1 / 39

Alkini

Alkini. Alkini su ugljovodonici koji na jednom mestu u svom molekulu imaju dva susedna ugljenikova atoma spojena trogubom vezom, odnosno nezasi ć enom vezom koju sa č injavaju tri elektronska para O pšta formula alkina : C n H 2n-2. Struktura alkina. sp hibridizacija

inari
Download Presentation

Alkini

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Alkini • Alkini su ugljovodonici koji na jednom mestu u svom molekulu imaju dva susedna ugljenikova atoma spojena trogubom vezom, odnosno nezasićenom vezom koju sačinjavaju tri elektronska para • Opšta formula alkina: CnH2n-2

  2. Struktura alkina • sp hibridizacija • linearni raspored hibridnih orbitala • trogubu vezu čini jedna  i dve -veze, koje leže u međusobno normalnim ravnima • geometrija dela molekula koji sadrži trogubu vezu je stoga linearna • Zbog difuznog karaktera -veza distribucija elektrona u troguboj vezi ima oblik cilindričnog oblaka

  3. Struktura alkina (nastavak) • Kao posledica hibridizacije i dve -veze, troguba veza je vrlo jaka • Takođe je velika i energija C-H veze terminalnih alkina • Dužina CC veze je manja nego kod dvogube (120 pm), a takođe je kraća i C-H veza • Razlog: povećani s-karakter hibridnih sp orbitala (učešće s-orbitale je 50%)

  4. Struktura alkina (nastavak) • Karakteristične reakcije alkina su adicije, s tom razlikom što su manje reaktivni od alkena • Alkini sa trogubom vezom unutar molekula su stabilniji od terminalnih • Prvi član homologe serije je acetilen, C2H2, po kome se čitava klasa jedinjenja naziva acetilenima

  5. Nomenklatura • Alkini se imenuju po dva sistema: • kao derivati acetilena i • po IUPAC nomenklaturi • Kao derivati acetilena: smatra se da su vodonikovi atomi u acetilenu zamenjeni alkil grupama

  6. IUPAC nomenklatura alkina • Dobijaju imena po istim pravilima koja važe za alkane i alkene, samo što dobijaju nastavak –in • osnovna struktura je najduži niz koji sadrži trogubu vezu • prisustvo dve, tri itd. trogubih veza naznačava se imenom alkadiin, alkatriin, itd. • položaji trogube veze i supstituenata označavaju se brojevima • Numerisanje počinje od kraja bližeg troguboj vezi, a obeležava se prvi ugljenikov atom trogube veze

  7. IUPAC nomenklatura alkina (nastavak)

  8. IUPAC nomenklatura alkina (nastavak) • Ukoliko su u molekulu prisutne i dvoguba i troguba veza, takav ugljovodonik se zove alkenin • Pri numerisanju glavnog niza koji sadrži i jednu i drugu vezu, polazi se od kraja koji je najbliži jednoj od njih • Ako su dvoguba i troguba veza ekvivalentne u odnosu na krajeve niza, manjim brojem se obeležava dvoguba veza CH3-CH=CH-CCH 3-penten-1-in HCC-CH2-CH=CH2 1-penten-4-in

  9. IUPAC nomenklatura alkina (nastavak) • Za osnovni niz nezasićenog razgranatog ugljovodonika uzima se onaj koji ima najveći mogući broj dvogubih i trogubih veza • Ako u obzir za izbor mogu doći dva ili više nizova, izbor se vrši u korist • (1) onog koji ima najveći broj C-atoma; • (2) ako je broj C-atoma jednak, uzima se onaj koji sadrži veći broj dvogubih veza. U svemu ostalom važe isti principi po kojima se imenuju zasićeni razgranati aciklični ugljovodonici

  10. Fizičke osobine alkina • slične su fizičkim osobinama alkana i alkena • Ne rastvaraju se u vodi, rastvaraju se u nepolarnim organskim rastvaračima kao što je benzen, ugljentetrahlorid, etar • Gustina im je manja od gustine vode • Tačke ključanja rastu sa povećanjem broja ugljenikovih atoma i slične su tačkama ključanja odgovarajućih alkana i alkena

  11. Dobijanjealkina • Dva osnovna načina za uvođenje trogube veze u molekul: • dvostruka eliminacija iz 1,2-dihalogenalkana ili 1,1,2,2-tetrahalogenalkana • alkilovanje terminalnih alkinil jona

  12. Dvostruka eliminacija iz 1,2-dihalogenalkana • Budući da se dihalogenalkani lako dobijaju iz odgovarajućih alkena adicijom halogena,ova reakcija omogućava prevođenje dvogube u trogubu vezu u nekoliko koraka • Reakcija se izvodi jakim bazama

  13. Dehalogenovanje 1,1,2,2-tetrahalogenida • Zagrevanjem tetrahalogenida sa cinkom u prahu, u alkoholnom rastvoru, dobijaju se alkini • Adicija halogena se primenjuje za zaštitu trogube veze

  14. Alkilovanje acetilena alkil- halogenidima • Ova reakcija je u svojoj osnovi supstitucija • Veoma bazni acetilidni anjon zamenjuje halogenid u alkil halogenidima (ORA 262)

  15. Konkurentna reakcija • Alkini su slabe kiseline • Acetilidni jon je, kao konjugovana baza, izuzetno jak, (jači i od hidroksilnog jona) • Jaka baza + alkil-halogenid – uslovi za dobijanje alkena

