Углеводороды (Алкины): Учебно-практическое пособие, страница 8

                                                                                                               диметилкетон,

                                                                                                                      ацетон

Алкины могут вступать также в реакции нуклеофильного присоединения. Так, ацетилен в присутствии катализаторов присоединяет спирты, карбоновые кислоты, синильную кислоту и другие нуклеофильные реагенты. В результате образуются винильные соединения, которые являются ценными мономерами для получения полимеров, а также исходными веществами в органическом синтезе.

А.Е.Фаворский установил, что ацетилен и его гомологи в присутствии гидроксида калия достаточно легко присоединяют спирты и образуют простые виниловые эфиры:

                                                      КОН

      НСºСН  +  НО-СН₂-СН₃  ----------®  Н₂С=СН-О-СН₂-СН₃

     ацетилен          этанол                           винилэтиловый эфир

В присутствии кислотных катализаторов к ацетилену присоединяются карбоновые кислоты. Продуктом такого присоединения являются сложные виниловые эфиры:  

                                  О                                                    О

                                 ½½               Н₃РО₄                         ½½

        НСºСН  +  НО-С-СН₃  -------------®  Н₂С=СН-О-С-СН₃

                     уксусная кислота                         винилацетат

Ацетилен легко присоединяет синильную кислоту и образует важный мономер – акрилонитрил:

                                                         Cu₂(CN)₂

                      HCºCH  +   HCN  --------------®  H₂C=CH-CN

                                                                            акрилонитрил

3.2.РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ

Изменение характера гибридизации атома углерода в ряду этан, этилен, ацетилен приводит к изменению его электроотрицательности. Электроотрицательность углерода в ряду этан (sp³), этилен (sp²), ацетилен (sp) увеличивается и в состоянии sp-гибридизации становится наибольшей. Вследствие этого электроны связи С-Н в молекуле ацетилена смещаются к атому углерода больше, чем в молекулах этана и этилена, что обуславливает увеличение полярности этой связи.

В результате повышения полярности связи между атомами углерода с тройной связью и водорода ацетилен и алкины-1 R-СºСН обладают кислотными свойствами и относительно высокой равновесной кислотностью:

                           R-СºСН  ¬------®  R-СºС^-   +  Н⁺ 

Поэтому атомы водорода в молекулах ацетилена и алкинах-1 легко замещаются на атомы металла. В результате образуются солеобразные металлические производные, которые называют ацетиленидами. Ацетилен и алкины-1 образуют ацетилениды с K, Na, NaNH₂.Ацетилениды щелочных металлов используются для синтеза гомологов ацетилена:

                     Н-СºС-Н  + 2K  ----------®  K-СºС-K  +Н₂

                                                                  ацетиленид

                                                                       калия

Ацетилениды щелочных и щелочноземельных металлов – устойчивые вещества, не взрываются. Устойчивым является также ацетиленид кальция CaC₂, который называют карбидом кальция. Вода, которая является более сильной кислотой, чем ацетилен, мгновенно разлагает ацетилениды этих металлов на ацетилен и гидроксид соответствующего металла:

                   Na-CºC-Na  +2H-OH  ----®  H-CºC-H  +  2NaOH

                   ацетиленид

                       натрия

Ацетилен и алкины-1 образуют с растворами меди (I) или серебра нерастворимые в воде ацетилениды меди красно-коричневого цвета и ацетилениды серебра белого цвета (образование ацетиленидов Ag и Cu – качественная реакция на тройную связь):