Фронтальная работа по теме "Алкины. Свойства алкинов и методы их получения."
учебно-методический материал по химии (10 класс) на тему

             Фронтальная работа по теме «Алкины».

1. Определите названия соединений по формуле, составьте 4

изомера с названиями, укажите количество пи и сигма связей, тип гибридизации каждого углерода.

2. Постройте структурные формулы по  названию.

3. Для формул под номером 5,6,7,9 задания 1 укажите уравнения реакций гидрирования, дигидрирования, бромирования, гидробромирования , реакции с водой, с амидом  натрия , с магнийорганические соединения (реактив Гриньяра) аммиачные растворы гидроксида меди или серебра, с синильной кислотой, со спиртом, окисления.

4. Для формул 3,4,5  из задания 2 предложите 4 способа их получения.

2.2.4 АЛКИНЫ (1) с.85 – 97;(2) с.95 – 105; (3) с.144 – 159

           Алкины – углеводороды, в молекуле которых присутствует тройная связь. Общая формула алкинов СпН2п-2.

Основные представители

НС  СН – ацетилен

Номенклатура алкинов

1.Систематическая номенклатура (ИЮПАК)

          Порядок названия соединений по данной номенклатуре идентичен алкенам с заменой суффикса –ен на –ин.

Пример:                                   4        3        2      1

СН3 – СН – СН2 – С  СН

                                     5,6,7    С3Н7   4-метилгептин-1

2.Рациональная номенклатура

          По аналогии с алкенами называются соединения по рациональной номенклатуре с заменой этилена на ацетилен и отсутствием симметричности.                                   СН3

СН3 – С  С – СН – СН3

метилизопропилацетилен

Изомерия

          Для алкинов характерна структурная изомерия углеводородного скелета и изомерия положения тройной связи.

Пример:        СН3                                                         СН3

СН3 – СН – СН2 – С  СН    и  СН3 – СН2 – СН – С  СН

              4-метилпентин-1                           3-метилпентин-1

           СН3 – СН2 – С  СН             и   СН3 – С  С – СН3

                бутин-1                                          бутин-2

Способы получения алкинов

          1.Дегидрогалогенирование дигалогенопроизводных алканов.

Реакция протекает по правилу Зайцева.

          1.1 Использованы вицинальные дигалогенопроизводные (атомы галогена расположены у соседних атомов углерода).

Пример:         С1    С1

С2Н5 – СН – СН – СН3  +  2 NaOH (с)   С2Н5 – С  С – СН3

           2,3-дихлорпентан           -2NaC1-2H2O       пентин-2

          1.2 Использованы геминальные дигалогенопроизводные (атомы галогена расположены у одного атома углерода).

Пример:        С1     С1

СН3 – С – СН2 – СН3 + 2NaOH(c)    СН3 – С  С – СН3

              2,2-дихлорбутан       - 2NaOH-2H2O   бутин-2

         2.Алкилирование металлорганических производных ацетилена.

Пример:

СН3 – С  СNa    +        C2H5Br      =      CH3 – C  C – C2H5 + NaBr

метилацетиленид натрия     этилбромид           пентин-2

НС  СMgBr              +        CH3Br       =       CH3 – C  CH

ацетиленидмагнийбромид   метилбромид       пропин

3.Получение ацетилена из карбида кальция

СаС2  +  2Н2О      =      НС  СН

Химические свойства алкинов

          Химические свойства в молекуле алкина определяются строением тройной связи. Тройная связь состоит из двух  и одной  - связей. В молекуле алкина атомы углерода, соединенные тройной связью, расположены ближе друг к другу, чем в молекуле алкена.  - электроны тройной связи втянуты внутрь молекулы, поэтому положительно заряженные атомы углерода менее экранированы с внешней стороны. Следовательно, алкины труднее чем алкены вступают в реакции электрофильного присоединения (Ае) и легче в реакции нуклеофильного присоединения (Аn).

