Alkín

Alkíny je všeobecné označenie skupiny nenasýtených acyklických uhľovodíkov, v molekule ktorých sa nachádza trojitá väzba, –C≡C–. Niekedy sa označujú i ako acetylény, podľa najjednoduchšieho alkínu, acetylénu. Ak majú trojitú väzbu v uzavretom reťazci, označujú sa ako cykloalkíny.

Všeobecný vzorec
náhľad|Acetylén, H-C≡C-H, je najjednoduchší alkín.
Všeobecný vzorec alkínov je CnH2n-2. Alkíny môžu všeobecne obsahovať i viac trojitých väzieb, všeobecný vzorec potom závisí od tohto počtu: 

Všeobecný názov Počet trojitých väzieb VzorecAlkíny  1  CnH2n-2Alkadiíny  2  CnH2n-6Alkatriíny  3  CnH2n-10  x  CnH2n+2-4xPomocou týchto všeobecných vzorcov je možné získať ich homologický rad. Prvých pár zlúčenín je: 

 etín (acetylén): H-C≡C-H
 propín (alylén): H-C≡C-CH3
 but-1-ín: H-C≡C-CH2-CH3 
 pent-1-ín: H-C≡C-CH2-CH2-CH3 
U alkínov, ktoré majú viac ako tri uhlíky, záleží na polohe trojitej väzby, čím vznikajú rôzne konštitučné izoméry.

Názvoslovie
Názvy alkínov sú všeobecne odvodené od alkánov, kde sa prípona -án nahradí za príponu -ín. Vo vzorci sa určí najdlhší reťazec, ktorý obsahuje trojitú väzbu, a ten sa očísluje tak, aby trojitá väzba mala najnižšie možné číslo. Poloha trojitej väzby sa uvádza arabskou číslovkou pred príponou -ín, napríklad but-2-ín pre CH3-C≡C-CH3. Prítomnost viacerých trojitých väzieb sa potom udáva pomocou gréckej predpony, napríklad CH3-C≡C-CH2-C≡C-C≡C-H je okt-1,3,6-triín.

Ak je v zlúčenina dvojitá i trojitá väzba, má dvojitá väzba vyššiu prioritu pri číslovaní a v názve sa uvádza ako prvá (abecedne).

Vlastnosti

Alkíny majú podobné vlastnosti ako alkány a alkény. Kvôli nepolárnym väzbám sú málo rozpustné vo vode, ale alkíny sú lepšie rozpustné než alkány a alkény. Vyššiu rozpustnosť spôsobuje kyslý vodík. Sú dobre rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách.

Teploty topenia i varu alkínov sú o niečo vyššie ako u príslušných alkénov, ich hustota je o niečo nižšia.

Charakteristika trojitej väzby 
Trojitá väzba je tvorená jednou σ väzbou a dvoma π väzbami. Prítomnosť dvoch π väzieb spôsobuje skrátenie väzby, π väzbové elektróny sú pútané k jadrám a vytvárajú valec. Táto väzba je takisto silnejšia, než jednoduchá i dvojitá väzba. Z tohto dôvodu elektrofilné adície prebiehajú horšie než u alkénov. Elektróny sa skoncentrovali na jednu stranu jadra (do priestoru medzi uhlíkové atómy), z druhej strany zostávajú uhlíkové atómy čiastočne odokryté. Dôsledkom je:

 uhlíkové atómy zúčastňujúce sa trojitej väzby priťahujú elektróny z väzby C-H (nárast acidity vodíka)
 umožňuje sa prístup nukleofilným činidlám

Preto u alkínov prebiehajú aj nukleofilné adície.

