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In mwawchimica organica, gli mwbaalchini sono mwbqidrocarburi a catena aperta, lineare o ramificata, contenenti un mwbgtriplo legame mwbwcarbonio-carbonio, aventi mwcaformula molecolare generale CmwcqnHmwcg2n-2.cite-ref-0-1-0[1] Il primo alchino, il più semplice, è l'mwdwacetilene, H−C≡C−H; in esso i due atomi C che formano il legame triplo sono mweaibridati mweqsp, e quindi i quattro atomi (HCCH) sono disposti in linea retta. Più in generale, la porzione H−C≡C−C o C−C≡C−C in un alchino è disposta in linea retta nella molecola, salvo piccole deviazioni in caso di particolari mwegingombri sterici.

Se nella catena i legami tripli sono più di uno, gli idrocarburi risultanti sono detti genericamente mwfapoliini (alcadiini o diini, alcatriini o triini, etc.).cite-ref-0-1-1[1] Se il triplo legame è interno ad un anello di atomi di carbonio (triplo legame endociclico), gli idrocarburi risultanti sono detti mwgqcicloalchini.cite-ref-2[2] Gli idrocarburi aventi uno o più legami tripli sono detti collettivamente mwhgidrocarburi mwhwacetilenici, indipendentemente dal tipo di catena, lineare o ramificata, aperta o chiusa.cite-ref-3[3]

Il primo membro, l'acetilene (nome sistematico: etino) in condizioni ambiente è gassoso, come pure il secondo,cite-ref-4[4] il mwkqpropino (CHmwkg3−C≡CH, detto comunemente metilacetilene). Il terzo membro, con 4 atomi di carbonio, ha due isomeri strutturali, l'mwkw1-butino (CHmwla3−CHmwlq2−C≡CH, gassoso) e il mwlg2-butino (CHmwlw3−C≡C−CHmwma3, liquido molto volatile, p. eb. 27mwmq °C).cite-ref-5[5] I tre mwngpentini isomeri sono tutti liquidi volatili.

I due atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame presentano mwqqorbitali mwqgibridi di tipo mwqwsp, questo fa sì che i due atomi uniti dal triplo legame e i due atomi loro immediatamente legati siano tra loro allineati.

• Legame triplo e conseguenze

• Triplo legame e ibridazione

• Carbonio sp ed elettronegatività

• Nomenclatura IUPAC

• Fonti industriali

• Preparazioni per sintesi

• Reazioni tipiche

• Alchini lineari a n atomi di carbonio

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

In generale, il triplo legame è composto di un mwsalegame σ e due mwsglegami π. Negli alchini i due atomi di carbonio adiacenti che formano tra loro tale legame impegnano in esso tre dei quattro elettroni di valenza e il restante elettrone per legare un H o un altro carbonio, formando un altro legame sigma. Quindi, dovendo formare in tutto 2 legami sigma e non avendo mwtacoppie solitarie, la loro ibridazione è mwtqsp; questa lascia su ciascun atomo 2 orbitali mwtgp puri, tra loro ortogonali, che si sovrappongono lateralmente per formare i 2 legami pi-greco. L'ibridazione mwtwsp dei due C acetilenici comporta per ciascuno di essi angoli di legame di 180° e quindi strutture lineari.

La presenza negli alchini dei legami pi-greco, più deboli dei legami sigma e che vengono quindi rotti più facilmente, rende gli alchini reattivi in maniera non dissimile dagli alcheni: come questi ultimi, subiscono facilmente reazioni di addizione di idrogeno e di mwuqaddizione elettrofila, ad esempio addizione di mwugacidi alogenidrici (mwuwHCl, mwvaHBr, mwvqHI), nonché di mwvgalogeni, tipicamente di mwvwBr2;mwwqcite-ref-6[6] a differenza degli mwxgalcheni, dato che i legami pi-greco sono due, queste reazioni possono essere ripetute fino a dare derivati di mwxwalcani (mwyavide infra). Tuttavia, dato che il legame triplo è più corto di un legame doppio, i legami pi-grego degli alchini sono leggermente meno reattivi dei legami pi-greco dei corrispondenti alcheni; in tal modo ad esempio, è possibile far sì che l'addizione di bromo all'4-penten-1-ino avvenga sul solo doppio legame, portando così al 4,5-dibromo-1-pentino.mwyqcite-ref-7[7]

Un atomo di carbonio ibridato mwaqsp è alquanto più mwagelettronegativo di uno ibridato mwawspmwba2 e più ancora di uno ibridato mwbqspmwbg3, dato il maggior carattere mwbws degli orbitali ibridi mwcasp rispetto agli mwcqspmwcg2 o agli mwcwspmwda3 (50% contro 33,3% o 25%).cite-ref-8[8]

