A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Alkíny je všeobecné označenie skupiny nenasýtených acyklických uhľovodíkov, v molekule ktorých sa nachádza trojitá väzba, –C≡C–.[1] Niekedy sa označujú i ako acetylény,[2] podľa najjednoduchšieho alkínu, acetylénu.[3] Ak majú trojitú väzbu v uzavretom reťazci, označujú sa ako cykloalkíny.
Všeobecný vzorec
Všeobecný vzorec alkínov je CnH2n-2.[1] Alkíny môžu všeobecne obsahovať i viac trojitých väzieb, všeobecný vzorec potom závisí od tohto počtu:
Všeobecný názov | Počet trojitých väzieb | Vzorec |
---|---|---|
Alkíny | 1 | CnH2n-2 |
Alkadiíny | 2 | CnH2n-6 |
Alkatriíny | 3 | CnH2n-10 |
x | CnH2n+2-4x |
Pomocou týchto všeobecných vzorcov je možné získať ich homologický rad. Prvých pár zlúčenín je:
- etín (acetylén): H-C≡C-H
- propín (alylén): H-C≡C-CH3
- but-1-ín: H-C≡C-CH2-CH3
- pent-1-ín: H-C≡C-CH2-CH2-CH3
U alkínov, ktoré majú viac ako tri uhlíky, záleží na polohe trojitej väzby, čím vznikajú rôzne konštitučné izoméry.
Názvoslovie
Názvy alkínov sú všeobecne odvodené od alkánov, kde sa prípona -án nahradí za príponu -ín. Vo vzorci sa určí najdlhší reťazec, ktorý obsahuje trojitú väzbu, a ten sa očísluje tak, aby trojitá väzba mala najnižšie možné číslo.[3] Poloha trojitej väzby sa uvádza arabskou číslovkou pred príponou -ín, napríklad but-2-ín pre CH3-C≡C-CH3. Prítomnost viacerých trojitých väzieb sa potom udáva pomocou gréckej predpony, napríklad CH3-C≡C-CH2-C≡C-C≡C-H je okt-1,3,6-triín.
Ak je v zlúčenina dvojitá i trojitá väzba, má dvojitá väzba vyššiu prioritu pri číslovaní a v názve sa uvádza ako prvá (abecedne).[3]
Vlastnosti
Alkíny majú podobné vlastnosti ako alkány a alkény. Kvôli nepolárnym väzbám sú málo rozpustné vo vode, ale alkíny sú lepšie rozpustné než alkány a alkény. Vyššiu rozpustnosť spôsobuje kyslý vodík. Sú dobre rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách.[4]
Teploty topenia i varu alkínov sú o niečo vyššie ako u príslušných alkénov, ich hustota je o niečo nižšia.[4]
Charakteristika trojitej väzby
Trojitá väzba je tvorená jednou σ väzbou a dvoma π väzbami.[4] Prítomnosť dvoch π väzieb spôsobuje skrátenie väzby, π väzbové elektróny sú pútané k jadrám a vytvárajú valec. Táto väzba je takisto silnejšia, než jednoduchá i dvojitá väzba.[4] Z tohto dôvodu elektrofilné adície prebiehajú horšie než u alkénov. Elektróny sa skoncentrovali na jednu stranu jadra (do priestoru medzi uhlíkové atómy), z druhej strany zostávajú uhlíkové atómy čiastočne odokryté. Dôsledkom je:
- uhlíkové atómy zúčastňujúce sa trojitej väzby priťahujú elektróny z väzby C-H (nárast acidity vodíka)[4]
- umožňuje sa prístup nukleofilným činidlám
Preto u alkínov prebiehajú aj nukleofilné adície.
