Alkyny

1. Alkyny

2. Alkyny • Obsahují alespoň jednu trojnou vazbu uhlík – uhlík

3. Názvosloví

4. 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

5. Názvosloví Ethyn (acetylen) But-2-yn 1-cyklopropyl-4-methylpent-2-yn

6. Struktura a reaktivita

7. Vlastnosti trojné vazby • Uhlíky dvojné vazby sphybridisované => lineární útvar (úsečka) • 1 vazba s: na spojnici jader, schovaná a špatně přístupná, silnější (z důvodu lepšího krytí orbitalů) • 2 vazba p: delokalisované přes uhlíkové atomy – nad a pod rovinou vazby, slabší (horší překrytí orbitalů) • Elektrony p-vazeb tvoří vzájemným překryvem „válec“ • Reaktivita velmi podobná alkenům (podobná vazebná struktura)

8. Stabilita trojné vazby • Interní alkyny jsou stabilnější než koncové alkyny • Důvod:stabilisacehyperkonjugací s vazebným orbitalem C-H sousedícího substituentu • Důsledek: snižuje se spalné teplo se substitucí

9. 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

10. Terminální alkyny jsou slabě kyselé

11. 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)

12. Hydrogenace na otráveném katalysatoru • Za normálních okolností není možné zastavit katalytickou hydrogenaci v prvním stupni • Pro přípravu alkenů touto cestou je zapotřebí katalysator „otrávit“ • Lindlarůvkatalysator: kovové Pd na BaSO4, otrávené octanem olovnatým a chinolinem • Produktem je vždy cis-alken!

13. Reakce s alkalickými kovy v kapalném amoniaku • Redukce Li nebo Na v kapalném NH3 vede ke vzniku trans-alkenů

14. Elektrofilní adice • 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

15. 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

16. 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

17. Štěpení alkynů ozonem • Ozon štěpí alkeny na dva fragmenty, obsahující karboxylovou skupinu