ما هي تفاعلات الألكاينات؟
تماماً كما في الألكينات فإنّ المسار الرئيسي الموجود في تفاعلات الألكاينات هو “الإضافة” أي كسر الرابطة (C-C) وتشكيل رابطتين جديدتين مع الكربون وناتج تفاعل إضافة إلى ألكاين هو ألكين.
تخضع تفاعلات الألكاينات لتفاعلات إضافة أيضًا والنتيجة هي أنّه نظرًا لأنّ الألكاينات تمتلك روابط ثنائية يجب على المرء دائمًا أن يكون متيقظًا لاحتمال حدوث تفاعلين إضافيين علاوةً على ذلك، في حالة حدوث إضافة واحدة فقط يجب ملاحظة الكيمياء الفراغية للإضافة جيدًا، حيث يمكن أن تؤدي إلى تكوين أيزومرات هندسية (أي أيزومرات E / Z) وأخيرًا هناك تعقيد إضافي في بعض تفاعلات الألكاينات غير موجود في تفاعلات الألكينات وهو عند إضافة الماء عبر ألكاين.
يكون المنتج الناتج هو (enol) إنول وتميل (enols) إلى أن تكون نوعًا غير مستقرة إلى حد ما ومن خلال عملية تسمى (tautomerism) يتحولون إلى أيزومراتهم الدستورية التي تحتوي على مجموعات الكربونيل (C = O) مثل الألدهيدات والكيتونات.
رد فعل آخر غير موجود في تفاعلات الألكينات هو نزع البروتونات، الألكاينات هي هيدروكربونات حمضية بشكل غير عادي مع (pKa) تقدّر بحوالي (25) أمّا في الألكينات فهي (pka = 43) والألكانات (pKa = 50). يؤدي نزع البروتون من الألكاينات إلى قاعدتها المترافقة “أسيتيلايد” وهي مادة نيوكليوفيل ممتازة، إنّ تفاعل الأسيتيلايد مع هاليدات الألكيل (في تفاعلات SN2) هو أحد التفاعلات القليلة لتكوين روابط كربون – كربون ممّا يجعلها التفاعل الأكثر أهمية للتعلم.
تخضع الألكاينات أيضًا لتفاعلات الانقسام المؤكسد وتؤدي معالجة الألكاينات إما بالأوزون أو بـ (KMnO4) إلى تكوين أحماض كربوكسيلية حيث تعطي الألكاينات الطرفية حمض الكربونيك الذي يتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.
تفاعلات الإضافة في الألكاينات:
رد الفعل الرئيسي للألكاينات هو الإضافة عبر الرابطة الثلاثية لتشكيل الألكانات، تفاعلات الإضافة في الألكاينات مماثلة لتفاعلات الإضافة الخاصة بالألكينات وهناك عدة أنواع من تفاعلات الإضافة في الألكاينات وأهمّها:
الهدرجة:
تخضع الألكاينات للهدرجة التحفيزية بنفس المحفزات المستخدمة في هدرجة الألكين، وهي: البلاتين والبلاديوم والنيكل والروديوم، وتستمر الهدرجة بطريقة تدريجية وتشكل ألكينًا أولاً والذي يخضع لمزيد من الهدرجة إلى ألكان.
يستمر هذا التفاعل بسلاسة بحيث يكون من الصعب إن لم يكن من المستحيل إيقاف التفاعل في مرحلة الألكين وعلى الرغم من استخدام البلاديوم أو النيكل للعامل المحفز يمكن استخدام التفاعل لعزل بعض الألكينات. يمكن زيادة إنتاج الألكينات باستخدام المحفزات المسمومة يتكون أحد هذه المحفزات وهو محفز (Lindlar) من بلاديوم مقسم بدقة ومغطى بمادة الكينولين ويمتص على كربونات الكالسيوم، ويجعل هذا العلاج البلاديوم أقل تقبلاً للهيدروجين لذا فإنّ عدد ذرات الهيدروجين المتاحة للتفاعل أقل وعندما يتم تعطيل عامل محفز بهذه الطريقة يشار إليه على أنّه مسمّم.
آلية هدرجة الألكاين مماثلة لتلك الخاصة بالألكينات. نظرًا لامتصاص الهيدروجين على سطح المحفز يتم توفيره للرابطة الثلاثية بطريقة متزامنة ويمكن أيضًا هدرجة الألكاينات بالصوديوم في الأمونيا السائلة عند درجات حرارة منخفضة، حيث يعتبر هذا التفاعل اختزالًا كيميائيًا وليس تفاعلًا تحفيزيًا وبالتالي فإنّ ذرات الهيدروجين ليست متصلة بسطح وقد تقترب من ألكين من اتجاهات مختلفة ممّا يؤدي إلى تكوين الألكينات العابرة.
الهلجنة:
تتم إضافة الهالوجينات إلى ألكاين بنفس طريقة إضافة الهالوجين إلى الألكينات حيث تضاف ذرات الهالوجين إلى جزيء ألكاين بطريقة تدريجية ممّا يؤدي إلى تكوين الألكين المقابل والذي يخضع لمزيد من التفاعل مع رباعي ألكان وعلى عكس معظم تفاعلات الهدرجة من الممكن إيقاف هذا التفاعل في مرحلة الألكين عن طريق تشغيله في درجات حرارة أقل بقليل من صفر درجة مئوية.
الهلجنة المائية:
تتفاعل هاليدات الهيدروجين مع الألكاينات بنفس الطريقة التي تتفاعل بها مع الألكينات تتبع كلتا الخطوتين في الإضافة أعلاه قاعدة ماركوفنيكوف. وبالتالي، فإن إضافة بروميد الهيدروجين إلى 1 بوتين يعطي (2 ‐ برومو ‐ 1 بيوتين) كمنتج رئيسي في الخطوة الأولى.
الترطيب:
تؤدي إضافة عناصر الماء عبر الرابطة الثلاثية للألكاين إلى تكوين الألدهيدات والكيتونات توؤدي إضافة الماء إلى الألكاينات الطرفية إلى توليد الألدهيدات بينما تولد الألكاينات غير الطرفية والمياه الكيتونات ويتم إنتاج هذه المنتجات عن طريق إعادة ترتيب وسيط (enol) غير مستقر (كحول فينيل)، ويأتي المصطلح (enol) من en في (alkene) وol في (alcohol)، ممّا يعكس أنّ إحدى ذرات الكربون في كحول الفينيل تحتوي على رابطة مزدوجة (ألكاين) ومجموعة OH (كحول) مرتبطة بها مجموعة الفينيل.
الأكسدة:
تتأكسد الألكاينات بنفس الكواشف التي تؤكسد الألكينات وتتفاعل الألكينات غير المستبدلة مع برمنجنات البوتاسيوم لتنتج ديكتونات متجاورة (Vic ik diketones أو 1،2 ‐ diketones) أو في ظل ظروف أكثر قوة فقد تنتج أحماض كربوكسيلية.