Vznik a príprava
Alkíny možno pripraviť niekoľkými spôsobmi. Všeobecne je možné ich pripraviť α,β-eliminačnými reakciami z alkánov, kde odstupujú dve skupiny na susedných atómoch uhlíka.[5] Medzi konkrétne príklady potom patria napríklad:
- z halogénderivátov uhľovodíkov:
- z 1,2-dihalogénalkánov pôsobením roztoku hydroxidu[4][6] alebo inej silnej zásady (napríklad amidom sodným, NaNH2):[7]
- R1-CHBr-CHBr-R2 → R1-C≡C-R2 + 2 HBr
- z terminálnych dihalogénalkánov použitím troch ekvivalentov zásady:[7]
- CH3-CCl2-R2 + 3NaNH2 → HC≡C-R2 + 2 HCl
- R1-CH=C=CH-R2 → R1-CH2-C≡C-R2
- CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + H-C≡C-H
- 2 CH4 → C2H2 + 3 H2
Reakcie
Alkíny sú všeobecne reaktívne hlavne na trojitej väzbe, všeobecne je ich reaktivita podobná ako u alkénov. Na tejto násobnej väzbe prebiehajú adičné reakcie,[1][4] ktorými vznikajú alkény a potom alkány.[4]
Hydrogenácia
Alkíny takisto postupujú hydrogenáciu. Pri použití Pt, Ni alebo Pd ako katalyzátora prebieha syn adícia za vzniku cis-alkénov a potom alkánov.[4][7][8] Využitie Li v roztoku NH3 poskytuje anti adíciu, ktorou vznikajú trans-alkény.[7][8] Použitím Lindlarovho katalyzátora však možno hydrogenáciu zastaviť po adícii jedného ekvivalentu H2 a vzniku alkénu, takže sa vzniknutý alkén už druhýkrát nehydrogenuje.[7][8][9]
Adícia
Typické sú napríklad elektrofilné adície:
- Adícia halogénvodíkov – vznikajú halogénalkény a dihalogénalkány[8]
- Adícia halogénov – vznikajú dihalogénalkény a dihalogénalkány[4][8]
- Adícia kyanovodíku
Alkíny podstupujú i nukleofilné adície.[8] Medzi ne patria napríklad:[4]
- Adícia vody – vznikajú najprv alokoholy, potom prešmykom dávajú karbonylové zlúčeniny. Reakcia býva katalyzovaná napr. HgSO4 a H+ (tzv. Kučerovova reakcia; prebieha podľa Markov)[8]
- Hydroborácia – v prvom kroku prebieha adícia BH3, potom prebieha oxidácia pomocou peroxidu vodíka, čím vznikajú karbonylové zlúčeniny
Elektrofilné adície prebiehajú podľa Markovnikovovho pravidla,[4] rovnako tak prebiehajú i adície katalyzované kyselinou (adícia HX, H2O).[8]
Oxidácia
Trojitú väzbu možno oxidovať pomocou KMnO4 na karboxylovú kyselinu (dochádza k štiepeniu väzby na dve časti):[4][8]
- R1-C≡C-R2 → R1-COOH + HOOC-R2
U alkínov s trojitou väzbou na konci reťazca vzniká oxid uhličitý.[7] Podobný výsledok možno dosiahnuť reakciou s ozónom a následným spracovaním kyselinou.[7]
Tvorba solí
Ak majú alkíny trojitú väzbu na konci reťazca a na ňu naviazaný vodík, tento vodík je kyslý a môže sa odštiepiť. Soli, ktoré vznikajú týmto spôsobom, sa nazývajú acetylidy. Radikál, ktorý vzniká odštiepením atómu vodíka, sa nazýva alkinyl.[10]
Cykloadícia
Alkíny podstupujú mnoho rôznych cykloadičných reakcií, vrátane napríklad cykloadície,[11] Diels-Alderove reakcie (kde alkíny vystupujú ako dienofily)[12] a iné.
Polymerizácia
Acetylén ľahko polymerizuje, čím z neho vzniká vinylacetylén (dimerizácia), benzén (trimerizácia) alebo napríklad styrén (tetramerizácia).[4]
Ďalšie reakcie
Medzi ďalšie reakcie, ktoré alkíny podstupujú, patria:[chýba zdroj
- Adícia alkoholov – vznikajú étery
- Adícia organických kyselín – vznikajú estery kyselín
- Reakcia alkínu s CO a vodou – vznikajú karboxylové kyseliny
Referencie
- ↑ a b c alkíny. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 86.
- ↑ acetylény. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 69.
- ↑ a b c PUTALA, Martin. Názvoslovie organických zlúčenín. Bratislava : , 2015. Dostupné online. S. 3.
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q BŘÍŽĎALA, Jan. Organická chemie pro gymnázia. Třebíč : , 2020. (1. vydání.) Dostupné online. ISBN 978-80-270-8161-5.
- ↑ SHAW, Ranjay; ELAGAMY, Amr; ALTHAGAFI, Ismail. Synthesis of alkynes from non-alkyne sources. Organic & Biomolecular Chemistry, 2020-05-27, roč. 18, čís. 20, s. 3797–3817. Dostupné online . ISSN 1477-0539. DOI: 10.1039/D0OB00325E. (po anglicky)
- ↑ MCMURRY, John. Organic chemistry. Boston, MA, USA : Cengage Learning, 2016. (Ninth edition.) ISBN 978-1-305-08048-5.
- ↑ a b c d e f g SOLOMONS, Thomas W. Graham; FRYHLE, Craig B.. Organic chemistry. Hoboken, NJ : Wiley, 2011. (10. ed., internat. student version.) ISBN 978-0-470-40141-5. S. 285 – 384.
- ↑ a b c d e f g h i LITERÁK, Jaromír. Příklady ke Speciálnímu semináři z organické chemie I . Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity Ústav chemie, . Dostupné online.
- ↑ PALLADIUM CATALYST FOR PARTIAL REDUCTION OF ACETYLENES. Organic Syntheses, 1966, roč. 46, s. 89. Dostupné online . DOI: 10.15227/orgsyn.046.0089.
- ↑ alkinyl. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 86.
- ↑ HA, Sujin; LEE, Yeji; KWAK, Yoonna. Alkyne–Alkene cycloaddition based on visible light photocatalysis. Nature Communications, 2020-05-19, roč. 11, čís. 1, s. 2509. Dostupné online . ISSN 2041-1723. DOI: 10.1038/s41467-020-16283-9. (po anglicky)
- ↑ Diels–Alder Reaction . Sigma-Aldrich. Dostupné online.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk