Алкины

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Алки́ны (иначе ацетиленовые углеводороды) — углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, с общей формулой C_nH_2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации.

Для алкинов характерны реакции присоединения. В отличие от алкенов, которым свойственны реакции электрофильного присоединения, алкины могут вступать также и в реакции нуклеофильного присоединения. Это обусловлено значительным s-характером связи и, как следствие, повышенной электроотрицательностью атома углерода. Кроме того, большая подвижность атома водорода при тройной связи обуславливает кислотные свойства алкинов (реакции замещения).

Содержание 1 История открытия 2 Номенклатура алкинов 3 Структура тройной связи 4 Физические свойства 5 Нахождение в природе и физиологическая роль алкинов 6 Методы получения 6.1 Карбидный метод (промышленный способ) 6.2 Пиролиз углеводородов (промышленный способ) 6.3 Крекинг природного газа (промышленный способ) 6.3.1 Электрокрекинг 6.3.2 Термоокислительный крекинг 6.4 Метод прямого синтеза 6.5 Электролиз солей непредельных карбоновых кислот 6.6 Дегидрогалогенирование галогеналканов и галогеналкенов (лабораторный способ) 6.7 Алкилирование алкинов (лабораторный способ) 6.8 Прочие лабораторные способы получения алкинов 7 Химические свойства 7.1 Кислотные свойства алкинов и реакции нуклеофильного замещения 7.1.1 Образование алкинидов 7.1.2 Реакции нуклеофильного замещения алкинидов 7.1.3 Прочие реакции нуклеофильного замещения 7.1.3.1 Получение алкингалогенидов 7.1.3.2 Ацетиленовая конденсация 7.1.3.3 Получение ацетиленаминов 7.2 Реакции электрофильного присоединения 7.2.1 Реакции галогенирования 7.2.2 Реакции гидрогалогенирования 7.2.3 Гидратация 7.2.4 Реакции карбонилирования 7.2.5 Прочие реакции электрофильного присоединения 7.3 Реакции нуклеофильного присоединения 7.3.1 Типовые реакции нуклеофильного присоединения 7.4 Реакции радикального присоединения 7.5 Реакции этинилирования 7.5.1 Получение ацетиленовых спиртов 7.5.2 Получение ацетиленовых эфиров и кислот 7.6 Реакции гидрирования 7.6.1 Гетерогенное гидрирование 7.6.2 Гомогенное гидрирование 7.6.3 Гидроборирование 7.6.4 Восстановительное карбоксилирование 7.7 Реакции окисления 7.7.1 Реакции окислительного присоединения 7.7.2 Реакции окислительного расщепления 7.7.3 Реакции оксилительного сочетания 7.8 Реакции изомеризации 7.9 Реакции олигомеризации, полимеризации и циклообразования 7.9.1 Реакции олигомеризации 7.9.2 Реакции полимеризации 7.9.3 Реакции циклобразования 7.9.4 Реакции образования гетероциклов 7.9.4.1 Образование производных пиррола 7.9.4.2 Образование производных фурана 7.9.4.3 Образование прочих гетероциклов 8 Идентификация алкинов 9 Применение 10 См. также 11 Примечания

[править] История открытия

Впервые ацетилен был получен в 1836 году Эдмундом Дэви, двоюродным братом знаменитого английского химика Гемфри Дэви, нагреванием уксуснокислого калия с древесным углем и последующей реакцией с водой образовавшегося карбида калия^[1]. Дэви назвал свой газ «двууглеродистым водородом».

В 1862 году немецкий химик и врач Ф. Bёлер вновь открыл ацетилен, действуя водой на карбид кальция.

В 1863 году французский химик М. Бертло получил ацетилен, пропуская водород над раскаленными электрической дугой графитовыми электродами^[2]. Именно он дал газу имя ацетилен (от латинских слов acetum — уксус и греческого иле — дерево). Русское название «ацетилен» у нас впервые было применено Д. И. Менделеевым^[3].

Большую роль в изучении химии ацетилена и его производных в конце 19 века сыграл А. Е. Фаворский.

[править] Номенклатура алкинов

Простейшим алкином является этин (ацетилен C₂H₂). По номенклатуре IUPAC названия алкинов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ин»; положение тройной связи указывается арабской цифрой.

Углеводородные радикалы, образованные от алкинов имеют суффикс «-инил», так СH≡C- называется «этинил».

Ниже представлены некоторые представители алкинов и их названия:

Различают внутреннюю тройную связь (пример: бутин-2) и концевую (пример: бутин-1).

Гомологический ряд алкинов:

• Этин: C₂H₂
• Пропин: C₃H₄
• Бутин: C₄H₆
• Пентин: C₅H₈
• Гексин: C₆H₁₀
• Гептин: C₇H₁₂
• Октин: C₈H₁₄
• Нонин: C₉H₁₆
• Децин: C₁₀H₁₈

[править] Структура тройной связи

У алкинов связь -С≡С- линейна (угол 180°) и находится в одной плоскости. Атомы углерода связаны одной σ- и двумя π-связями, максимальная электронная плотность которых расположена в двух взаимно перпендикулярных плоскостях^[4]. Длина тройной связи примерно 0,121 нм, энергия связи 836 кДж/моль.

На представленной выше диаграмме приведены молекулярные орбитали этилена и ацетилена.

[править] Физические свойства

Алкины по своим физическим свойствам напоминают соответствующие алкены. Низшие (до С₄) — газы без цвета и запаха, имеющие более высокие температуры кипения, чем аналоги в алкенах. Алкины плохо растворимы в воде, лучше — в органических растворителях.

Физические свойства некоторых алкинов[5][6]
№	Название	Формула	Т плавления,°С	Т кипения,°С	Плотность, d204
1	Этин	С2H2	−81,8	−75	0,565*
2	Пропин	C3H4	−101,5	−23	0,670*
3	Бутин-1	CH≡C-СH2CH3	−125,9	8,1	0,678*
4	Бутин-2	CH3-C≡C-CH3	−32,3	27,0	0,694
5	Пентин-1	CH≡C-C3H7	−90,0	39,3	0,695
6	Пентин-2	CH3-C≡C-C2H5	−101,0	55,0	0,714
7	3-Метилбутин-1	CH≡C-CH(CH3)CH3	н/д	28,0	0,665
8	Гексин-1	CH≡C-C4H9	−132,4	71,4	0,719

_{* — Значения измерены при температуре кипения.}

[править] Нахождение в природе и физиологическая роль алкинов

В природе алкины практически не встречаются. В некоторых видах грибов Basidiomycetes были обнаружены в крайне малом количестве соединения содержащие полиацетиленовые структуры^[7].

Ацетилен обнаружен в атмосфере Урана^[8], Юпитера ^[9] и Сатурна^[10].

Алкины обладают слабым наркозным действием. Жидкие алкины вызывают судороги^[11].

[править] Методы получения

Основным промышленным способом получения ацетилена является электро- или термокрекинг метана, пиролиз природного газа и карбидный метод.

[править] Карбидный метод (промышленный способ)

Прокаливанием в электрических печах смеси оксида кальция с коксом при 1800—2000°С получают карбид кальция:

При действии на полученный карбид воды образуется гидроксид кальция и ацетилен:

[править] Пиролиз углеводородов (промышленный способ)

Суть способа заключается в пропускании над специальной огнеупорной насадкой смеси природного газа с воздухом, который сгорая поднимает температуру до 1500 °C. Затем на насадке происходит пиролиз метана^[12]:

[править] Крекинг природного газа (промышленный способ)

[править] Электрокрекинг

Метод заключается в пропускании метана между двумя металлическими электродами с огромной скоростью. Температура 1500—1600°С. С химической точки зрения метод аналогичен методу пиролиза, отличаясь лишь технологическим и аппаратным исполнением^[13].

[править] Термоокислительный крекинг

В этом методе используется частичное окисление метана благодаря использованию теплоты, образующейся при его сгорании^[13]:

[править] Метод прямого синтеза

Углерод напрямую взаимодействует с водородом при очень высоких температурах:

Этот метод имеет чисто историческое значение (получение ацетилена в 1863 году М. Бертло).

[править] Электролиз солей непредельных карбоновых кислот

В 1864 году Кекуле получил ацетилен электролизом фумарата и малеата натрия^[14]:

Аналогично получается ацетилен и из акрилата натрия.

Этот метод носит чисто историческое значение.

[править] Дегидрогалогенирование галогеналканов и галогеналкенов (лабораторный способ)

Реакция дегидрогалогенирования проводят действием сильного основания на дигалогеналканы:

В качестве дегидрогалогенирующего агента удобно испрользовать амид натрия в жидком аммиаке ^[15]:

[править] Алкилирование алкинов (лабораторный способ)

Алкилирование алкинов с концевой тройной связью производится по следующей схеме:

    Подробнее смотри подраздел: Реакции нуклеофильного замещения алкинидов.

[править] Прочие лабораторные способы получения алкинов

• Реакция Кори-Фукса — синтез алкинов из альдегидов^[16]:

На первой стадии идет образование дибромалкена:

На второй стадии происходит отщепление брома:

• Разложение дигидразонов^[17]:

• Перегруппировка Фрича-Буттенберга-Вихелля — превращение 1,1-диарил-2-дигалогенэтиленов в производные ацетилена под действием сильных оснований^[18]:

[править] Химические свойства

[править] Кислотные свойства алкинов и реакции нуклеофильного замещения

[править] Образование алкинидов

Алкины с концевой тройной связью являются С-H кислотами (сильнее чем аммиак и алкены, но слабее, чем спирты) которые с очень сильными основаниями могут образовывать соли — алкиниды^[5]:

‎

‎

Реакция алкинов с аммиакатами серебра или одновалентной меди является качественной на наличие тройной связи^[5]:

‎

Пропинид серебра представляет собой осадок белого цвета, пропинид меди - осадок желтого цвета, наконец, диацетиленид меди - осадок красного цвета.

Алкинид серебра легко растворяется при добавлении цианида натрия с выделением соответствующего алкина^[7]:

‎

    Смотри также статью: Ацетилениды.

[править] Реакции нуклеофильного замещения алкинидов

Алкиниды являются сильными нуклеофилами и легко вступают в реакции нуклеофильного замещения:

Это, в частности, широко используется для синтеза гомологов ацетилена:

HC≡CK + C₄H₉Br → HC≡C-C₄H₉ + KBr

CH₃-C≡C-MgBr + Br-CH₂-CH=CH₂ → CH₃-C≡C-CH₂-CH=CH₂ + MgBr₂

В препаративном синтезе часто используют комплекс ацетиленида лития с этилендиамином как удобный источник ацетиленид-аниона^[7].

Следует отметить, что в случае реакции с вторичными или третичными галогеналканами реакция во многом идет по альтернативному пути:

CH₃-C≡C-MgBr + CH₃-CHBr-CH₃ → CH₃-C≡CH + MgBr₂ + CH₃-CH=CH₂

[править] Прочие реакции нуклеофильного замещения

[править] Получение алкингалогенидов

Действием галогена на монозамещенные ацетилены в щелочной среде можно получить галогеналкины^[13]:

CH₃-C≡CH + Br₂ + NaOH → CH₃-C≡C-Br + NaBr + H₂O

Хлорированием ацетилена хлоридом меди (II) в водных растворах CuCl можно получить дихлорацетилен^[19]:

HC≡CH + 4CuCl₂ → ClC≡CCl + 4CuCl + 2HCl

[править] Ацетиленовая конденсация

Ацетиленовая конденсация или иначе реакция Ходкевича-Кадио, заключается во взаимодействии ацетиленовых углеводородов с бром- или йодалкинами с образованием диацетиленов^[20]:

RC≡CH + Br-C≡CR' → RC≡C-C≡CR' + HBr

Аналогично протекает и реакция Куртца (катализатор — ацетиленид меди):

CH₂=CH-CH₂Cl + RC≡CH + NaOH → CH₂=CH-CH₂-C≡CR + NaCl + H₂O

[править] Получение ацетиленаминов

R-C≡CH + (R')₂N-CH₂OH → R-C≡C-CH₂N(R')₂ + H₂O

Реакция идет в присутствии солей меди (I).

[править] Реакции электрофильного присоединения

Электрофильное присоединение к алкинам инициируется под воздействием положительно заряженной частицы — электрофила. В общем случае, катализатором таких реакций являются кислоты.

Общая схема первой стадии реакции электрофильного присоединения:

[править] Реакции галогенирования

Алкины способны присоединять одну или две молекулы галогена с образованием соответствующих галогенпроизводных:

HC≡CH + Cl₂ → СНCl=СНСl

СНCl=СНСl + Cl₂ → CHCl₂-CHCl₂

Галогенирование алкинов идет как транс-присоединение (как правило) и протекает по аналогии с галогенированием алкенов.

Вместе с тем, присоединение по тройной связи идет труднее, чем по двойной, в связи с чем при наличии в соединении как двойной, так и тройной связи, возможно провести избирательное присоединение:

    Смотри также статью: Алкены, подраздел «Галогенирование».

[править] Реакции гидрогалогенирования

Присоединение хлороводорода и бромоводорода к алкинам происходит по аналогии с алкенами. Реакция идет в две стадии: сперва образуется галогеналкен, который далее переходит в дигалогеналкан:

Обе стадии реакции идут по правилу Марковникова. Как видно из схемы, в результате реакции присоединения образуются транс- изомеры.

    Смотри также статью: Алкены, подраздел «Гидрогалогенирование».

[править] Гидратация

В присутствии солей ртути алкины присоединяют воду с образованием ацетальдегида (для ацетилена) или кетона (для прочих алкинов). Эта реакция известна как реакция Кучерова.

Считается, что процесс гидратации идет через стадию образования енола:

[править] Реакции карбонилирования

Реакция карбонилирования были открыты в лаборатории Реппе в 1939 году^[19].

HC≡CH + CO + HX → CH₂=CH-COX

где Х: ОН, OR, OCOR, NH₂ и пр.:

HC≡CH + CO + H₂O → CH₂=CH-COOH

HC≡CH + CO + NH₃ → CH₂=CH-CONH₂

Катализатором реакции являются карбонилы никеля или палладия^[21].

Отдельно стоит упомянуть реакцию оксилительного карбохлорирования:

2HC≡CH + 2CO + 2HCl + O₂ → 2CHCl=CH-COOH

[править] Прочие реакции электрофильного присоединения

• Присоединение карбоновых кислот с образованием диэфиров:

CH₃-C≡CH + 2CH₃CH₂COOH → CH₃-CH₂-CH(OCOC₂H₅)₂

Уксусная кислота в реакции с ацетиленом образует винилацетат:

HC≡CH + СH₃COOH → CH₂=CH-OCOCH₃

Ацетиленовые углеводороды присоединяют CO₂ и вторичные амины с образованием амидов:

HC≡CH + CO₂ + (C₂H₅)₂NH → CH₂=CH-OCON(C₂H₅)₂

• Реакция с ацетилена с цианистым водородом в присутствии солей одновалентной меди с получением акрилонитрила:

HC≡CH + HCN → CH₂=CH-CN

• Ацетилен способен в присутствии катализаторов присоединять углеводороды с образованием новых С-С связей^[19]:

HC≡CH + M-CH₃ → M-CH=CH-CH₃

HC≡C-CH₃ + CH₄ → CH₂=CH-CH₃

или

HC≡CH + 2Ar-H → Ar-CH(CH₃)-Ar

[править] Реакции нуклеофильного присоединения

Нуклеофильное присоединение к алкинам инициируется под воздействием отрицательно заряженной частицы — нуклеофила. В общем случае, катализатором таких реакций являются основания. Общая схема первой стадии реакции нуклеофильного присоединения:

[править] Типовые реакции нуклеофильного присоединения

• Характерным примером реакции нуклеофильного присоединения является Реакция Фаворского — присоединение спиртов в присутствии щелочей с образованием алкенильных эфиров:

CH₃-C≡CH + CH₃CH₂OH → CH₃-C(OC₂H₅)=CH₂

• Первичные амины под действием оснований присоединяются к алкинам с образованием иминов^[22]:

R-C≡CH + R’NH₂ → R-CH₂-CH=NR'

По аналогии ацетилен реагирует с аммиаком, образуя этилиденимин^[19]:

HC≡CH + NH₃ → CH₃-CH=NH

При высокой температуре в присутствии катализатора имин дегидрируется и превращается в ацетонитрил:

CH₃-CH=NH → CH₃-CN + H₂

• В среде очень сильных оснований (например: КОН+ДМСО) ацетилен реагирует с сероводородом, образуя дивинилсульфид^[19]:

2HC≡CH + H₂S → (CH₂=CH)₂S

[править] Реакции радикального присоединения

В присутствии перекисей или других условиях, способствующих образованию свободных радикалов, присоединение к алкинам идет по радикальному механизму — против правила Марковникова (эффект Хараша):

CH₃-C≡CH + HCl → CH₃-CH=CHCl

По свободнорадикальному механизму* может протекать реакция алкинов с тиолами:

CH₃-C≡CH + R-SH → CH₃-CH=CH-S-R

_{* — В присутствии оснований реакция идет по нуклеофильному механизму.}

Аналогично происходит присоединение карбенов:

    Смотри также статью: Алкены, подраздел «Реакции радикального присоединения».

