Как из алканов получить алкины?

Коротко: из алкана в лаборатории чаще всего идут «лестницей» через алкен и дигалогеналкан, а затем делают двойное дегидрогалогенирование сильным основанием. В промышленности ацетилен получают пиролизом лёгких алканов при очень высокой температуре.

Лабораторный маршрут (универсальный):

1. Радикальное галогенирование алкана
   $\mathrm{R{-}H} \xrightarrow[\text{hv}]{\mathrm{Cl_2\ или\ Br_2}} \mathrm{R{-}X}$
   Бромирование более селективно → удобнее получить вторичный/третичный галогеналкан.

2. Е2-элиминирование до алкена
   $\mathrm{R{-}CH_2{-}CH_2X} \xrightarrow[\Delta]{\mathrm{KOH\ (спирт)\ или\ t\!-\!BuOK}} \mathrm{R{-}CH{=}CH_2}$

3. Присоединение галогена к алкену → вицинальный дигалогеналкан
   $\mathrm{R{-}CH{=}CH_2} \xrightarrow{\mathrm{Br_2\ или\ Cl_2,\ инертн.\ растворитель}} \mathrm{R{-}CHX{-}CHX_2}$

4. Двойное дегидрогалогенирование → алкин
   Наиболее надёжно сильным основанием: $\mathrm{NaNH_2}$ в жидком аммиаке (или эквиваленты).
   • Для внутреннего алкина: ~2 экв. NaNH₂.
   • Для терминального алкина: берут избыток (≈3 экв.) — образуется ацетилид-анион, затем водный протонный гидролиз даёт $\mathrm{RC{\equiv}CH}$.

Пример (из н-бутана в 2-бутин):

Варианты исходников для шага 4: подойдут как вицинальные, так и геминальные дигалогеналкилы (их тоже можно получить из алкена, но уже через присоединение HX/радикальные условия с последующим догалогенированием). Ключевой момент — именно двойная элиминация HX.

Промышленный путь (для ацетилена):

• Высокотемпературный пиролиз/частичное окисление метана:
  $\mathbf{2\,CH_4 \rightarrow C_2H_2 + 3\,H_2}$ при ~$1500{-}1700^\circ\mathrm{C}$ и очень коротком времени контакта (дуговые/плазменные процессы).

• Аналогично из более тяжёлых алканов при жёстком пиролизе можно получить смесь, содержащую ацетилен.

Замечания по практике:

• На стадии Е2 основания типа t-BuOK облегчают образование более замещённого алкена (по Зайцеву), что потом удобно для получения внутренних алкинов.

• NaNH₂ — фаворит для двойной элиминации; обычные щёлочи (KOH) часто «не дотягивают» до тройной связи.

• Терминальные алкины после образования ацетилида удобно дальше алкилировать первичными R–X (удлинение цепи).