Transcript 14_2_7
CZ.1.07/1.5.00/34.0048 Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace Reakce alkynů. VY_32_INOVACE_14_2_7 Autor: Ing. Jan Voříšek Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková organizace VY_32_INOVACE_14_2_7 Ing. Jan Voříšek Nejběžnějším typem reakcí, do kterých alkyny vstupují, jsou adice. Mezi nejvýznamnější elektrofilní adice alkynů patří jejich reakce s halogenovodíky a halogeny. Obě reakce probíhají ve dvou stupních. Produkty vznikající v prvním stupni je však většinou možné izolovat. Zkuste sami, na základě vašich znalostí alkenů, provést adici HCl na prop-1-yn. Adice halogenovodíků na alkyny probíhají v souladu s Markovnikovovým pravidlem a to ve dvou stupních: CH3-C CH + HCl CH3-C=CH2 + HCl Cl CH3-C=CH2 Cl 2-chlorprop-1-en Cl CH3-C-CH3 Cl 2,2-dichlorpropan Jak již bylo řečeno, řadu reakcí na alkynech je třeba katalyzovat. Jako katalyzátory se často uplatňují soli těžkých kovů. Adici chlorovodíku na ethyn katalyzují např. rtuťnaté soli. 2+ Hg vytváří s ethynem komplex, ve kterém dochází k narušení trojné vazby a následně může dojít k adici HCl. CH CH + Hg2+ CH CH Hg2+ CH CH 2+ Hg CH2=CHCl + Hg2+ Produktem reakce je vinylchlorid, který je výchozí látkou pro výrobu polyvinylchloridu – PVC. Na trojnou vazbu se podobným způsobem adují také halogeny. V prvém stupni vznikají dihalogenalkeny a ve druhém vznikají tetrahalogenalkany. Př.: Ethyn + chlor Cl CH CH + Cl2 H C=C H Cl trans-1,2-dichlorethen Cl2HC-CHCl2 1,1,2,2-tetrachlorethan Dalším typem reakcí alkynů je nukleofilní adice a jako příklad slouží reakce vody s acetylenem. Tato reakce probíhá v přítomnosti kyseliny sírové a je katalyzována síranem rtuťnatým. V první fázi vzniká vinylalkohol, který je však nestabilní a dochází k přesmyku protonu z –OH skupiny na sousední atom uhlíku za zniku dvojné vazby C=O. Produktem je látka ethanal (patří do skupiny aldehydů, kterou budeme probírat později). CH CH + H2O H2SO4 HgSO4 CH2=C-OH H CH3-C=O H Jednou z nejvýznamnějších reakcí alkynů je katalytická hydrogenace. Patří do skupiny radikálových adic a probíhá ve dvou stupních. Reakci lze usměrnit tak, že vzniká produkt pouze prvního stupně. Při hydrogenaci acetylenu vzniká nejprve ethen a ve druhém stupni ethan. CH CH H2 Pd CH2=CH2 H2 Pd CH3-CH3 Dimerace ethynu (spojení 2 molekul) probíhá za katalytického působení chloridu měďnatého. Produktem je but-1-en-3-yn, známější pod triviálním názvem vinylacetylen. 2 CH CH CH2=CH-C CH Z vinylacetylenu se hydrogenací vyrábí buta1,3-dien, který je základní surovinou pro výrobu syntetického kaučuku. Při trimeraci ethynu vzniká benzen. Reakce probíhá za zvýšeného tlaku a teploty 400-500 oC. CH CH CH CH 400-500 oC CH CH benzen Vznik acetylidů. Díky své kyselosti mohou být vodíkové atomy v acetylenu nahrazeny atomy některých kovů. Vznikající soli se nazývají acetylidy. Například acetylidy alkalických kovů se připravují přímou reakcí acetylenu s alkalickými kovy. CH CH + 2 Na NaC CNa + H2 acetylid sodný Zdroj informací: McMURRY, John. Organická chemie. Vydání první. Vydalo Vysoké učení technické v Brně – nakl. VUTIUM, Brno, 2007. Počet stran 1260. ISBN 978-80-2143291-8 (VUT v Brně). VACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. Třetí doplněné vydání. Vydalo SPN-pedagogické nakladatelství, a.s., Praha, 1996. Počet stran 368. ISBN 80-85937-08-5. HONZA, Jaroslav, MAREČEK, Aleš. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 2.díl. Druhé přepracované vydání. Vydalo Nakladatelství Olomouc, 1998. Počet stran 232. ISBN 80-7182-056-3. Téma sady: Vzdělávací oblast: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Studium uhlovodíků Člověk a příroda Chemie Organická chemie Autor: Rok vytvoření materiálu: Název materiálu: Jazyk: Očekávaný výstup: Klíčová slova: adice. Druh učebního materiálu: Cílová skupina: Stupeň a typ vzdělávání: Typická věková skupina: Ing. Jan Voříšek 2012 Reakce alkynů. čeština Žák popíše charakteristické typy reakcí alkynů a uvede příklady. organická chemie, alkyny, reakce, elektrofilní adice, nukleofilní prezentace s aktivizací žáka žák gymnaziální vzdělávání 16 -19 let Pokyny pro práci s materiálem: Prezentace je využitelná jako výklad učiva na dané téma. V materiálu jsou začleněny otázky, které aktivizují žáky a umožňují žákům zamyšlení nad jednotlivými body tématu.