[править] Реакции этинилирования

Реакциями этинилирования называют реакции увеличения углеродного скелета алкинов с сохранением тройной связи. Они могут протекать как по электрофильному, так и нуклеофильному механизму в зависимости от среды и условий реакции, характера субстрата, а также типа используемого катализатора.

[править] Получение ацетиленовых спиртов

В присутствии сильных оснований алкины с концевой тройной связью способны присоединять карбонильные соединения с образованием спиртов^[13] (Реакция Фаворского):

CH₃-C≡CH + CH₃-CO-CH₃ → CH₃-C≡C-C(OH)(CH₃)₂

Важнейшей реакцией из этой группы является присоединения формальдегида к ацетилену с образованием пропаргилового спирта и далее бутин-2-диола-1,4^*:

HC≡CH + CH₂O → HC≡C-CH₂OH

HC≡C-CH₂OH + CH₂O → HOCH₂C≡C-CH₂OH

 *  _{Бутин-2-диол-1,4 является важным промежуточным полупродуктом для получения бутиленгликоля, γ-Бутиролактона, изопрена и тетрагидрофурана.}

Эту реакцию разработал в 1925 году Реппе (Реакция Фаворского-Реппе). Она протекает при высоком давлении в присутствии ацетиленида меди.

    Смотри также статью: Именные реакции в органической химии, подраздел «Реакция Фаворского-Реппе».

[править] Получение ацетиленовых эфиров и кислот

Ацетиленовые кислоты или их эфиры можно получить по реакции Цужи^[19]:

2R-C≡CH + 2CO + 2MeOH + O₂ → 2R-C≡C-COOMe + 2H₂O

Катализаторы: PdCl₂, CuCl.

[править] Реакции гидрирования

[править] Гетерогенное гидрирование

Гидрирование алкинов водородом на гетерогенных катализаторах, как правило, приводит к образованию цис-присоединения^[5]. Катализаторами гидрирования служат Ni, Pd, Pt, а также оксиды или комплексы Ir, Rh, Ro и некоторых других металлов.

На первой стадии образуется алкен, который практически сразу же гидрируется до алкана:

Для остановки реакции на стадии получения алкена используют катализаторы Линдлара (Pd/PbO/CaCO₃) или борид никеля.

При гидрировании ацетилена на никель-кобальтовом катализаторе можно получить изобутилен:

2C₂H₂ + 2H₂ → CH₃-C(CH₃)=CH₂

[править] Гомогенное гидрирование

Гомогенное гидрирование проводят в амидом натрия в жидком аммиаке или алюмогидридом лития в тетрагидрофуране. В ходе реакции образуются транс-алкены.

[править] Гидроборирование

Алкены легко присоединяют диборан против правила Марковникова, образуя цис-алкенилбораны:

6R-C≡C-R + B₂H₆ → 2(R-CH=C(R)-)₃B

Реакция интересна тем, что далее алкенилбораны легко перевести в соответвующие цис-алкены простым действием уксусной кислоты^[17]:

(R-CH=C(R)-)₃B → 3R-CH=CH-R

или окислить H₂O₂ до альдегида или кетона^[17]:

(R-CH=C(R)-)₃B → 3R-CH₂C(O)-R

[править] Восстановительное карбоксилирование

По аналогии с реакциями алкенов, алкины вступают в реакцию восстановительного карбоксилирования. В зависимости от условий реакции и типов катализаторов, конечными продуктами могут стать спирты, альдегиды или алканы:

R-C≡CH + CO + 3H₂ → R-CH₂-CH₂-CH₂-OH

R-C≡CH + CO + 2H₂ → R-CH₂-CH₂-CHO

    Смотри также статью: Алкены, подраздел «Реакции карбонилирования».

[править] Реакции окисления

[править] Реакции окислительного присоединения

Алкины окисляются более трудно чем алкены, однако при контролируемом окислении можно сохранить C-C связь и получить в качестве продуктов реакции карбонильные соединения^[15]:

R-C≡C-R + 2[O] → R-C(O)-C(O)-R

В качестве окислителя может выступать озон (с последующим восстановлением и гидролизом озонида), KMnO₄ в слабощелочной или нейтральной среде и некоторые другие вещества^[15].

