1. Alkini
Alkini su ugljovodonici koji na
jednom mestu u svom molekulu
imaju dva susedna ugljenikova
atoma spojena trogubom vezom,
odnosno nezasienom vezom koju
sainjavaju tri elektronska para
Op邸ta formula alkina:
Cn
H2n-2
2. Struktura alkina
sp hibridizacija
linearni raspored hibridnih orbitala
trogubu vezu ini jedna i dve -veze,
koje le転e u meusobno normalnim
ravnima
geometrija dela molekula koji sadr転i
trogubu vezu je stoga linearna
Zbog difuznog karaktera -veza
distribucija elektrona u troguboj vezi ima
oblik cilindrinog oblaka
4. Struktura alkina (nastavak)
Kao posledica hibridizacije i dve -veze,
troguba veza je vrlo jaka
Takoe je velika i energija C-H veze
terminalnih alkina
Du転ina CC veze je manja nego kod
dvogube (120 pm), a takoe je kraa i
C-H veza
Razlog: poveani s-karakter hibridnih sp
orbitala (ue邸e s-orbitale je 50%)
5. Struktura alkina (nastavak)
Karakteristine reakcije alkina su
adicije, s tom razlikom 邸to su manje
reaktivni od alkena
Alkini sa trogubom vezom unutar
molekula su stabilniji od terminalnih
Prvi lan homologe serije je acetilen,
C2
H2
, po kome se itava klasa
jedinjenja naziva acetilenima
6. Nomenklatura
Alkini se imenuju po dva sistema:
kao derivati acetilena i
po IUPAC nomenklaturi
Kao derivati acetilena: smatra se da
su vodonikovi atomi u acetilenu
zamenjeni alkil grupama
7. IUPAC nomenklatura alkina
Dobijaju imena po istim pravilima koja
va転e za alkane i alkene, samo 邸to dobijaju
nastavak in
osnovna struktura je najdu転i niz koji sadr転i
trogubu vezu
prisustvo dve, tri itd. trogubih veza naznaava
se imenom alkadiin, alkatriin, itd.
polo転aji trogube veze i supstituenata
oznaavaju se brojevima
Numerisanje poinje od kraja bli転eg troguboj
vezi, a obele転ava se prvi ugljenikov atom
trogube veze
8. IUPAC nomenklatura alkina
(nastavak)
CH3 CH2 CH
CH3
C C C2H5
35
etil-sec-butilacetilen
(5-metil-3-heptin)
CH C C2H5 CH3 C C CH3 CH3 C C CH(CH3)2
izopropilmetilacetilen
(4-metil-2-pentin)
dimetilacetilen
(2-butin)
etilacetilen
(1-butin)
9. IUPAC nomenklatura alkina
(nastavak)
Ukoliko su u molekulu prisutne i dvoguba
i troguba veza, takav ugljovodonik se
zove alkenin
Pri numerisanju glavnog niza koji sadr転i i
jednu i drugu vezu, polazi se od kraja koji
je najbli転i jednoj od njih
Ako su dvoguba i troguba veza
ekvivalentne u odnosu na krajeve niza,
manjim brojem se obele転ava dvoguba
veza
CH3
-CH=CH-CCH 3-penten-1-in
HCC-CH2
-CH=CH2
1-penten-4-in
10. IUPAC nomenklatura alkina
(nastavak)
Za osnovni niz nezasienog razgranatog
ugljovodonika uzima se onaj koji ima
najvei mogui broj dvogubih i trogubih
veza
Ako u obzir za izbor mogu doi dva ili vi邸e
nizova, izbor se vr邸i u korist
(1) onog koji ima najvei broj C-atoma;
(2) ako je broj C-atoma jednak, uzima se onaj
koji sadr転i vei broj dvogubih veza. U svemu
ostalom va転e isti principi po kojima se
imenuju zasieni razgranati aciklini
ugljovodonici
11. Fizike osobine alkina
sline su fizikim osobinama alkana i
alkena
Ne rastvaraju se u vodi, rastvaraju se u
nepolarnim organskim rastvaraima kao 邸to je
benzen, ugljentetrahlorid, etar
Gustina im je manja od gustine vode
Take kljuanja rastu sa poveanjem broja
ugljenikovih atoma i sline su takama
kljuanja odgovarajuih alkana i alkena
12. Dobijanje alkina
Dva osnovna naina za uvoenje
trogube veze u molekul:
dvostruka eliminacija iz 1,2-
dihalogenalkana ili 1,1,2,2-
tetrahalogenalkana
alkilovanje terminalnih alkinil jona
13. Dvostruka eliminacija iz
1,2-dihalogenalkana
Budui da se dihalogenalkani lako
dobijaju iz odgovarajuih alkena
adicijom halogena, ova reakcija
omoguava prevoenje dvogube u
trogubu vezu u nekoliko koraka
Reakcija se izvodi jakim bazama
C C
H H
X X
KOH
alkohol
C C
H
X
C C
alkohol
KOH
15. Alkilovanje acetilena alkil-
halogenidima
Ova reakcija je u svojoj osnovi supstitucija
Veoma bazni acetilidni anjon zamenjuje
halogenid u alkil halogenidima (ORA 262)
HC C
-
C
X
C
H
C
CHC
C + X
-
R HC C NaR C C
+Na
16. Konkurentna reakcija
Alkini su slabe kiseline
Acetilidni jon je, kao konjugovana baza,
izuzetno jak, (jai i od hidroksilnog jona)