Vznik a príprava
Alkíny možno pripraviť niekoľkými spôsobmi. Všeobecne je možné ich pripraviť α,β-eliminačnými reakciami z alkánov, kde odstupujú dve skupiny na susedných atómoch uhlíka. Medzi konkrétne príklady potom patria napríklad:

 z halogénderivátov uhľovodíkov:
 z 1,2-dihalogénalkánov pôsobením roztoku hydroxidu alebo inej silnej zásady (napríklad amidom sodným, NaNH2):

 R1-CHBr-CHBr-R2 → R1-C≡C-R2 + 2 HBr

 z terminálnych dihalogénalkánov použitím troch ekvivalentov zásady:

 CH3-CCl2-R2 + 3NaNH2 → HC≡C-R2 + 2 HCl

 prešmykom z nestabilných kumulénov:

 R1-CH=C=CH-R2 → R1-CH2-C≡C-R2
hydrolýzou acetylidu vápenatého:

 CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + H-C≡C-H
 acetylén možno pripraviť rozkladom metánu:

 2 CH4 → C2H2 + 3 H2

Reakcie
Alkíny sú všeobecne reaktívne hlavne na trojitej väzbe, všeobecne je ich reaktivita podobná ako u alkénov. Na tejto násobnej väzbe prebiehajú adičné reakcie, ktorými vznikajú alkény a potom alkány.

 Hydrogenácia 
Alkíny takisto postupujú hydrogenáciu. Pri použití Pt, Ni alebo Pd ako katalyzátora prebieha syn adícia za vzniku cis-alkénov a potom alkánov. Využitie Li v roztoku  poskytuje anti adíciu, ktorou vznikajú trans-alkény. Použitím Lindlarovho katalyzátora však možno hydrogenáciu zastaviť po adícii jedného ekvivalentu H2 a vzniku alkénu, takže sa vzniknutý alkén už druhýkrát nehydrogenuje.

 Adícia 
náhľad|450x450bod|Mechanizmus hydroborácie alkínov
Typické sú napríklad elektrofilné adície:

 Adícia halogénvodíkov – vznikajú halogénalkény a dihalogénalkány
 Adícia halogénov – vznikajú dihalogénalkény a dihalogénalkány
 Adícia kyanovodíku

Alkíny podstupujú i nukleofilné adície. Medzi ne patria napríklad:

 Adícia vody – vznikajú najprv alokoholy, potom prešmykom dávajú karbonylové zlúčeniny. Reakcia býva katalyzovaná napr. HgSO4 a H+ (tzv. Kučerovova reakcia; prebieha podľa Markov)
 Hydroborácia – v prvom kroku prebieha adícia BH3, potom prebieha oxidácia pomocou peroxidu vodíka, čím vznikajú karbonylové zlúčeniny

Elektrofilné adície prebiehajú podľa Markovnikovovho pravidla, rovnako tak prebiehajú i adície katalyzované kyselinou (adícia HX, H2O).

 Oxidácia 
Trojitú väzbu možno oxidovať pomocou KMnO4 na karboxylovú kyselinu (dochádza k štiepeniu väzby na dve časti):

 R1-C≡C-R2 → R1-COOH + HOOC-R2 

U alkínov s trojitou väzbou na konci reťazca vzniká oxid uhličitý. Podobný výsledok možno dosiahnuť reakciou s ozónom a následným spracovaním kyselinou.

 Tvorba solí 
náhľad|Všeobecný vzorec acetylidov, ktoré vznikajú štiepením koncového vodíka alkínov

Ak majú alkíny trojitú väzbu na konci reťazca a na ňu naviazaný vodík, tento vodík je kyslý a môže sa odštiepiť. Soli, ktoré vznikajú týmto spôsobom, sa nazývajú acetylidy. Radikál, ktorý vzniká odštiepením atómu vodíka, sa nazýva alkinyl. 

 Cykloadícia 
Alkíny podstupujú mnoho rôznych cykloadičných reakcií, vrátane napríklad [2+2] cykloadície, Diels-Alderove reakcie (kde alkíny vystupujú ako dienofily) a iné.

 Polymerizácia 
Acetylén ľahko polymerizuje, čím z neho vzniká vinylacetylén (dimerizácia), benzén (trimerizácia) alebo napríklad styrén (tetramerizácia).

 Ďalšie reakcie 
Medzi ďalšie reakcie, ktoré alkíny podstupujú, patria:
 Adícia alkoholov – vznikajú étery 
 Adícia organických kyselín – vznikajú estery kyselín
 Reakcia alkínu s CO a vodou – vznikajú karboxylové kyseliny

 Referencie 

 Alkín