Алкины способны присоединять по связи С≡С разнообразные реагенты:
водородГидрированием алкинов получают алкены и алканы.,
галогеныВ реакции с галогенами алкины образуют дигалогеналкены и тетрагалогеналканы.,
галогеноводородыПрисоединение галогеноводородов приводит к галогеналкенам (например, винилхлорида CH2=CHCl для получения полимера ПВХ) и дигалогеналканам.,
водуПрисоединяя воду, алкины образуют карбонильные соединения (ацетальдегид или кетоны).,
циановодородРеакцией с HCN получают нитрилы. Например, ацетилен образует ценный мономер акрилонитрил для производства полиакрилонитрильных волокон., спирты и фенолыСо спиртами и фенолами алкины образуют простые виниловые эфиры, применяемые в органическом синтезе и производстве полимерных материалов.,
карбоновые кислотыС карбоновыми кислотами алкины образуют сложные виниловые эфиры. Например, присоединение уксусной кислоты к ацетилену используется для получения винилацетата – мономера в производстве поливинилацетата (ПВА). и другие соединенияАлкины присоединяют также тиолы RSH, вторичные амины R2NH, амиды RCOONH2..
К реакциям присоединения относится также полимеризацияПолимеризация – реакция образования высокомолекулярных соединений (полимеров) путем последовательного присоединения большого числа молекул исходного вещества (мономера). алкинов.
В зависимости от условий реакции и природы реагента присоединение к алкинам может происходить по электрофильному, радикальному или нуклеофильному механизму.
Гидрирование
В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-связь), а затем алканов (разрывается вторая π-связь):
При использовании менее активного катализатора Pd/CaCO3/Pb(CH3COO)2 гидрирование останавливается на стадии образования алкенов (преимущественно, цис-изомеров).
Гидрирование алкинов относят к реакциям восстановления, поскольку присоединение водорода к атомам углерода приводит к понижению степени их окисления:
Галогенирование
Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):
Видеоопыт "Взаимодействие ацетилена с бромной водой"
Алкины обесцвечивают бромную воду, проявляя сходство с алкенами. Поэтому данная качественная реакция используется для определения ненасыщенных соединений, содержащих как двойные, так и тройные углерод-углеродные связи. Различить алкины и другие непредельные углеводороды с ее помощью нельзя.
Гидрогалогенирование
Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:
Гидрохлорирование ацетилена используется в одном из промышленных способов получения винилхлорида:
Винилхлорид является исходным веществом (мономером) в производстве поливинилхлорида (ПВХ).
Гидратация (реакция Кучерова)
Присоединение воды происходит в присутствии катализатора соли ртути (II) и идет через образование неустойчивого непредельного спирта, который изомеризуется в уксусный альдегид (в случае ацетилена):
или в кетон (в случае других алкинов):
Механизм реакции – нуклеофильное присоединение
Гидратация ацетилена (реакция Кучерова)
Ацетилен присоединяет воду в присутствии катализатора - соли ртути(II).
Механизм реакции
Катализатор Hg2+ активирует тройную связь, образуя электронодефицитный π–комплекс, который затем присоединяет нуклеофильный реагент Н2О: (донор пары электронов). Эта стадия протекает медленно и является лимитирующей. Именно по ней реакция в целом классифицируется как нуклеофильное присоединение.
Продуктом присоединения является виниловый спирт CH2=CH–OH. Это соединение неустойчиво вследствие +М-эффекта гидроксигруппы, который приводит к поляризации связей С=С и О–Н. Происходит отщепление протона Н+ от гидроксигруппы и его перенос к атому углерода с избыточным отрицательным зарядом δ–.
Конечным продуктом реакции является уксусный альдегид (ацетальдегид) CH3CHO.
Гомологи ацетилена при гидратации образуют кетоны:
МАРКОВНИКОВ Владимир Васильевич (25.XI.1837 - 11.II.1904)
Русский химик-органик. Родился в деревне Княгинино Нижегородской губернии. Окончил Казанский университет (1860) и по представлению А.М. Бутлерова оставлен при университете лаборантом. В 1865-1867 с целью подготовки к профессиональной деятельности находился в командировке в Берлине, Мюнхене, Лейпциге, где работал в лабораториях А. Байера, Р. Эрленмейера и А. Кольбе. В 1867-1871 преподавал в Казанском университете (с 1869 профессор), в 1871-1873 - в Новороссийском университете в Одессе, в 1873-1904 - в Московском университете. Один из основателей Русского химического общества (1868).
Исследования В.В. Марковникова посвящены теоретической органической химии, органическому синтезу и нефтехимии. Результаты исследований в области синтеза органических соединений (спиртов, жирных кислот, оксидов алкенов, галоген- и гидроксизамещенных изомеров масляной кислоты) послужили основой его учения о взаимном влиянии атомов как главном содержании теории химического строения.
Основные научные достижения:
В.В. Марковников сформулировал (1869) правила о направлении реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации в зависимости от химического строения (правила Марковникова);
исследовал (с 1880) состав нефти, заложив основы основы нефтехимии как самостоятельной науки;
выделил из нефти нафтены (циклоалканы С5-C7) и подробно их изучил;
доказал существование циклов с числом углеродных атомов от 3 до 8, установил взаимные изомерные превращения циклов в сторону как увеличения, так и уменьшения атомов в кольце;
впервые изучил превращения нафтенов в ароматические углеводороды;
ввел много новых экспериментальных приемов анализа и синтеза органических веществ.
КУЧЕРОВ Михаил Григорьевич (3.VI.1850 - 26.VI.1911)
Русский химик-органик. Родился в имении отца под Полтавой. Окончил Петербургский земледельческий институт (1871). До 1910 работал в том же институте (с 1877 - Лесной институт), с 1902 профессор.
