. Предложите способ получения 1,2-дихлороэтана и 1,1-дихлороэтана из ацетилена.
10. При реакции смеси пропана и ацетилена с избытком раствора брома масса смеси
увеличивается на 1.6 г. Полное сгорание такой же смеси приводит к образованию 14 л
СО2 (н.у.). Определите массовые доли веществ в исходной смеси газов. (Ответ: ω1=0.986,
ω2=0.014).
11. Смесь газообразного алкина с водородом с плотностью 0.429 г/л (н.у.) пропустили
над никелевым катализатором и получили газовую смесь, не обесцвечивающую бромную
воду, с плотностью 0.714 г/л (н.у.). Определите формулу исходного алкина. (Ответ:
пропин).
12. 4.48 л (н.у.) смеси этилена с диеновым углеводородом разветвленного строения
обесцвечивает 148 мл раствора брома в тетрахлориде углерода с массовой долей брома
15 % и плотностью 1.8 г/мл. Определите структурную формулу диенового углеводорода,
если известно, что при сжигании такого же количества исходной смеси образуется 9 г
воды. (Ответ: изопрен).
13. На полное гидрирование смеси метана, ацетилена и пропена расходуется равный ей
объем водорода, а для ее сжигания необходим объем кислорода, превышающий объем
исходной смеси в 2.7 раза. Определите плотность исходной смеси по водороду. (Ответ:
12.6).