HIDROCARBURI NESATURATE : ALCHINELE

Alchinele sunt hidrocarburi aciclice nesaturate care conţin în molecula lor o legătură triplă şi compoziţia chimică a cărora este exprimată prin formula:

CnH2n-2

I.CLASIFICARE. NOMENCLATURĂ. IZOMERIE.

Denumirea alchinelor se face prin înlocuirea sufixului -an din denumirea alcanilor corespunzător cu sufixul -ină:

HC≡CH

etină sau acetilenă

HC≡C-CH3propină

HC≡C-CH2-CH3 butină

HC≡C-CH2-CH2-CH3 pentină, hexină... etc.

Prezenţa legăturii triple în molecula alchenelor determină apariţia izomerilor de poziţie, deosebiţi prin locul pe care îl poate ocupa legătura triplă, de exemplu:

CH≡C-CH2-CH3 CH3-C≡C-CH3

1-butină2-butină

De aceea, la alchinele ce conţin patru sau mai mulţi atomi de carbon, la denumirea compusului se folosesc şi indici de poziţie corespunzători.

Alchinele mai pot prezenta şi izomeri ce ţin de ramificarea radicalului de hidrocarbură. De exemplu:

3-metil-1-butină

CH3-C≡C-CH2-CH3

2-pentină

III.METODE DE PREPARARE

1.Obţinerea acetilenei din metan:

(15000C)

a)cracarea la arc electric: 2CH4 HC≡CH + 3H2

b)procedeul arderii incomplete: în acest procedeu căldura necesară reacţiei este dată de arderea unei părţi din metan în cuptoare de tip special; o altă parte din metan se descompune în acetilenă şi hidrogen, ca şi în varianta anterioară.

(15000C )

6CH4 + O2 2HC≡CH + 2CO + 10H2

2. Obţinerea acetilenei din carbură de calciu:

CaC2 + H2O Ca(OH)2 + HC≡CH

reacţia decurge violent

Carbura de calciu se obţine în urma reacţiei:

(15000C )

CaO + 3C CaC2 + CO

3.Acţiunea soluţiei alcoolice de hidroxid alcalin asupra dihalogenurilor alcanilor cu atomi de halogen vecinali sau geminali:

1,2-dibromometanacetilenă

1,1-dicloropropan

propină

4. Dehidrogenarea alchenelor:

(Ni, t0)

CH3-CH=CH2 CH3-C≡CH + H2

propină

III.PROPRIETĂŢI CHIMICE

Factorul determinant al comportării chimice a acetilenei şi omologilor săi îl constituie legătura triplă. Legătura triplă, fiind formată dintr-o legătură sigma σ şi două legături pi π cu stabilitate diferită, imprimă moleculelor în care apare un caracter nesaturat mai accentuat decît legătura dublă. Cu toate acestea alchinele au o activitate chimică mai scăzută decît alchenele, ceea ce se datorează interpătrunderii norilor electronici ale legăturilor π .

Pentru alchine sunt caracteristice reacţiile de adiţie la legătura triplă, precum şi reacţiile de substituţie al hidrogenului acetilenic.

1.Reacţii de adiţie:

a)adiţia apei: se realizează în prezenţă de catalizatori. Deosebit de uşor - în prezenţa sărurilor de Hg(II) în soluţie de H2SO4.

Hg(II)

HC≡CH + HOH [H2C=CH-OH] (compus intermediar)

Deci, din acetilenă se obţine aldehida acetică, iar din omologii ei - cetone:

De exemplu:

acetona

Adiţia apei la omologii nesimetrici ai acetilenei decurge conform regulii lui Markovnikov:

b) adiţia hidrogenului - catalizată de Pd, Pt sau Ni:

CH3-C≡CH + H2 CH3-CH=CH2

propinăpropenă

CH3-CH=CH2 + H2 CH3-CH2-CH3

propan

c) adiţia halogenilor:

Br2

CH3-CH2-C≡CH + Br2 CH3-CH2-CBr=CHBr CH3-CH2-CBr2 – CHBr2

1,2-dibromo-1-butenă 1,1,2,2-tetrabromobutan

d) adiţia halogenurilor de hidrogen:

HBr

 

HC≡CH + HBr H2C=CHBr

CH3-CHBr2

bromură de vinil

1,2-dibromoetan

Atomul de hidrogen din hidracid se orientează spre atomul de carbon mai hidrogenizat (reg. lui Markovnikov). În rezultat se obţine un compus, ce conţine ambii atomi de halogen la acelaşi atom de carbon:

H3C-C≡CH + 2HCl H3C-CCl2-CH3

2,2-dicloropropan

2. Reacţii de dimerizare:

O importanţă mare din punct de vedere tehnic o are reacţia de dimerizare a acetilenei, ce decurge în urma trecerii ei prin soluţii acidulate, ce conţin NH4Cl şi

CuCl:

HC≡C-H + HC≡CH HC≡C-CH=CH2

vinilacetilenă

3. Reacţii de trimerizare:

4. Reacţii de oxidare:

KMnO4

HC≡CH + 4[O]

HOOC-COOH

(se urmăreşte decolorarea acid oxalic soluţiei de KMnO4)

5. Reacţii de substituţie a hidrogenului acetilenic:

Sub influenţa legăturii triple hidrogenul moleculei de acetilenă devine destul de mobil şi poate fi substituit prin metale:

HC≡CH + 2[Cu(NH3)2]Cl CuC≡CCu + 2NH4Cl + 2NH3

acetilura de Cu(I)

HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH AgC≡CAg + 4NH3 + 2H2O

acetilura de Ag