Alkini su ugljovodonici koji na jednom mestu u

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 n Opšta formula alkina: Cn. H 2 n-2 n

Struktura alkina n n n 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

Struktura alkina (nastavak) n n 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%)

Struktura alkina (nastavak) Karakteristične reakcije alkina su adicije, s tom razlikom što su manje reaktivni od alkena n Alkini sa trogubom vezom unutar molekula su stabilniji od terminalnih n Prvi član homologe serije je acetilen, C 2 H 2, po kome se čitava klasa jedinjenja naziva acetilenima n

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

IUPAC nomenklatura alkina n Dobijaju imena po istim pravilima koja važe za alkane i alkene, samo što dobijaju nastavak –in n n 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

IUPAC nomenklatura alkina (nastavak)

IUPAC nomenklatura alkina (nastavak) n n n 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 CH 3 -CH=CH-C CH 3 -penten-1 -in HC C-CH 2 -CH=CH 2 1 -penten-4 -in

IUPAC nomenklatura alkina (nastavak) n n 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 n n (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

Fizičke osobine alkina n slične su fizičkim osobinama alkana i alkena n n n 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

Dobijanje alkina n Dva osnovna načina za uvođenje trogube veze u molekul: dvostruka eliminacija iz 1, 2 dihalogenalkana ili 1, 1, 2, 2 tetrahalogenalkana n alkilovanje terminalnih alkinil jona n

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 n Reakcija se izvodi jakim bazama n

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

Alkilovanje acetilena alkilhalogenidima n n Ova reakcija je u svojoj osnovi supstitucija Veoma bazni acetilidni anjon zamenjuje halogenid u alkil halogenidima (ORA 262)

Konkurentna reakcija n n n 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

Eliminacija ili supstitucija? n Kada su supstitucija i eliminacija konkurentne reakcije, učešće eliminacije raste sa promenom strukture alkilhalogenida od primarnog preko sekundarnog do tercijarnog

Industrijski način dobijanja acetilen se industrijski dobija iz jeftinih prirodnih sirovina, koksa, krečnjaka i vode Ca. CO 3 Ca. O + CO 2 3 C + Ca. O Ca. C 2 + CO Ca. C 2 + 2 H 2 O HC CH + Ca(OH)2 n

Reakcije alkina n n 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

1. Adicione reakcije n 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

Adicija vodonika n 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:

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

n n n 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 transalkeni (opet ukoliko alkin nije terminalan)

Trans-adicija vodonika. Mehanizam

Adicija halogena n 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

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

Adicijanovodonika n Cijanovodonik se adira na acetilen u prisustvu barijum cijanida kao katalizatora i gradi vinil cijanid n Metoda za produženje ugljeničnog niza za jedan C-atom

Adicija vode n Adicijom vode na acetilen u prisustvu živa(II)sulfata, Hg. SO 4, i sumporne kiseline, H 2 SO 4, gradi se vinil-alkohol, koji je nestabilan i odmah se preuređuje u acetaldehid

n n 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

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

n Metil-acetilen se polimerizuje u simtrimetilbenzen, a dimetil-acetilen u heksametilbenzen

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

Oksidacija alkina 1. Oksidacija permanganatom n Karboksilne kiseline se lako identifikuju, zbog čega ova metoda služi za utvrđivanje položaja trogube veze u molekulu

Oksidacija alkina (nastavak) n CH grupa kod terminalnih alkina oksiduje se u ugljen dioksid 2. Ozonoliza alkina

Oksidacija alkina. Ozonoliza n n 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:

Kiselost alkina – građenje acetilida n n n 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: CH 3 CH 2 C CH + Ag. NO 3 CH 3 CH 2 C CAg talog

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