16. alkyny, areny

16. Alkyny, areny

Alkyny

= acetylény

- nenasycené uhlovodíky obsahující jednu trojnou vazbu

Vlastnosti

- vlastnosti podobné alkenům (možnost adice) + mají podstatně kyselejší vodík

- teploty varu jsou vyšší než u příslušných alkanů a alkenů

- alkyny mají stejný homologický vzorec s alkadieny jsou s nimi izomerní

− Rozpustnější v rozpouštědlech než alkeny, alkany

Vazba

- dvě vazby π – vazby spolu splývají a vytvářejí kolem vazby sigma souvislý obal

- jedna vazba σ

- reakce většinou probíhají na vazbách π

− 1. uhlovodík - ethyn (= acetylén) HC ≡ CH

Výskyt

− V přírodě se nevyskytují

Výroba

1) Tepelným rozkladem methanu (zemní plyn): 2CH4 → (t) C2H2 + 3H2

2) Z karbidu vápníku (historická výroba): CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Reakce

ADICE (nejčastěji elektrofilní) – typická reakce

• Adice vody na ethyn (nukleofilní)

- průmyslově významná, slouží k výrobě acetaldehydu

- reakce je katalyzovaná H2SO4 a HgSO4

- Kučerovova reakce (buď z acetylenu nebo propynu)

- nejdříve vzniká vinylalkohol, který přechází na stabilnější acetaldehyd jde o tautomery (konstituční izomery, liší se polohou jednoho vodíkového atomu, který nese částečně kladný náboj (váže se na atom nesoucí trojnou vazbu)

• Adice chloru

• Adice halogenvodíků

• Adice vodíku (radikálová)

- katalyzovaná kovy – nejčastěji platinou

HC ≡ CH + H2 → CH2 = CH2 → (+ H2) CH3 - CH3 … hydrogenace ethynu

SUBSTITUCE - záměna vodíkových atomů (vázaných na uhlíky nesoucí trojnou vazbu) za atomy kovu vznik soli (vlastnosti kyselin)

- významný je acetylid vápenatý (C≡C)Ca – je označován jako karbid vápníku (slouží k přípravě acetylenu)

HC ≡ CH acetylén

(HC ≡ C)-Cu+ acetylid měďný (výbušný)

Cu+(C ≡ C)-Cu+ acetylid diměďný (výbušný)

KONDENZACE ACETYLENU

− Reakce jednoduchých látek za vzniku složitějších, zpravidla se odštěpuje voda

OXIDACE - vznikají kyslíkaté deriváty, hořením (= prudká oxidace) vzniká CO2 + H2O

Nejvýznamnější zástupci

Ethyn = acetylén

− Bezbarvý plyn, čistý, bez zápachu (v čistém stavu)

− Uchovává se v bílých tlakových lahvích rozpuštěný v acetonu (se vzduchem vybuchuje)

− Použití při sváření plamenem (s kyslíkem tvoří speciální plamen)

- Výroba organických sloučenin: vinylchlorid (PVC), acetaldehydu

Areny

= aromatické uhlovodíky

- typický příklad aromaticity je benzenové jádro

- šestičlenný kruh uhlíkových atomů ležících v jedné rovině

Dříve se určovaly podle vůní, teď musí splňovat i podmínky - kritéria aromaticity:

1) Molekula musí být rovinná

2) Molekula musí být cyklická

3) Molekula musí obsahovat konjugovaný systém dvojných vazeb, tedy i delokalizovaný systém elektronů

4) Molekula musí mít určitý počet π elektronů (benzen má 6), kolik? 4n + 2, kde n = přirozené číslo

Př. 10π elektronů (4*2 + 2 = 10 - ANO), avšak 8π elektronů - nevyjde to - není aromatický!