Alkyny

Alkyny

Alkyny (dříve alkiny) jsou uhlovodíky s minimálně jednou trojnou vazbou mezi atomy uhlíku v otevřeném řetězci. Triviálně se alkyny nazývají acetyleny podle nejjednoduššího zástupce acetylenu (ethynu). Názvy alkynů jsou zakončeny na -yn, jejich zbytky mají příponu - ynyl. Obecný vzorec pro alkyny je C_nH_2n-2. Trojná vazba je tvořena jednou vazbou σ a dvěma vazbami π.

Chemické vlastnosti

Na rozdíl od alkanů jsou alkeny a alkyny méně stabilní a jsou reaktivnější. Jsou poměrně kyselé, hodnota pKa se pohybuje mezi amoniakem (35) a ethanolem (16). Kyselost alkynů je způsobena relativně vysokou elektronegativitou sp orbitalu v porovnání s sp² nebo sp³ orbitaly. Důsledkem toho je sigma vazebný orbital mezi sp hybridem uhlíku a s orbitalem vodíku lokalizován spíše okolo uhlíku, což dělá vodíkový atom parciálně pozitivně nabitý. Terminální alkyny reagují se silnými bázemi, např. sodíkem, amidem sodným nebo Grignardovými činidly za vzniku acetylidů kovů:

2 RC≡CH + 2 Na → 2 RC≡CNa + H₂

nebo obecně:

RC≡CH + B → RC≡C⁻ + HB⁺, kde B je silná báze.

Acetylidový anion je často využívaný v syntéze, protože je silně nukleofilní, a může se účastnit vytváření C-C vazby.

Struktura

Uhlíkové atomy trojné vazby mají hybridizaci sp (každý má dva orbitaly p a dva sp hybridní orbitaly). Překryvem sp orbitalů vzniká σ vazba. Bočním překryvem p orbitalů vznikají dvě vazby π. Zbývající sp orbital každého atomu uhlíku je využit při tvorbě vazby s jinými atomy. Skupina -C≡C- je planární. Energie trojné vazby je vysoká (837 kJ/mol), délka vazby CC je 121 pm, což je podstatně méně než v případě alkenů (134 pm) nebo alkanů (153 pm).

Terminální a vnitřní alkyny

Terminální alkyny mají minimálně na jednom sp uhlíku vázány atom vodíku, např. 1-propyn.

1-propyn

Vnitřní alkyny mají na oba sp uhlíky vázané jiné atomy, nejčastěji další atomy uhlíku. Příkladem je 2-pentyn, který má na prvním sp uhlíku vázaný methyl a na druhém ethyl.

2-pentyn

Příprava

Alkyny se nejčastěji připravují dehydrohalogenací vicinálních alkyldihalogenidů nebo reakcí acetylidů kovů s primárními alkylhalogenidy.

Dále se dají alkyny vyrobit dehydrogenací alkanů (za přítomnosti katalyzátoru, nejčastěji platiny a zvýšené teploty).

Acetylen (ethyn) se dá také vyrobit reakcí karbidu (acetylidu) vápenatého s vodou:

CaC₂ + 2 H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂.

Reaktivita alkynů

Alkyny mohou podléhat velké řadě chemických reakcí.

• Elektrofilní adice
• Cykloadice
• Nukleofilní substituce
• Nukleofilní adice
• Hydroborace
• Oxidace
• migrace alkynové skupiny po uhlovodíkovém řetězci

Související články

• Ethyn (acetylen) - C₂H₂, nejjednodušší alkyn