Пропин

Пропи́н (мети́лацетиле́н, аллиле́н, химическая формула — C₃H₄ или CH₃-C≡CH) — органическое соединение, относящееся к классу непредельных углеводородов — алкинов.

Пропин
Общие
Систематическое наименование	Пропин
Традиционные названия	Метилацетилен, аллилен
Хим. формула	C3H4
Рац. формула	CH3-C≡CH
Физические свойства
Состояние	Газ
Молярная масса	40,06 г/моль
Плотность	0,6925–40°С
Энергия ионизации	10,36 ± 0,01 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	-102,7 °C
• кипения	-23,21 °C
• воспламенения	–51 °C
Пределы взрываемости	1,7 ± 0,1 об.%
Критическая точка
• температура	129,24 °C
• давление	55,5 атм
Критическая плотность	0,2443 см³/моль
Уд. теплоёмк.	1517 Дж/(кг·К)
Энтальпия
• образования	–185,44 кДж/моль
• кипения	22,1 кДж/моль
Давление пара	0,254 МПа при 0 °С
Химические свойства
Диэлектрическая проницаемость	3,218–27 °C
Оптические свойства
Показатель преломления	1,3863 –40 °С
Структура
Дипольный момент	0,784 Д
Классификация
Рег. номер CAS	74-99-7
PubChem	24871730
Рег. номер EINECS	200-828-4
SMILES	CC#C
InChI	InChI=1S/C20H26ClN3/c1-20(2)10-7-16(13-20)24-19(14-3-5-15(21)6-4-14)17-8-11-22-12-9-18(17)23-24/h3-6,16,22H,7-13H2,1-2H3 MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N
RTECS	UK4250000
ChEBI	48086
ChemSpider	6095
Безопасность
Токсичность	Умеренно токсичен при ингаляции
Фразы риска (R)	R11, R37, R43
Фразы безопасности (S)	S16, S36, S37, S38
Краткие характер. опасности (H)	H220, H280, H335
Меры предостор. (P)	P210, P261, P410+P403
Пиктограммы СГС
NFPA 704	4 1 3
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

При нормальных условиях, пропин — это бесцветный газ с неприятным запахом.

Физические свойстваПравить

Пропин — это бесцветный легковоспламеняемый газ с неприятным запахом. Умеренно токсичен.

Химические свойстваПравить

Реакции присоединенияПравить

1) Гидрирование — присоединение молекул водорода с образованием пропана:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\underset{}{\overset{\mathsf{N}\mathsf{i}}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{8}}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+2H_{2}{\xrightarrow[{}]{Ni}}C_{3}H_{8}}}$ 

2) Галогенирование — присоединение молекул галогенов с образованием 1,1,2,2-тетрахлорпропана:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+2Cl_{2}\rightarrow C_{3}H_{4}Cl_{4}}}$ 

3) Гидрогалогенирование — присоединение молекул галогенводородов с образованием 2,2-дихлорпропана:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+2HCl\rightarrow C_{3}H_{6}Cl_{2}}}$ 

4) Гидратация — присоединение молекул воды, с образованием ацетона (реакция Кучерова):

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{}{\overset{\mathsf{H}{\mathsf{g}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{,}{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{O}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+H_{2}O{\xrightarrow[{}]{Hg^{2+},H^{+}}}C_{3}H_{6}O}}$ 

5) Присоединение циановодорода, с образованием метакрилонитрила:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{N}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}\mathsf{C}\mathsf{N}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+HCN\rightarrow C_{3}H_{5}CN}}$ 

Реакции замещенияПравить

1) Взаимодействие пропина с металлическим натрием, с образованием 2-метилацетиленида натрия и водорода:

$\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2C_{3}H_{4}+2Na\rightarrow 2C_{3}H_{3}Na+H_{2}\uparrow }}$ 

2) Дальнейшее взаимедействие 2-метилацетиленида натрия с хлорметаном приводит к образованию бутина:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {C_{3}H_{3}Na+CH_{3}Cl\rightarrow C_{4}H_{6}+NaCl}}$ 

Реакции окисленияПравить

1) Взаимодействие пропина с кислородом при температуре приводит к образованию углекислого газа и воды:

