Пропин

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
Термические свойства
Температура
• плавления	-102,7 °C
• кипения	-23,21 °C
• воспламенения	–51 °C
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
RTECS	UK4250000
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.

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

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

Физические свойства

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

Химические свойства

Реакции присоединения

1) Гидрирование — присоединение молекул водорода с образованием пропана:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\underset{}{\overset{Ni}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{8}}$

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}$

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\underset{}{\overset{H{g}^{2+},H^{+}}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{O}$

5) Присоединение циановодорода, с образованием метакрилонитрила:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}\mathsf{C}\mathsf{N}$

Реакции замещения

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

$\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{\to }\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$

Реакции окисления

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

$\mathsf{2}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\underset{}{\overset{t}{\to }}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

$\mathsf{5}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{t}{\to }}\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{M}\mathsf{n}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{K}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{t}{\to }}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{K}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{K}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{M}\mathsf{n}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Реакция полимеризации

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

Тримеризация пропина

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

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\underset{}{\overset{t,C}{\to }}{\mathsf{C}}_{\mathsf{9}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{1}\mathsf{2}}$

Качественные реакции на пропин

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

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

${\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{[}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Прочие свойства

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

Получение

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

$\mathsf{M}{\mathsf{g}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{g}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\downarrow }$

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

Равновесие с пропадиеном

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:

${\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\text{-}\mathsf{C}\mathsf{\equiv }\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{\rightleftarrows }{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\text{=}\mathsf{C}\text{=}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$

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.

Применение

Пропин используется в качестве ракетного топлива.

Ссылки

• 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.