Ацетилен, в зависимости от окислителя может давать три продукта:

HC≡CH + 2[O] → CHO-CHO (глиоксаль) — окисление разбавленной HNO₃ в присутствии PdCl₂ и NaNO₂^[19].

HC≡CH + 3[O] → CHO-COOH (глиоксалевая кислота) — окисление KClO₃ в субстрате вода+диэтиловый эфир^[15].

HC≡CH + 4[O] → COOH-COOH (щавелевая кислота) — окисление KMnO₄ в кислой среде или HNO₃ в присутствии PdCl₂.

Отдельный тип реакций — реакции оксилительного карбоксилирования.

В растворах комплексов палладия образуются эфиры малеиновой кислоты:

2HC≡CH + 4CO + 4ROH + O₂ → 2ROCOCH=CHCOOR + 2H₂O

[править] Реакции окислительного расщепления

При действии сильных окислителей в жестких условиях алкины окисляются с разрывом тройной связи. В ходе реакции образуются карбоновые кислоты и CO₂:

R-C≡C-R' + 3[O] + H₂O → R-COOH + R’COOH

R-C≡C-H + 4[O] → R-COOH + CO₂

[править] Реакции оксилительного сочетания

В присутствии солей одновалентной меди в спиртовом растворе аммиака алкины окисляются кислородом воздуха до диацетиленов (Реакция Глазера):

4R-C≡C-H + O₂ → 2R-C≡C-C≡C-R + 2H₂O

Реакция для ацетилена может идти c образованием полиинов:

n H-C≡C-H → H-(-C≡C-)n-H

Эта реакция легла в основу синтеза карбина^[23].

[править] Реакции изомеризации

В 1887 году А.Е Фаворским была открыта изомеризация алкинов под действием сильных оснований (нуклеофильная атака)^[5]. Эта реакция носит название Реакции Фаворского или ацетилен-алленовой перегруппировки:

CH₃-CH₂-C≡CH ↔ [CH₃-CH=C=CH₂] ↔ CH₃-C≡C-CH₃

[править] Реакции олигомеризации, полимеризации и циклообразования

[править] Реакции олигомеризации

В присутствии солей одновалентой меди и хлорида аммония в водной среде ацетилен вступает в реакцию олигомеризации с образованием винилацетилена:

2H-C≡C-H → CH₂=CH-C≡CH

Реакция может идти дальше с образованием дивинилацетилена:

CH₂=CH-C≡CH + H-C≡C-H → CH₂=CH-C≡C-CH=CH₂

Реакция была впервые открыта Ю. Ньюлендом и служит первой промышленной стадией для синтеза хлоропрена.

[править] Реакции полимеризации

Впервые полимеризацию ацетилена осуществил Дж. Натта в 1957 году, пропуская газ над раствором катализатора Al(C₂H₅)₃-Ti(OC₄H₉)₄^[24]:

n H-C≡C-H → (-CH=CH-)n

В ходе реакции был получен полукристаллический полиацетилен.

Полиацетилен интересен тем, что введением в него определенных добавок (допирование) можно получить электропроводящий полимер с металлическими свойствами^[24].

[править] Реакции циклобразования

Ацетилен под действием катализаторов достаточно легко цикломеризуется, образуя бензол или циклооктатетраен:

Циклообразование в присутствии CO приводит к бензохинону^[12]:

Важной способностью алкинов является их возможность вступать в реакцию Дильса-Альдера:

[править] Реакции образования гетероциклов

[править] Образование производных пиррола

Взаимодействие ацетилена с оксимами кетонов в присутствии сильного основания приводит к получению пиррольного кольца (Реакция Трофимова)^[25]:

Гетероциклизация протекает при температуре 70-120°С в среде диметилсульфоксида.

Существуют и альтернативные варианты синтеза^[26]:

[править] Образование производных фурана

При обработке алкинов водяным паром и CO в присутствии родиевого катализатора при давлении 10 МПа и 100 °C образуются производные фурана^[27]:

[править] Образование прочих гетероциклов

Приведем еще несколько примеров образования гетероциклов с использованием алкинов^[28][29]:

[править] Идентификация алкинов

Качественной реакцией на алкины с концевой тройной связью является взаимодействие с аммиакатом серебра или меди (подробнее смотри подраздел: Образование алкинидов).