$\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\underset{}{\overset{\mathsf{t}}{\to }}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2C_{3}H_{4}+4O_{2}{\xrightarrow[{}]{t}}3CO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$ 

2) Окисление пропина перманганатом калия в кислой среде, с образованием уксусной кислоты:

$\mathsf{5}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{\mathsf{t}}{\to }}\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {5C_{3}H_{4}+8KMnO_{4}+12H_{2}SO_{4}{\xrightarrow[{}]{t}}3C_{2}H_{4}O_{2}+5CO_{2}\uparrow +4K_{2}SO_{4}+8MnSO_{4}+12H_{2}O}}$ 

3) Окисление пропина перманганатом калия в нейтральной среде, с образованием ацетата калия:

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{\mathsf{t}}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{K}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{K}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {3C_{3}H_{4}+8KMnO_{4}{\xrightarrow[{}]{t}}CH_{3}COOK+2K_{2}CO_{3}+KHCO_{3}+8MnO_{2}\downarrow +H_{2}O}}$ 

Реакция полимеризацииПравить

Полимеризация пропина при УФ-облучении, приводит к образованию полипропина.

Тримеризация пропинаПравить

Тримеризация пропина проходит при температуре в присутствии активированного угля с образованием мезитилена:

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{\mathsf{t}\mathsf{,}\mathsf{C}}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{9}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{12}}$${\mathsf {3C_{3}H_{4}{\xrightarrow[{}]{t,C}}C_{9}H_{12}}}$ 

Качественные реакции на пропинПравить

1) Взаимодействие пропина с реактивом Толленса приводит к образованию осадка метилацетиленида серебра:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{A}\mathsf{g}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+[Ag(NH_{3})_{2}]OH\rightarrow C_{3}H_{3}Ag\downarrow +2NH_{3}\uparrow +H_{2}O}}$ 

2) Взаимодействие пропина с гидроксидом диамминмеди (I) приводит к образованию осадка метилацетиленида меди:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{[}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{u}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {C_{3}H_{4}+[Cu(NH_{3})_{2}]OH\rightarrow C_{3}H_{3}Cu\downarrow +2NH_{3}\uparrow +H_{2}O}}$ 

Прочие свойстваПравить

Пропин может изомеризоваться в аллен в присутствии силикатов и других катализаторов.

ПолучениеПравить

В промышленности пропин получают гидролизом карбида магния и как побочный продукт при производстве ацетилена:

$\mathsf{M}{\mathsf{g}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{g}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {Mg_{2}C_{3}+4H_{2}O\rightarrow C_{3}H_{4}+2Mg(OH)_{2}\downarrow }}$ 

Аллилен получают действием спиртового раствора гидроксида калия при нагревании на 1,2-дибромпропан (CH₃CHBr—CH₂Br).

Равновесие с пропадиеномПравить

Пропин всегда существует в равновесии со своим изомером пропадиеном H₂C=C=CH₂. Такую смесь иногда называют MAPD по первым буквам m-метил, a-ацетилен, p-пропа и d- диен:

${\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{\text{-}}\mathsf{C}\equiv <!--\; \equiv \; -->\mathsf{C}\mathsf{H}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{\text{=}}\mathsf{C}\mathsf{\text{=}}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {H_{3}C{\text{-}}C\equiv CH\rightleftarrows H_{2}C{\text{=}}C{\text{=}}CH_{2}}}$ 

Для этой реакции K_eq = 0,22 (при 270 °C) или 0,1 (при 5 °C).

MAPD получают как побочный продукт, как правило нежелательный, при крекинге пропана с целью получения пропена, важного исходного вещества для многих химических производств. MAPD может взаимодействовать с катализатором Циглера — Натта, мешая полимеризации пропена.

ПрименениеПравить

Пропин используется в качестве ракетного топлива.

СсылкиПравить

• Страница на NIST Chemistry WebBook
• Sigma-Aldrich. Propyne 98%  (неопр.). Дата обращения: 9 апреля 2013. Архивировано 17 апреля 2013 года.
• Dean J. A. Lange's Handbook of Chemistry. — McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7.