Una conseguenza è che gli alchini che presentano un atomo H unito ad un carbonio acetilenico (≡C−H), detti anche alchini terminali, sono apprezzabilmente acidi in soluzione acquosa e che quell'atomo H, per reazione con un mwegidrossido, è facilmente sostituibile da un atomo metallico, formando così dei mwewsali (mwfacarburi ionici); nel caso dell'acetilene, questi sali si chiamano mwfqacetiluri; tra i più comuni c'è il carburo di calcio CaCmwfg2, che veniva usato dagli speleologi per produrre acetilene mwfwin situ, per reazione con l'acqua, da bruciare nelle apposite lampade per produrre luce.

Un'altra conseguenza della maggiore elettronegatività del carbonio mwgqsp è che, pur essendo gli alchini generalmente piuttosto mwggidrofobici,cite-ref-9[9] quelli non simmetrici sono molecole apprezzabilmente mwhwpolari: il metilacetilene ha momento di dipolo μ = 0,75mwiq mwigDcite-ref-10[10] e l'1-mwjwesino ha μ = 0,86mwka D.cite-ref-11[11]

La nomenclatura mwlwIUPAC degli mwmaalchini segue regole simili a quella degli mwmqalcani, tuttavia occorre evidenziare alcune differenze:

• quando si individua la catena principale della molecola, questa deve includere i due atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame.

• il nome che viene dato alla catena principale è simile a quanto previsto per gli alcani, ma il suffisso mwnq-ano viene sostituito dal suffisso mwng-ino (mwnwetino, mwoapropino, mwoqbutino, mwogpentino, mwowesino, eptino, mwpqottino, ecc...).

• nel numerare la catena principale, il numero più basso possibile dovrà essere assegnato ai due atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame.

• nel caso il composto contenga sia un doppio che un triplo legame si usa il suffisso mwqa-enino e la numerazione di questa catena inizia dall'estremità più prossima ad un legame multiplo (doppio o triplo che sia), ma nel caso di posizioni equivalenti si assegna il numero inferiore al doppio legame.

L'unico alchino di interesse industriale è l'mwqwetino, o mwraacetilene. In passato veniva prodotto per mwrqidrolisi del carburo di calcio, a sua volta ottenuto per riscaldamento di carbon mwrgcoke e mwrwossido di calcio

Mentre ora si ricorre preferenzialmente alla mwtwpirolisi del metano a 1500mwua °C in condizioni controllate

L'acetilene è instabile e quindi molto pericoloso da stoccare e maneggiare. Stoccato in bombola, viene stabilizzato aggiungendovi pezzi di pietra pomice saturi di mwvqacetone.

• mwwqdeidroalogenazione di dimwwgalogenuri alchilici geminali o vicinali

la rimozione di due molecole di HX richiede condizioni piuttosto drastiche (trattamento con mwyapotassio idrato fuso o soluzioni molto concentrate di potassio idrato in mwyqetanolo a caldo) nelle quali il triplo legame può migrare all'interno della catena formando alchini disostituiti, più stabili.

Una base sufficientemente forte da consentire la reazione senza provocare la migrazione del triplo legame è la mwywsodioammide, prodotto della reazione tra mwzasodio metallico e mwzqammoniaca

• mw1wsostituzione nucleofila tra un acetiluro ed un alogenuro alchilico

permette di preparare alchini sostituiti partendo dall'acetilene. Lo ione acetiluro, preparato per reazione tra l'alchino ed una base forte (in genere sodioammide o butil-mw4alitio) si va a sostituire all'atomo di alogeno dell'alogenuro alchilico.

Come per gli mw4walcheni, anche la maggior parte della reattività degli alchini si esplica attraverso mw5areazioni di addizione al triplo legame. Le reazioni di addizione possono essere lasciate procedere fino all'ottenimento di composti mw5qsaturi (cioè con atomi legati tra loro solo da legami semplici) oppure essere condotte in condizioni tali da favorire un'addizione parziale, trasformando quindi il triplo legame in un legame doppio.

• mw6aaddizione di idrogeno (formazione di mw6qalcani e di mw6galcheni)

avviene a temperature e pressioni non elevate in presenza di catalizzatori metallici quali il mw8qplatino, il mw8gpalladio o il mw8wnichel, producendo l'mw9aalcano corrispondente.

L'idrogenazione dell'alchino è talmente facile che con la maggior parte dei mw9gcatalizzatori risulta impossibile fermare la reazione prima che questi si trasformi nell'alcano.

