Alkyny

Alkyny• Obsahují alespoň jednu trojnou vazbu uhlík –

uhlík

CH3

C

C

CH3

CH CH

CH3

CH3

Názvosloví

Názvosloví

• Postup stejný jako u alkanů• Hlavní řetězec je ten, který obsahuje

maximální počet trojných vazeb• Číslování se provádí ve směru nejbližšího

výskytu trojné vazby• Koncovka –an je nahrazena koncovkou –yn s

příslušným lokantem, případně násobnou předponou + -yn s příslušnými lokanty

Názvosloví

Ethyn (acetylen)

But-2-yn1-cyklopropyl-4-methylpent-2-yn

CH3

C

C

CH3

CH CH

CH3

CH3

Struktura a reaktivita

Vlastnosti trojné vazby• Uhlíky dvojné vazby sp

hybridisované => lineární útvar (úsečka)

• 1 vazba : na spojnici jader, schovaná a špatně přístupná, silnější (z důvodu lepšího krytí orbitalů)

• 2 vazba : delokalisované přes uhlíkové atomy – nad a pod rovinou vazby, slabší (horší překrytí orbitalů)

• Elektrony -vazeb tvoří vzájemným překryvem „válec“

• Reaktivita velmi podobná alkenům (podobná vazebná struktura)

Stabilita trojné vazby• Interní alkyny jsou stabilnější než koncové alkyny• Důvod: stabilisace hyperkonjugací s vazebným

orbitalem C-H sousedícího substituentu• Důsledek: snižuje se spalné teplo se substitucí

Terminální alkyny jsou slabě kyselé• Trojná vazba do sebe „nasává“ elektrony sousedních vazeb• Vazba C-H koncového alkynu je tak značně oslabena – je jí možno

přerušit silnými basemi, které odštěpí proton• Vznikne tak sůl – acetylid• Obvykle používaná base – amid sodný NaNH2

• Takto připravené acetylidy se často používají v organické synthese pro získávání substituovaných alkynů jejich reakcemi s halogenalkany

Terminální alkyny jsou slabě kyselé

CH

CH3N aN H 2

C-

CH3

Na+

C-

CH3

Na+ +

CH3

Br

CH3

CH3

Katalytická hydrogenace• Reakce s vodíkem za přítomnosti katalysatoru• Dochází k zániku trojné vazby a vzniku alkanu• Alkyn + H2 → alkan• Typické katalysatory: Pt, Pd, Rh• Mechanismus je stejný jako u alkenů• Reakce běží ve dvou stupních:

– Hydrogenace na alken (dH°hydrogen = cca -176 kJ/mol)– Hydrogenace na alkan (dH°hydrogen = cca -137 kJ/mol)

CH3 CH3 + H2

P d /CCH3

CH3

2

Hydrogenace na otráveném katalysatoru

• Za normálních okolností není možné zastavit katalytickou hydrogenaci v prvním stupni

• Pro přípravu alkenů touto cestou je zapotřebí katalysator „otrávit“– Lindlarův katalysator: kovové Pd

na BaSO4, otrávené octanem olovnatým a chinolinem

• Produktem je vždy cis-alken!

CH3 CH3 + H2

CH3 CH3L ind la r

Reakce s alkalickými kovy v kapalném amoniaku

• Redukce Li nebo Na v kapalném NH3 vede ke vzniku trans-alkenů

CH3 CH3

CH3

CH3

N a

N H 3

Elektrofilní adice

Elektrofil Nukleofil Sloučenina

H+ X- HCl, HBr, HI

H+ OH- H2O (+H2SO4)

X+ X- Cl2, Br2

• Elektrofilní adice na trojnou vazbu probíhá podle úplně stejného mechanismu jako u alkenů

• Vzhledem ke dvěma vazbám p mohou alkeny podlehnout dvěma stupním adice– První stupeň: vznik substituovaného alkenu– Druhý stupeň: vznik substituovaného alkanu

Hydratace• Reakce musí být katalysována kyselinou• Obvykle se používá vodný roztok kyseliny sírové (absence risika vedlejších

reakcí)• Vznikající alkenol přesmykuje a vzniká keton!• Produkt: keton

Hydroborace• Cesta jak zavést hydroxylovou skupinu proti Markovnikovovu

pravidlu• Boran se aduje na méně stericky bráněný uhlík trojné vazby• Následný rozklad peroxidem vodíku vede ke vzniku alkenolu, který

se přesmykuje na aldehyd

Štěpení alkynů ozonem

• Ozon štěpí alkeny na dva fragmenty, obsahující karboxylovou skupinu