Основные работы посвящены развитию органического синтеза.
Получил (1873) дифенил и некоторые его производные.
Исследовал (1875) условия превращения бромвинила в ацетилен.
Открыл (1881) реакцию каталитической гидратации ацетиленовых углеводородов с образованием карбонилсодержащих соединений, в частности, превращения ацетилена в уксусный альдегид в присутствии солей ртути (реакция Кучерова). Исследовал механизм этой реакции. Данный метод положен в основу промышленного получения уксусного альдегида и уксусной кислоты.
Показал (1909), что гидратацию ацетиленовых углеводородов можно проводить также в присутствии солей магния, цинка, кадмия.
Установил промежуточное образование металлорганических комплексов за счет неполновалентного взаимодействия атомов металла соли и углеродных атомов с тройной связью.
Русское физико-химическое общество учредило (1915) премию имени М.Г. Кучерова для начинающих исследователей-химиков.
ЗЕЛИНСКИЙ Николай Дмитриевич (6.II.1861 - 31.VII.1953)
Советский химик-органик, академик (с 1929). Родился в Тирасполе. Окончил Новороссийский университет в Одессе (1884). С 1885 совершенствовал образование в Лейпцигском университете (у Й. Вислиценуса) и в Геттингенском университете (у В. Мейера). В 1888-1892 работал в Новороссийском университете, с 1893 - профессор Московского университета, который оставил в 1911 в знак протеста против реакционной политики царского правительства. В 1911-1917 директор Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 - вновь в Московском университете, с 1935 одновременно в Институте органической химии, одним из организаторов которого он был. Герой Социалистического Труда (1945), премия им. В.И. Ленина (1934), Государственные премии СССР (1942, 1946, 1948). Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева и его почетный член (с 1941).
Исследования Н.Д. Зелинского относятся к нескольким областям органической химии - химии алициклических соединений, химии гетероциклов, органическому катализу, химии белка и аминокислот.
Положил начало ряду направлений, связанных с изучением взаимных превращений углеводородов.
Является одним из основоположников нефтехимии и учения об органическом катализе.
Осуществил (1931-1937) процессы каталитической и пирогенетической ароматизации нефтей.
Совместно с инженером А. Кумантом разработал конструкцию (1916) противогаза.
Впервые в СССР начал (1932, совместно с Н.С. Козловым) работы по получению хлоропренового каучука.
Открыл реакцию получения a-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианида калия с хлоридом аммония и последующим гидролизом образующихся a-аминонитрилов.
Создал крупную школу химиков-органиков (А.Н. Несмеянов, Б.А. Казанский, А.А. Баландин, Н.И. Шуйкин, А.Ф. Платэ и др.).
С 1953 г. Институт органической химии АН СССР (ныне РАН) носит имя Н.Д. Зелинского.
Поливинилхлорид (ПВХ) получают полимеризацией винилхлорида:
nCH2=CHCl (-CH2-CHCl-)n
Инициаторами процесса служат органические пероксиды. Полимеризацию главным образом проводят в водной суспензии (мономер и инициатор не растворимы в воде) под давлением 4-12 атм при 30-70°С. Реакция происходит по радикальному механизму и приводит к образованию атактического (нестереорегулярного) полимера.
При температурах выше 140°С поливинилхлорид заметно разлагается с выделением HCl. Для повышения термостабильности в полимер вводятся стабилизаторы, тормозящие процесс разложения (органические соли свинца, кальция, амины и т.п.).
ПВХ является жесткоцепным полимером с довольно высокой температурой размягчения. Для увеличения пластичности ПВХ в полимер добавляются пластификаторы (малолетучие вещества, снижающие температуру стеклования полимера).
Пластифицированный ПВХ (пластикат) применяется для производства гибкой пленки, линолеума, кожзаменителей, различных изделий широкого потребления.
Непластифицированный ПВХ (винипласт) - твердый упругий материал с высокой прочностью на удар. Из него получают пленки, листы, трубы вентили, детали насосов и т.д., которые могут эксплуатироваться при температурах, не превышающих 50-60°С. Винипласт сваривается, склеивается и хорошо перерабатывается механическими методами; им можно футеровать электролизные ванны, резервуары для кислот и другие сосуды.
ПВХ используется для получения мягких и жестких пенопластов.
Несмотря на ряд ценных свойств, у ПВХ имеются некоторые недостатки, которые могут быть в той или иной степени устранены химической модификацией полимера или сополимеризацией винилхлорида с другими мономерами.
Видеоопыт "Взаимодействие ацетилена с бромной водой"
Русский химик-органик. Родился в деревне Княгинино Нижегородской губернии. Окончил Казанский университет (1860) и по представлению 
Русский химик-органик. Родился в имении отца под Полтавой. Окончил Петербургский земледельческий институт (1871). До 1910 работал в том же институте (с 1877 - Лесной институт), с 1902 профессор.
Советский химик-органик, академик (с 1929). Родился в Тирасполе. Окончил Новороссийский университет в Одессе (1884). С 1885 совершенствовал образование в Лейпцигском университете (у Й. Вислиценуса) и в Геттингенском университете (у В. Мейера). В 1888-1892 работал в Новороссийском университете, с 1893 - профессор Московского университета, который оставил в 1911 в знак протеста против реакционной политики царского правительства. В 1911-1917 директор Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 - вновь в Московском университете, с 1935 одновременно в Институте органической химии, одним из организаторов которого он был. Герой Социалистического Труда (1945), премия им. В.И. Ленина (1934), Государственные премии СССР (1942, 1946, 1948). Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева и его почетный член (с 1941).
(-CH2-CHCl-)n
