Alchine (acetilene)

Alchine (acetilene)

Definitie. Alchinele sunt hidrocarburi nesaturate ce contin in molecula atomi de carbon uniti prin legatura tripla

A) Structura. Atomul de carbon implicat in legatura tripla este hibridizat sp. Legatura tripla are simetrie cilindrica, deci nu apare izomeria geometrica (cis-trans). Scurtarea legaturii C-H este datorata ponderii mai mari pe care o are orbitalul s la formarea hibrizilor sp (50%) fata de hibrizii sp² (33,3%) si sp³ (25%). Energia legaturii triple este mare, 198 kcal/mol. Legatura C-H este mai polara decat =C-H si >C-H. Au formula generala CnH2n-2

B) Nomenclatura. La denumirea alcanului cu acelasi numar de atomi de carbon se inlocuieste sufixul an cu ina

HCCH  etin(a) ( acetilena )

HCC-CH₃  propin(a) ( metil-acetilena )

HCC-CH₂-CH₃  1-butin(a) ( etil-acetilena )

H₃C-CC-CH₃  2-butin(a) ( dimetil-acetilena )

Radicali mai importanti proveniti de la alchine:

HCC-  radical etinil

H₃C-CC- radical propinil

HCC-CH₂-  radical propargil (valenta libera se afla in pozitia propargilica)

C) Izomerie. Nu apare izomeria geometrica. Se intalneste insa izomeria de pozitie datorata legaturii triple.

D) Metode de obtinere. Retinem doar doua metode legate de etina:

a) Din carbura de calciu (carbid) si apa

CaC₂ + 2H₂O HCCH + Ca(OH)₂

b) Formarea acetilenei din metan are loc la temperaturi de peste1500^oC

E) Proprietati fizice

Primii doi termeni din clasa acetilenelor sunt gazosi, urmatorii lichizi sau solizi. Punctele de topire si de fierbere sunt mai ridicate decat ale alcanilor si alchenelor corespunzatoare datorita polaritatii mai mari a C-H. Acetilenele sunt cele mai solubile dintre hidrocarburi (datorita polaritatii mai mari) in solventi polari,

G) Proprietati chimice

Legatura tripla CC determina aparitia a trei categorii de transformari, aditiile fiind cele mai impor­tante:

1. Reactii de aditie la legatura CC

a) Hidrogenarea

In cataliza eterogena (NI, Pd, Pt, Rh) reactia nu se poate opri la alchena decat daca se foloseste catalizator Lindlar (Pd otravit cu Pb - Pb(OAc)₂, PbO).

b) Reactia de halogenare (AE)

c) Reactia cu hidracizii (AE): Aditia are loc in prezenta catalizatorilor electrofili (de ex. HgCl₂). La alchinele marginale aditia se face regioselectiv (Markovnikov) datorita formarii carbocationului vinilic cel mai stabil

d) Aditia apei: Hidratarea alchinelor se face in prezenta decatalizator, HgSO₄ si H₂SO₄ ca (Reactia Kucerov).

Enolul si cetona sunt forme tautomere, tautomerizarea se face prin intermediul anionului comun conjugat:

f) Aditia acizilor organici. Acetilena aditioneaza acid acetic si acid cianhidric (in prezenta de catalizatori) conducand la acetat de vinil si acrilonitril

g) Reactii de polimerizare:

2. Reactii de substitutie la acetilene: formarea acetilurilor in reactia cu metale foarte active sau solutiile sarurilor unor metale.