Alkinek

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Alkinek
Az acetilén, a legegyszerűbb alkin háromdimenziós modellje

Az alkinek vagy acetilén-szénhidrogének a telítetlen szénhidrogének egyik csoportját alkotják. Molekulájukban egy vagy több szénatomok közti háromszoros kötést tartalmaznak. Az egy háromszoros kötést tartalmazó alkinek általános képlete a diénekkel megegyező, CnH2n−2. Homológ sort alkotnak. A homológ sor legegyszerűbb és legjelentősebb képviselője az acetilén vagy etin. A nagyobb szénatomszámú alkineknél szerkezeti izoméria lép fel, az izomerek egymástól a láncelágazásokban és a háromszoros kötés helyében különböznek. Az alkinekben található háromszoros kötést szokás acetilénkötésnak is nevezni.

Fizikai tulajdonságaik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az acetilén és a kisebb szénatomszámú alkinek gáz halmazállapotúak, az 5, vagy ennél nagyobb szénatomszámúak folyadékok, a nagy szénatomszámú alkinek szilárd halmazállapotúak. Az alkinek közül az acetilén vízben kis mértékben oldódik, a vízoldhatóság a szénatomszámmal csökken. Az alkinek jól oldódnak szerves oldószerekben.

Kémiai tulajdonságaik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az alkinek nagyon reakcióképes vegyületek. Az alkénekhez hasonlóan a legjellemzőbb reakcióik az addíciós reakciók.

Az alkinek hidrogénezése két lépésben játszódik le. Egy molekula hidrogén addíciójakor alkén keletkezik, ha az alkén még egy molekula hidrogént addícionál, telített szénhidrogén, alkán keletkezik. A hidrogénaddíció katalizátor hatására megy végbe.

\mathrm{R{-}C{\equiv}C{-}R' + H_2 \rightarrow R{-}CH{=}CH{-}R'}
\mathrm{R{-}CH{=}CH{-}R' + H_2 \rightarrow R{-}CH_2{-}CH_2{-}R'}

Halogéneket szintén két lépésben addícionálnak. A halogénaddíció igen heves reakció, különösen az acetilén esetében.

\mathrm{R{-}C{\equiv}C{-}R' + Cl_2 \rightarrow R{-}CCl{=}CCl{-}R'}
\mathrm{R{-}CCl{=}CCl{-}R' + Cl_2 \rightarrow R{-}CCl_2{-}CCl_2{-}R'}

Az alkinek hidrogén-kloriddal szintén addíciós reakcióba lépnek. Acetilén hidrogén-klorid-addíciójakor vinil-klorid keletkezik. A vinil-kloridat a műanyagipar használja fel.

\mathrm{CH{\equiv}CH + HCl \rightarrow CH_2{=}CHCl}

A vinil-klorid tovább reagálhat, a további hidrogén-klorid addíció során nagyobb mennyiségben 1,1-diklór-etán, kisebb mennyiségben 1,2-diklór-etán képződik.

Az acetilénből addíciós reakciókban a vinil-kloridon kívül más vinilcsoportot (CH2=CH-) tartalmazó vegyületek is keletkezhetnek, alkoholok (vagy fenolok) addíciója vinil-éterekhez, karbonsavak addíciója vinil-észerekhez vezet. Ezek a reakciók katalizátorok jelenlétében mennek végbe.

\mathrm{CH{\equiv}CH + R{-}OH \rightarrow RO{-}CH{=}CH_2}
\mathrm{CH{\equiv}CH + R{-}COOH \rightarrow R{-}COO{-}CH{=}CH_2}

Hidrogén-cianid addíciója akrilnitrilt eredményez, amit szintén a műanyagipar használ fel.

\mathrm{CH{\equiv}CH + HCN \rightarrow CH_2{=}CH{-}CN}

Az alkinek vízaddíció esetén először instabil enol típusú vegyületté alakulnak, mely a keto-enol tautoméria révén a stabilabb keto-formává rendeződik át (azaz végeredményben keton keletkezik, kivéve az acetilén vízaddíciójának esetét).

\mathrm{R{-}C{\equiv}C{-}R' + H_2O \rightarrow R{-}COH{=}CH{-}R' \rightarrow R{-}CO{-}CH_2{-}R'}

Az acetilén vízaddíciójakor először labilis vinil-alkohol képződik, majd ez alakul acetaldehiddé.

\mathrm{CH{\equiv}CH + H_2O \rightarrow CH_2{=}CH{-}OH \rightarrow CH_3{-}CHO}

Az acetilén dimerizálódhat, ekkor vinil-acetilén keletkezik.

\mathrm{CH{\equiv}CH + CH{\equiv}CH \rightarrow CH_2{=}CH{-}C{\equiv}CH}

Az acetilén és a láncvégi acetilénkötést tartalmazó alkinek hő és katalizátor hatására aromás vegyületekké trimerizálódhatnak. Az acetilén trimerizációjakor benzol keletkezik.

Az alkinek az alkénekhez hasonlóan könnyen oxidálódnak. Erélyes oxidációjuk a hármas kötés felhasadásával jár, a reakció karbonsavakhoz vezet.

Az olyan alkinek, amelyekben a háromszoros kötés a szénlánc végén található, savként viselkedhetnek. Az ilyen alkinkeből nátrium hatására hidrogén fejlődik.

\mathrm{R{-}C{\equiv}CH + Na \rightarrow [R{-}C{\equiv}CH]^- Na^+ + \frac{1}{2} \ H_2}

Az alkinek nagyon gyenge savak, a keletkező nátriumsók víz hatására könnyen hidrolizálnak.

\mathrm{[R{-}C{\equiv}CH]^- Na^+ + H_2O \rightarrow R{-}C{\equiv}CH + NaOH}

Előállításuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az alkének brómaddíciójakor keletkező vicinális dibrómszármazékokból alkinek állíthatók elő kálium-hidroxiddal erélyes körülmények között. A kálium-hidroxiddal való reakció során két molekula kilépésével háromszoros kötés alakul ki.

Aldehidekből és ketonokból foszfor-pentakloriddal geminális diklórvegyületek keletkeznek. A geminális diklórszármazékokból erélyes behatásra szintén alkinek képződnek.

Kalcium-oxidból és kokszból kalcium-karbid állítható elő, a kalcium-karbid hidrolízisekor acetilén fejlődik.

\mathrm{CaO + 3 \ C \rightarrow CaC_2 + CO}
\mathrm{CaC_2 + 2 \ H_2O \rightarrow HC{\equiv}CH +  Ca(OH)_2}

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Furka Árpád: Szerves kémia
  • Bot György: A szerves kémia alapjai
  • Kovács Kálmán, Halmos Miklós: A szerves kémia alapjai
  • Bruckner Győző: Szerves kémia, I/1-es kötet

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Cikloalkinek