Gourt Home::Gourt :: Alkine
Alkine sind ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die in ihrer Kohlenstoffkette mindestens eine C-C-Dreifachbindung enthalten, die die hohe Reaktionsbereitschaft dieser organischen Verbindungen verursacht. Alkine werden auch Acetylenkohlenwasserstoffe genannt. Alkin.png
Die Alkine bilden eine homologe Reihe mit der allgemeinen Summenformel CnH2n-2, sie beginnt mit dem Ethin.
Hier die wichtigsten Alkine von Ethin(C2H2) bis Dekin(C10H18)mit Namen und Summenformel: Ethin: C2H2, Propin: C3H4, Butin: C4H6, Pentin: C5H8, Hexin: C6H10, Heptin: C7H12, Octin: C8H14, Nonin: C9H16 und Dekin: C10H18
Nomenklatur
Die Benennung der Alkine nach den IUPAC-Regeln orientiert sich an den Namen für die Alkane. Als Stammnamen für das Alkin wählt man den Wortstamm des Alkans mit gleicher Anzahl an Kohlenstoffatomen und ersetzt die Endsilbe -an durch -in. Bei verzweigten Alkinen gibt die längst mögliche Kohlenstoffkette mit der Dreifachbindung den Stammnamen. Alkine haben eine höhere Priorität als Alkene. Die ersten beiden Vertreter der homologen Reihe dieser Stoffgruppe sind Ethin, Propin. Die Lage der Dreifachbindung wird mit einer vorgestellten Zahl beschrieben, so dass diese möglichst klein ist z.B. 1-Butin und 2-Butin. Enthält die Kohlenstoffkette mehrere Dreifachbindungen, so fügt man im Namen vor der Silbe in die Silbe di, tri, tetra usw. ein. So erhält ein Alkin mit 5 (griechisch penta) C-Atomen und zwei Dreifachbindungen nach dem 1. und 4. C-Atom den IUPAC-Namen 1,4-Pentadiin.
elektronische Struktur
Die Dreifachbindung der Alkinen besteht aus einer sp-Hybridbindung und zwei orthogonalen p-Bindungen. Diese beiden orthogonalen p-Bindungen (Orthonormalbasis) bilden zwei rotations-invariante Orbitale, welche sich z.B. durch IR-spektroskopische Untersuchungen an W2(CO)6 nachweisen läßt. Durch den höheren Anteil an s-Orbitalen in den sp-Hybridorbitalen ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen der C-H-Bindung in der Nähe des Kohlenstoff-Kerns größer als bei Alkenen (sp2) und Alkanen (sp3), worauf die CH-Acidität terminaler Alkine beruht. Daher ist der pKa-Wert von Ethin mit 25 um ein vielfaches kleiner als der von Ethen (44) bzw. Ethan (50). Alkine sind relativ unpolar. Die C-C-Dreifachbindung ist linear.
- Atomabstände: (C-H)-Abstand : 106,1 pm
- (C-C)-Abstand: 120,3 pm
Spektroskopische Eigenschaften
H-NMR
Im H-NMR sind Alkinyl-Wasserstoffatome nicht so stark entschirmt wie Alkenylwasserstoffatome, da in der rotarions-symmetrischen Dreifachbindung durch das äußeren Magnetfeld ein Ringstrom induziert wird, dessen Magnetfeld dem Aüsseren entgegengesetztes ist. Da die Dreifachbindung die Spin-Spin-Kopplung gut überträgt, haben die J4-Kopplungen über drei Kohlenstoffatome für gewöhnlich eine Kopplungskonstante von 2 bis 4 Hz.Infrarot Spektroskopie
Die Infrarot Spektroskopie ist neben der 13C-NMR-Spetroskopie eine nützliche Methode zur Identifizierung eines terminalen Alkins, da sich bei etwa 2100 cm-1 eine starke charakteristische Bande für die C-C-Valenzschwingung zeigt.Darstellung
Alkine werden gewöhnlich durch doppelte Dehydrohalogenierung von vicinalen oder geminalen Dihalogenalkanen synthetisiert.
Synthese eines Alkins am Beispiel der Darstellung von Ethin Cl Cl Cl | | | H-C-C-H +2NaNH2 ---> H-C=C-H + NaNH2 --> C2H2 | | -NaCl | H H -NH2-H H vicinales Halogenalken Alkin Dihalogenalkan als Zwischenprodukt
Wichtige Reaktionen
Hydrierung
Alkine können mit mit Hilfe üblicher Katalysatoren wie Platin oder Palladium mit Wasserstoff zu Alkanen hydriert werden. Möchte man allerdings die Reaktion auf der Stufe der Alkene anhalten, muss man den Lindlar-Katalysator verwenden und man erhält cis-Alkene, da beide Wasserstoffatome von der gleichen Seite an das Alkin addieren. Zur Synthese von trans-Alkenen kann die Ein-Elektronen-Reduktion benutzt werden. Dabei wird Natrium in flüssigen Ammoniak gelöst. Die freien Elektronen reduzieren das Alkin zum Radikal-Anion. Anschließend wird das Radikal-Anion protoniert. Nach einer weiteren Reduktion und Protonierung entsteht mit hoher Selektivität das trans-Alken.
Natürliche Vorkommen
Färberfrosch Dendrobates tinctorius.jpg Alkine sind in der Natur nicht sehr verbreitet (lediglich 1000 Verbindungen sind bekannt) und davon sind auch nur einige wenige physiologisch im eigenen Organismus aktiv. Die übrigen wirken meist als Fungizide oder als Verteidigungsgift oder Schleimhaut-Reiz-Stoff. Die Haut der Pfeilgiftfrösche beispielsweise sekregiert Hystrionicotoxin, eine Substanz, die zwei Alkingruppen enthält und den Frosch vor Säugetieren und Reptilien schützt. Eine große Gruppe von biologisch aktiven Alkinen bilden die Endiin-Antibiotika. Naturstoffe, die als Strukturmotiv die Endiin-Einheit besitzen, wirken häufig cytotoxisch gegenüber menschlichen Tumorzellinien und stellen somit potentielle Chemotherapeutika dar.
Bedeutung
Von technischer Bedeutung sind lediglich Ethin (Acetylen) und Propin, sie werden unter anderem als Schweißgas verwendet, da die Flammen dieser extrem heiß (bis 3100°C) werden. Ethin ist in der chemischen Industrie von hoher Bedeutung zur Herstellung von vielen weiteren Verbindungen etwa Acrylsäure oder Acrylamid. Auch 2-Butin-1,4-diol ist ein Vorläufer für die Herstellung von Tetrahydrofuran (THF).
ألكاين | Alquí | Alkyn | Alkyne | Alkino | Alquino | Alküünid | Alkyyni | Alcyne | אלקין | Alchini | アルキン | Alkinum | Alkīni | Alkyn | Alkin | Alcino | Алкины | Алкин | Alkuna | Alkyn | ஆல்க்கைன் | Алкіни | 炔
"Alkine"