Jaka baza + alkil-halogenid uslovi za
dobijanje alkena
C C
X
H
CHC
-
X
-
+ C C + CHHC
alken acetilen
17. Eliminacija ili supstitucija?
Kada su supstitucija i eliminacija
konkurentne reakcije, ue邸e eliminacije
raste sa promenom strukture alkil-
halogenida od primarnog preko
sekundarnog do tercijarnog
RX = 10
20
30
Raste sklonost ka eliminaciji
Raste sklonost ka supstituciji
18. Industrijski nain dobijanja
acetilena
acetilen se industrijski dobija iz
jeftinih prirodnih sirovina, koksa,
krenjaka i vode
CaCO3
CaO + CO2
3C + CaO CaC2
+ CO
CaC2
+ 2H2
O HCCH + Ca(OH)2
19. Reakcije alkina
Reakcije alkina su posledica trogube veze
i slabo kiselog terminalnog acetilenskog
vodonika
Analogne su reakcijama alkena - reakcije
elektrofilne adicije
Troguba veza je ne邸to manje reaktivna
prema elektrofilnim reagensima od
dvogube, ali je reaktivnija u reakcijama
nukleofilne adicije
U sluaju terminalnog polo転aja trogube
veze u molekulu alkina, oni podle転u jo邸
nekim specifinim reakcijama
20. 1. Adicione reakcije
Elektrofilni reagensi i nain njihove
adicije na trogubu vezu isti su kao i
na dvogubu vezu, izuzev 邸to se
umesto jednog tro邸e dva molekula
reagensa i 邸to je reakcija postupna i
sporija
AB
CCC C
A
B
C
A
B
AB
C
A
A
C
B
B
iliC C
A
B
ili C C
A B
21. Adicija vodonika
Ukoliko se kao katalizator za adiciju
vodonika primeni platina ili paladijum na
uglju, suspendovani u rastvoru koji sadr転i
alkin, pa se kroz rastvor propusti vodonik,
doi e do potpunog zasienja trogube
veze i dobijanja alkana:
CH3CH2CH2C CCH2CH3
H2/Pt
CH3(CH2)5CH3
22. Prva -veza alkina je reaktivnija
nego druga, pa se hidrogenizacija
mo転e zaustaviti u fazi
intermedijernog alkena primenom
modifikovanog katalizatora (Lindlar-
ov katalizator).