  16. Eliminacija ili supstitucija? • Kada su supstitucija i eliminacija konkurentne reakcije, učešće eliminacije raste sa promenom strukture alkil-halogenida od primarnog preko sekundarnog do tercijarnog

  17. Industrijski način dobijanja acetilena • acetilen se industrijski dobija iz jeftinih prirodnih sirovina, koksa, krečnjaka i vode CaCO3 CaO + CO2 3C + CaO  CaC2 + CO CaC2 + 2H2O  HCCH + Ca(OH)2

  18. Reakcije alkina • Reakcije alkina su posledica trogube veze i slabo kiselog terminalnog acetilenskog vodonika • Analogne su reakcijama alkena - reakcije elektrofilne adicije • Troguba veza je nešto manje reaktivna prema elektrofilnim reagensima od dvogube, ali je reaktivnija u reakcijama nukleofilne adicije • U slučaju terminalnog položaja trogube veze u molekulu alkina, oni podležu još nekim specifičnim reakcijama

  19. 1. Adicione reakcije • Elektrofilni reagensi i način njihove adicije na trogubu vezu isti su kao i na dvogubu vezu, izuzev što se umesto jednog troše dva molekula reagensa i što je reakcija postupna i sporija

  20. Adicija vodonika • Ukoliko se kao katalizator za adiciju vodonika primeni platina ili paladijum na uglju, suspendovani u rastvoru koji sadrži alkin, pa se kroz rastvor propusti vodonik, doći će do potpunog zasićenja trogube veze i dobijanja alkana:

  21. Prva -veza alkina je reaktivnija nego druga, pa se hidrogenizacija može zaustaviti u fazi intermedijernog alkena primenom modifikovanog katalizatora (Lindlar-ov katalizator). • Lindlar-ov katalizator: paladijum staložen na kalcijum-karbonatu i tretiran olovo-acetatom i hinolinom

  22. Adicija vodonika je, kao i kod alkena, sin, zbog vezivanja vodonika na površinu katalizatora, a zatim na istu stranu molekula • Dobijaju se cis-alkeni, osim u slučaju terminalne trogube veze • Ako se umesto katalitički aktiviranog vodonika za redukciju alkina kao reagens upotrebi metalni natrijum rastvoren u tečnom amonijaku, dobijaju se trans-alkeni(opet ukoliko alkin nije terminalan)

  23. Trans-adicija vodonika. Mehanizam

  24. Adicija halogena • Posle prvog stupnja dobijaju se nezasićeni dihalogenidi, koji su obično manje reaktivni prema daljoj adiciji od samih alkina. Oni se mogu izolovati i to su proizvodi anti-adicije

  25. Adicija halogenovodonika • Alkini adiraju halogenovodonike (HCl i HBr) i grade nezasićene halogenide ili geminalne dihalogenide • Oba stupnja reakcije slede Markovnikovljevo pravilo

  26. Adicija cijanovodonika • Cijanovodonik se adira na acetilen u prisustvu barijum cijanida kao katalizatora i gradi vinil cijanid • Metoda za produženje ugljeničnog niza za jedan C-atom

  27. Adicija vode • Adicijom vode na acetilen u prisustvu živa(II)sulfata, HgSO4, i sumporne kiseline, H2SO4, gradi se vinil-alkohol, koji je nestabilan i odmah se preuređuje u acetaldehid

  28. Ovakav tip izomerije, gde se dva oblika razlikuju po položaju dvogube veze (C=C i C=O) i položaju vodonikovog atoma (-O-H i C-H) naziva se tautomerija (tauto – isto) • Tautomerija predstavlja dinamičku ravnotežu (brz prelaz) između dva izomera uz simultano premeštanje atoma vodonika i dvogube veze

  29. Polimerizacija • Alkini podležu cikličnoj i linearnoj polimerizaciji • Ciklična polimerizacija • Kada se acetilen provodi kroz zagrejanu cev, polimerizuje se u benzen 3CHCH

  30. Metil-acetilen se polimerizuje u sim-trimetilbenzen, a dimetil-acetilen u heksametilbenzen

  31. Linearna polimerizacija • Kada se uvodi u rastvor bakar hlorida u amonijum hloridu, acetilen se polimerizuje u vinilacetilen i divinil acetilen

  32. Oksidacija alkina • Oksidacija permanganatom • Karboksilne kiseline se lako identifikuju, zbog čega ova metoda služi za utvrđivanje položaja trogube veze u molekulu

  33. Oksidacija alkina (nastavak) • CH grupa kod terminalnih alkina oksiduje se u ugljen dioksid Ozonoliza alkina

  34. Oksidacija alkina. Ozonoliza • Acetilen se pri ovoj reakciji pretvara u glioksal i dalje u mravlju kiselinu: • I ova reakcija može da se upotrebi za određivanje položaja trogube veze identifikovanjem dobijenih karbonskih kiselina:

  35. Kiselost alkina – građenje acetilida • U reakciji acetilena sa natrijumom nastaje acetilid i oslobađa se vodonik, kao u svakoj klasičnoj reakciji kiseline i metala • Razlog kiselosti terminalnih alkina • Acetilidi teških metala, npr. Ag, Cu... su nerastvorni u vodi, a veza između metala i C-atoma uglavnom kovalentna: • CH3CH2CCH + AgNO3 CH3CH2CCAg • talog

  36. Acetilen • bezbojan gas • Termodinamički je nestabilan, pri udaru eksplodira i razlaže se na ugljenik i vodonik • Sagorevanjem u struji kiseonika oslobađa veliku količina toplote, čak i do 3400C -upotreba za sečenje i zavarivanje metala

More Related