Для подтверждения наличия двойной связи в соединении используют методы спектроскопии. ИК спектры ассиметричных алкинов имеют характеристические полосы при 2260—2100 см^-1 (валентные колебания тройной связи), 3310-3300 см^-1 (колебания С-Н связей) и деформационные колебания C-H при 700—610 см^-1[12].

[править] Применение

Из всех ацетиленовых углеводородов серьезное промышленное значение имеет только ацетилен, который является важнейшим химическим сырьём.

Он используется для синтеза следующих продуктов:

• тетрахлорэтан, трихлорэтилен, дихлорэтилен _{(хлорирование ацетилена)} — растворители;
• акрилонитрил _{(конденсация ацетилена с циановодородом)} — для получения полиакрилонитрила;
• акриламид _{(конденсация ацетилена с CO и аммиаком)} — для получения полиакриламида;
• тетрагидрофуран _{(конденсация ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием и дегидратацией)} — важный растворитель, сырье для уретановых полимеров;
• винилхлорид _{(гидрохлорирование ацетилена)} — для получения поливинилхлорида;
• винилацетат _{(конденсация с уксусной кислотой)} — для получения поливинилацетата;
• ацетальдегид _{(гидратация ацетилена)} — для дальнейшего получения уксусной кислоты, ацетона и др. продуктов;
• бутиленгликоль _{(конденсация ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием)} — для получения полиуретанов, полиэфиров, пластификаторов.
• винилацетилен _{(димеризация ацетилена)} — полупродукт для синтеза полимеров;
• хлоропрен _{(гидрохлорирование винилацетилена)} — для получения хлоропреновых каучуков;
• бутадиен _{(дегидратация бутиленгликоля)} — для получения бутадиеновых каучуков;

При горении ацетилена выделяется много тепла, что используется для резки и сварки металлов в ацетилен-кислородной сварке (расходуется до 30 % всего производимого ацетилена)^[12].

[править] См. также

• Алкены
• Диены
• Алканы
• Крекинг
• Пиролиз

[править] Примечания

п·о·р Углеводороды
Алканы	Метан  · Этан  · Пропан  · Бутан  · Пентан  · Гексан  · Гептан  · Октан  · Нонан  · Декан  · Ундекан  · Додекан  · Гексадекан
Алкены	Этилен  · Пропилен  · Бутилен  · Изобутилен
Алкины	Ацетилен  · Пропин  · Бутин  · Диацетилен
Диены	Бутадиен  · Изопрен
Другие ненасыщеные	Винилацетилен
Циклоалканы	Циклопропан  · Циклобутан  · Циклопентан  · Циклогексан  · Декалин  · Индан
Ароматические	Бензол  · Толуол  · Ксилол  · Этилбензол  · Кумол  · Стирол  · Фенилацетилен  · Индан  · Циклобутадиен  · Крезол
Полиароматические	Дифенил  · Терфенил  · Дифенилметан  · Трифенилметан
Конденсированные	Нафталин  · Антрацен  · Фенантрен  · Бензпирен  · Азулен

п·о·р Органические вещества
Углеводороды	Алканы  · Алкены  · Алкины  · Диены  · Циклоалканы  · Арены
Кислородсодержащие	Спирты  · Простые эфиры  · Альдегиды  · Кетоны  · Кетены  · Карбоновые кислоты  · Сложные эфиры  · Углеводы · Жиры  · Хиноны
Азотсодержащие	Амины  · Амиды  · Нитросоединения  · Нитрозосоединения  · Оксимы  · Нитрилы  · Аминокислоты  · Белки · Пептиды
Серосодержащие	Меркаптаны  · Тиоэфиры  · Сульфокислоты  · Тиоальдегиды  · Тиокетоны  · Тиокарбоновые кислоты
Фосфорсодержащие	Фосфины  · Фосфонистые кислоты  · Фосфиновые кислоты  · Фосфоновые кислоты  · Нуклеиновые кислоты · Нуклеотиды
Кремнийорганические	Силаны  · Силазаны  · Силтианы  · Силоксаны  · Силиконы
Элементоорганические	Германийорганические  · Борорганические · Оловоорганические · Свинецорганические · Алюминийорганические · Ртутьорганические · Другие металлоорганические
Другие важные классы	Галогенуглеводороды  · Гетероциклические соединения  · Перфторуглеводороды