Un modo per fermare l'idrogenazione allo stadio di alchene è quello di mw-aavvelenare il catalizzatore, cioè trattarlo con sostanze capaci di ridurne l'attività. Un esempio di ciò è offerto dal mw-qcatalizzatore di Lindlar che consiste in mw-gpalladio metallico depositato su cristalli di mw-wsolfato di bario e parzialmente disattivato con mw-achinolina. Tale catalizzatore manifesta ancora una sufficiente attività nei confronti dei tripli legami, ma molto povera nei confronti dei doppi legami che, di fatto, non vengono ulteriormente ridotti. Il catalizzatore inoltre orienta la reazione in modo che da un alchino disostituito si ottenga sempre l'achene mw-qcis, cioè quello con i due gruppi più voluminosi sullo stesso lato del doppio legame (si veda mw-gformula chimica).

• mwaqeriduzione con mwaqisodio e mwaqmammoniaca liquida

il trattamento dell'alchino con sodio metallico in ammoniaca liquida a -33mwaqk °C porta invece all'alchene mwaqotrans attraverso un meccanismo che prevede due addizioni alternate al triplo legame prima di un mwaqselettrone da parte del sodio, quindi di uno ione Hmwaqw+ da parte dell'ammoniaca.

• mwaq8addizione di alogeni e di acidi alogenidrici

Avvengono in modo analogo a quanto visto per gli mwarialcheni e, come in quel caso, l'orientamento della reazione segue la mwarmregola di Markovnikov.

Valgono considerazioni simili a quelle fatte a proposito dell'addizione di idrogeno, ovvero, è possibile fermare l'addizione di alogeno o acido alogenidrico al primo stadio ricorrendo a catalizzatori opportunamente avvelenati o operando a basse temperature. Il prodotto di addizione di una molecola di alogeno forma il mwarutrans-dialoalchene.

• mwar4addizione di acqua (formazione di mwar8chetoni)

Il trattamento di un alchino con mwasiacido solforico diluito in presenza di sali di mwasmmercurio porta alla formazione di un mwasqmwasualcol vinilico, instabile, che si trasforma nel chetone corrispondente

dato che l'addizione avviene secondo la regola di Markovnikov, l'addizione di acqua ad alchini monosostituiti produce sempre i metil-chetoni corrispondenti

• mwas8idroborazione-ossidazione

È simile nei risultati alla precedente (addizione di una molecola di acqua), salvo che l'addizione avviene secondo un orientamento anti-Markovnikov; con gli alchini monosostituiti produce dunque le mwatialdeidi corrispondenti

• mwatwossidazione

Il trattamento con mwat8potassio permanganato in mwauasoluzione acquosa a freddo porta alla formazione di 1,2-dimwauechetoni

in condizioni più vigorose - ad esempio, scaldando - l'ossidazione procede e porta alla scissione dell'alchino

gli alchini terminali in ambiente ossidante possono subire una reazione di accoppiamento (mwauoreazione di Glaser)

• mwau8polimerizzazione

Gli alchini possono polimerizzare secondo un meccanismo analogo a quanto visto per gli mwavialcheni; in particolari condizioni è stato prodotto in laboratorio il mwavmpoliacetilene, un mwavqpolimero la cui struttura è quella un mwavupoliene coniugato di migliaia di atomi di lunghezza. Molecole di questo genere sono interessanti in quanto, per drogaggio, diventano conduttori di mwavycorrente elettrica.

• 2 atomi di C: mwavoetino (o acetilene)

• 3 atomi di C: mwavwpropino

• 4 atomi di C: mwav4butino

• 5 atomi di C: mwawapentino

• 6 atomi di C: mwawiesino

• 7 atomi di C: eptino

• 8 atomi di C: mwawyottino

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cite-note-44. ↑ Dal secondo membro in poi gli alchini sono isomeri strutturali dei corrispondenti mway0alleni nei quali, al posto di un triplo legame, ci sono due mway4legami doppi cumulati.

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• citerefsolomonsT. W. Graham Solomons, Chimica organica, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 2001, pp. 50-51, 334-360, ISBN 88-08-09414-6.

• citerefhartHarold Hart, Christopher M Hadad, Leslie E Craine, David J Hart, Chimica organica, 7ª ed., Bologna, Zanichelli, 2012, pp. 67-107, ISBN 978-8-808-19350-6.

• mwacwSistematica organica

• mwac4Cicloalchini

• mwadaAlcani

• mwadiAlcheni

• mwadqPoliini

• mwadyIdrocarburi

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «alchini»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su alchini

• citerefbritannica-com(EN) alkyne, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

• mwad0Esperienze in laboratorio - Gli alchini, su itchiavari.org.