Lindlar-ov katalizator: paladijum
stalo転en na kalcijum-karbonatu i
tretiran olovo-acetatom i hinolinom
23. Adicija vodonika je, kao i kod alkena, sin,
zbog vezivanja vodonika na povr邸inu
katalizatora, a zatim na istu stranu
molekula
Dobijaju se cis-alkeni, osim u sluaju
terminalne trogube veze
Ako se umesto katalitiki aktiviranog
vodonika za redukciju alkina kao reagens
upotrebi metalni natrijum rastvoren u
tenom amonijaku, dobijaju se trans-
alkeni (opet ukoliko alkin nije terminalan)
26. 3. FAZA: Ravnote転ni prelaz u stabilniji alkenil-radikal
cis
C C
RR
H
trans (stabilniji)
C C
R
H R
alkenil-anjon
4. FAZA: Drugi prenos jednog elektrona
C C
R
H R
Na
Na
+
+ C C
R
H R
trans-alken
5. FAZA: Drugo protonovanje
-C C
R
H R
NH3
C C
H
R
R
H
+ NH2
27. Adicija halogena
Posle prvog stupnja dobijaju se
nezasieni dihalogenidi, koji su
obino manje reaktivni prema daljoj
adiciji od samih alkina. Oni se mogu
izolovati i to su proizvodi anti-adicije
X
X
CC
X
X X2
CCC CC
X2
X
X
X2 = Cl2 , Br2
28. Adicija halogenovodonika
Alkini adiraju halogenovodonike (HCl
i HBr) i grade nezasiene halogenide
ili geminalne dihalogenide
Oba stupnja reakcije slede
Markovnikovljevo pravilo
gem-dihalogenidhaloalken
Cl
Cl
Cl
H
H
HClHCl H
CCCCC CC
29. Adicija cijanovodonika
Cijanovodonik se adira na acetilen u
prisustvu barijum cijanida kao
katalizatora i gradi vinil cijanid
CN
HCNCCC CC
H
+
Ba(CN)2
Metoda za produ転enje ugljeninog
niza za jedan C-atom
30. Adicija vode
Adicijom vode na acetilen u
prisustvu 転iva(II)sulfata, HgSO4
, i
sumporne kiseline, H2
SO4
, gradi se
vinil-alkohol, koji je nestabilan i
odmah se preureuje u acetaldehid
H2SO4
C CH H C
H
H
C
OH
H
+ H2O
HgSO4 C
H
H
H
C
H
O
31. Ovakav tip izomerije, gde se dva oblika
razlikuju po polo転aju dvogube veze
(>C=C< i >C=O) i polo転aju vodonikovog
atoma (-O-H i C-H) naziva se
tautomerija (tauto isto)
Tautomerija predstavlja dinamiku
ravnote転u (brz prelaz) izmeu dva
izomera uz simultano preme邸tanje atoma
vodonika i dvogube veze
C C C C
OH
H
+
O H
+ H
+
32. Polimerizacija
Alkini podle転u ciklinoj i linearnoj
polimerizaciji
Ciklina polimerizacija
Kada se acetilen provodi kroz zagrejanu
cev, polimerizuje se u benzen
3CHCH 錚р錚
33. Metil-acetilen se polimerizuje u sim-
trimetilbenzen, a dimetil-acetilen u
heksametilbenzen CH3
CH3H3C
3 CH3C CH
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
H3C
3 CH3C CCH3
34. Linearna polimerizacija
Kada se uvodi u rastvor bakar hlorida u
amonijum hloridu, acetilen se
polimerizuje u vinilacetilen i divinil
acetilen
2 HC CH H2C CH C CH
HC CH
H2C CH C C CH CH2
vinilacetilen divinilacetilen
CuCl2
NH4Cl
35. Oksidacija alkina
1. Oksidacija permanganatom
RC CR'
KMnO4
RCOOH + R'COOH
Karboksilne kiseline se lako
identifikuju, zbog ega ova metoda
slu転i za utvrivanje polo転aja trogube
veze u molekulu
CH3CH2CH2C CCH3
2-heksin
KMnO4
CH3CH2CH2COOH + CH3COOH
buterna kiselina
36. Oksidacija alkina (nastavak)
CH grupa kod terminalnih alkina
oksiduje se u ugljen dioksid
CH3CH2CH2CH2C CH
1-heksin
KMnO4
CH3CH2CH2CH2COOH + CO2
2.Ozonoliza alkina
R C C R'
O3
R C C R'
OO
H2O
H2O2
RCOOH + R'COOH
37. Oksidacija alkina. Ozonoliza
Acetilen se pri ovoj reakciji pretvara u
glioksal i dalje u mravlju kiselinu:
I ova reakcija mo転e da se upotrebi za odreivanje
polo転aja trogube veze identifikovanjem dobijenih
karbonskih kiselina:
CH3(CH2)7C C(CH2)7COOH CH3(CH2)7COOH HOOC(CH2)7COOH+
O3
H2O
H C C H
O3
H C C H
OO
H2O
H2O2
2 HCOOH
glioksal
mravlja kiselina
38. Kiselost alkina graenje
acetilida
U reakciji acetilena sa natrijumom nastaje
acetilid i oslobaa se vodonik, kao u
svakoj klasinoj reakciji kiseline i metala
RC CH + Na RC C Na + 1/2 H2
Razlog kiselosti terminalnih alkina
Acetilidi te邸kih metala, npr. Ag, Cu... su
nerastvorni u vodi, a veza izmeu metala i
C-atoma uglavnom kovalentna:
CH3CH2CCH + AgNO3 CH3CH2CCAg
talog
39. Acetilen
bezbojan gas
Termodinamiki je nestabilan, pri
udaru eksplodira i razla転e se na
ugljenik i vodonik
HC CH 2C + H2
Sagorevanjem u struji kiseonika
oslobaa veliku koliina toplote, ak
i do 3400属C - upotreba za seenje i
zavarivanje metala
