Alkyny.odt
Uhlovodíky s trojnými vazbami Učební text, Hb 2010 •
alkyny – právě jedna trojná vazba, necyklické ........
Obecné vlastnosti trojné vazby • • • • •
Skládá se z jedné vazby σ a dvou vazeb π. 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. AE 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 ANu (na rozdíl od alkenů). Vazebné poměry => zvýšená kyselost H - atomů vázaných s C atomy, ze kterých vychází trojná vazba.
Alkyny •
obecný vzorec alkyny CnH2n-2
1. Fyzikální vlastnosti •
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 •
Např. adice chlorovodíku na propyn: 1. stupeň:
2. stupeň:
ii) Adice halogenů •
Např. adice chloru na ethyn: 1. stupeň:
2. stupeň:
1/5
Alkyny.odt
2.2 Adice nukleofilní i) Adice kyanovodíku na ethyn
ii) Adice vody na trojnou vazbu •
Např. adice vody na ethyn: Reakce probíhá v přítomnosti H2SO4 a HgSO4.
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. Např. katalytická hydrogenace ethynu:
2.4 Dimerace, trimerace a tetramerace ethynu i) Dimerace ethynu
ii) Trimerace ethynu
2/5
Alkyny.odt
iii) Tetramerace ethynu
2.5 Vznik acetylidů • •
•
Projevení kyselosti H - atomů v molekule ethinu (acethylenu). Jsou méně kyselé než H atomy v H2O a více než H v NH3. 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 CO2 a H2O a velké množství sazí (především u ethynu)
2.7 Zástupci Ethyn • •
•
3/5
Bezbarvý plyn, ve směsi se vzduchem výbušný Výroba • hydrolýzou acetylidu vápenatého, neboli karbidu vápníku CaC2 CaC2 + 2 H2O -> CH≡CH + Ca(OH)2 • pyrolýzou methanu – zahříváním bez přístupu vzduchu Použití – výroba PVC, syntetického kaučuku, ...
Alkyny.odt
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.
2.3.4 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. Např. reakce halogenů s alkeny při teplotě 500 – 600°C:
3. Výroba alkenů 3.1 Dehydrogenace •
Katalyzátor směs Al2O3 a Cr2O3, teplota 500 – 1000°C.
3.2 Dehydratace • • •
Odštěpení molekuly vody Opačná reakce než adice vody na dvojnou vazbu, katalyzátor H2SO4, vyšší teplota. Např.
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) • •
4/5
Získává se z ropy. Použití – výroba polypropylenu (PP)
Alkyny.odt
Alkadieny 1. Dělení a reakce 1.1 Alkadieny s kumulovanými dvojnými vazbami • •
Málo stabilní, přesmykují se na alkyny. Např.
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). Např.
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) •
5/5
Základní stavební jednotka přírodního kaučuku a dalších přírodních látek, například terpenů, karotenoidů a jiných sloučenin (isoprenoidů)
