Физические и химические свойства алкинов. Методы получения
Способы получения.Рассмотрим вначале методы промышленного получения ацетилена. – До недавнего времени основным источником ацетилена служил карбид кальция СаС2. Ацетилен получается при разложении карбида кальция водой:
Метод найден Вёлером ещё в 1862 г., но сохранил свое значение до сих пор. Однако он энергоёмок при получении карбида кальция.
– Пиролиз углеводородов
Пиролиз метана осуществляется нагреванием природного газа до температуры 1400 °C. Он приводит к образованию ацетилено-водо-родной смеси.
Метод также энергоёмок.
– При окислительном пиролизе с добавкой кислорода часть метана расходуется на раскаливание аппарата, а остальной метан подвергается пиролизу.
Пиролиз метана ведется в крупном промышленном масштабе и является вторым после карбидного способа производства ацетилена.
– Пиролиз жидких углеводородов при температурах
1200 °C…1500 °C приводит к образованию ацетилена легче, чем пиролиз метана. Этот метод широко используется в промышленности.
Ацетилен и его гомологимогут быть получены также следующими способами.
– Действием спиртовой щёлочи на дигалогеналканы и галогеналкены.
– Алкилированием металлических производных ацетилена.
Физические свойства. Температуры кипения и плавления алкинов, так же как и алкенов, закономерно повышаются при увеличении молекулярной массы соединений.
Алкины имеют специфический запах. Они лучше растворяются в воде, чем алканы и алкены.
Химические свойства.Реакции присоединения. Алкины относятся к непредельным соединениям и вступают в реакции присоединения. В основном это реакции электрофильного присоединения.
1. Галогенирование (присоединение молекулы галогена). Алкин способен присоединить две молекулы галогена (хлора, брома).
2. Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводорода). Реакция присоединения галогеноводорода, протекающая по электрофильному механизму, также идет в две стадии, причем на обеих стадиях гидрогалогенирования выполняется правило Марковникова:
3. Гидратация (присоединение воды). Большое значение для промышленного синтеза кетонов и альдегидов имеет реакция присоединения воды (гидратация), которую называют реакцией Кучерова:
4. Гидрирование алкинов. Алкины присоединяют водород в присутствии металлических катализаторов (Pt, Pd, Ni):
Так как тройная связь содержит две реакционноспособные π-связи, алканы присоединяют водород в две ступени:
1) тримеризация — начальный этап, в течение которого при пропускании этина над активированным углем образуется смесь продуктов, одним из которых является бензол:
2) димеризация — следующий этап, в процессе которого под действием солей одновалентной меди образуется винилацетилен:
Это вещество используется для получения хлоропрена:
полимеризацией которого получают хлоропреновый каучук:
Окисление алкинов. Этин (ацетилен) горит в кислороде с выделением очень большого количества теплоты:
На этой реакции основано действие кислородноацетиленовой горелки, пламя которой имеет очень высокую температуру (более 3000 °С), что позволяет использовать ее для резки и сварки металлов.На воздухе ацетилен горит коптящим пламенем, т. к. содержание углерода в его молекуле выше, чем в молекулах этана и этена.
Алкины, как и алкены, обесцвечивают подкисленные растворы перманганата калия; при этом происходит разрушение кратной связи.