1. Реакции электрофильного присоединения (Ае)

          Данный тип реакций протекает по правилу Марковникова в две стадии с последовательным разрывом  - связей.

1.1 Реакция гидрирования

   СН3 – С  СН +Н2  Pt  CH3 – CH = CH2 + H2 Pt CH3 – CH2 – CH3

     пропин                               пропен                                   пропан

          1.2 Реакция галогенирования                                  С1  С1

СН3 – С  СН    С12    СН3 – С = СН    С12   СН3 – С – СН

                                                            С1   С1                        С1  С1

                                      1,2-дихлорпропен-1  1,1,2,2-тетрахлорпропан

          1.3 Реакция гидрогалогенирования                        С1

СН3 – С  СН   НС1   СН3 – С = СН2   НС1   СН3 – С – СН3

                                                         С1                                   С1

                                                 2-хлорпропен              2,2-дихлорпропан

           1.4 Реакция гидратации (реакция Кучерова)

          В результате реакции все алкины, кроме ацетилена образуют кетоны, ацетилен – альдегид. Реакция протекает через стадию образования енола.

Пример:

НС  СН   НОН          СН2 = СН – ОН            СН3 – СН = О

                             Hg2+, H+           енол                            этаналь

          СН3 – С  СН  НОН     СН3 – С = СН2             СН3 – С – СН3

                                    Hg2+, H+           OH                                     O

                                                        енол                             пропанон-2

2. Реакции нуклеофильного присоединения (Ап)

Данный тип реакций протекает по правилу Марковникова в одну стадию.

2.1 Реакция с синильной кислотой

HС  СН + HCN        CH2 = CH - CN

                                                               винилнитрил

2.2 Реакция со спиртами

В результате данной реакции образуются простые эфиры.

НС  СН  + С2Н5ОН       СН2 = СН – ОС2Н5

                                        этанол            этилвиниловый эфир

2.3 Реакция с карбоновыми кислотами

В результате данной реакции образуются сложные эфиры.

НС  СН  + СН3СООН    СН2 = СН – ОСОСН3

                                      этановая кислота    уксусновиниловый эфир

          3. Реакции электрофильного замещения (Se)

          Данный тип реакций связан с отщеплением  протона водорода от атома углерода тройной связи. В связи С-Н электроны сильнее притягиваются к атому углерода, т.е. связь поляризуется и водород способен отщепляться в виде протона, что указывает на проявление алкинами кислотных свойств.

          3.1 Образование ацетиленидов и их производных, реакция металлирования.

          В качестве реагентов могут использоваться: амид натрия (1); магнийорганические соединения (реактив Гриньяра) (2); аммиачные растворы гидроксида меди или серебра (3).

          1. СН3 – С  СН  + NaNH2       CH3 – C  C – Na  + NH3

                                  амид натрия        метилацетиленид натрия

          2. СН3 – С  СН  + CH3MgJ     CH3 – C  C MgJ  +  CH4

                            метилмагниййодид  метилацетиленидмагниййодид

          3. СН3 – С  СН +Ag(NH3)2OH      CH3 – C  CAg + 2NH3 + H2O

                                  аммиачный раствор   метилацетиленид серебра

                                    гидроксида серебра

          3.2 Конденсация с альдегидами и кетонами

          В результате данной реакции образуются спирты с тройной связью (алкинолы).

Пример:                                                                                ОН

СН3 – С  СН  + СН3 – СН = О       СН3 – С  С – СН – СН3

                                    этаналь                           пентин-2-ол-4                          

                                                       О                              СН3       ОН

         СН3 – С  СН  + СН3 – С – СН3       СН3 – С  С – С – СН3         

                                пропанон-2                 4-метилпентин-2-ол-4

4. Окисление алкинов

         Процесс окисления алкинов протекает в две стадии через образование оксосоединений до карбоновых кислот.

Пример:                                     O             O

СН3 – С  СН   [O]     CH3 – C – CH   [O]  CH3COOH + HCOOH

                                      альдегидокетон   Н2О  этановая      метановая

                                                                         кислоты