Cheklangan uglevodorodlar molekulalarida faqat past qutbli va zaif qutblanuvchi bog'larga ega bo'lib, ular juda bardoshli, shuning uchun normal sharoitda ular qutbli reagentlarga nisbatan bir oz kimyoviy faol moddalardir: ular konsentrlangan kislotalar, butun, gidroksidi metallar, oksidlovchi moddalar. Bu ularning nomiga sabab bo'ldi - parafinlar. Parumaffinus lotincha bogʻliq emas degan maʼnoni anglatadi. Ularning kimyoviy o'zgarishlari asosan yuqori haroratlarda va ultrabinafsha nurlanish ta'sirida sodir bo'ladi.

To'yingan uglevodorodlarning uchta asosiy reaktsiyasi mavjud: almashtirish, oksidlanish va yo'q qilish. Bu reaksiyalar yo C-C bog'lanishi (energiya 83,6 kkal) yoki CH bog'ining uzilishi (energiya 98,8 kkal/mol) yo'li bilan davom etishi mumkin. Reaksiyalar ko'pincha CH aloqasining uzilishi bilan boradi, tk. u reaktivning ta'siriga ko'proq mos keladi, garchi CC aloqasi parchalanish uchun kamroq energiya talab qiladi. Bunday reaktsiyalar natijasida oraliqda juda faol turlar - alifatik uglevodorod radikallari hosil bo'ladi.

Alifatik radikallarning olinishi va xossalari

1. C-C yoki C-H aloqalarining gomolitik ajralishi paytida erkin radikallarning hosil bo'lishi 300-700 ° S haroratda yoki erkin radikal reagentlar ta'sirida sodir bo'ladi.

2. Erkin radikallarning ishlash muddati (qarshilik) birlamchi radikallardan ikkilamchi va uchinchi darajali radikallarga o'tadi:

b) to'yinmagan birikmalar bilan o'zaro ta'sir: qo'shilish yangi radikal hosil bo'lishi bilan ham sodir bo'ladi:

CH3. + CH 2 \u003d CH 2 CH 3 -CH 2 -CH 2.

v) -emirilish - uzun uglerod zanjiriga ega bo'lgan radikallar juftlashtirilmagan elektron bilan uglerodga -holatdagi C-C bog'lanishining uzilishi bilan parchalanadi.

CH 3 - CH 2: CH 2 - CH 2. CH 3 - CH 2 . + CH 2 \u003d CH 2

d) Disproporsionallik - C-H bog'i bo'ylab parchalanish bilan bog'liq bo'lgan vodorodning qayta taqsimlanishi:

+ CH 3 -CH 2.

+ CH 3 -CH 3

e) Rekombinatsiya - erkin radikallarning bir-biri bilan birikmasi

CH 3. + CH 3. CH 3 -CH 3

Erkin radikallar xulq-atvorining xususiyatlarini bilib, to'yingan uglevodorodlarning o'ziga xos reaktsiyalarining asosiy qonuniyatlarini tushunish osonroq bo'ladi.

yozaman. almashtirish reaktsiyasi

1. Galogenlanish reaksiyalari. Eng baquvvat reagent ftordir. To'g'ridan-to'g'ri florlanish portlashga olib keladi. Reaksiyalar xlorlash. Ular xona haroratida yorug'likda xlor molekulalari ta'sirida harakat qilishlari mumkin. Reaktsiya erkin radikal zanjir mexanizmiga muvofiq davom etadi va quyidagi asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi:

a) birinchi sekin bosqich - zanjir boshlanishi:

Cl:ClCl. +Cl.

R: H +. Cl HCl + R.

b) zanjir rivojlanishi - zanjir jarayonini davom ettiruvchi erkin radikallarning bir vaqtning o'zida hosil bo'lishi bilan reaksiya mahsulotlarini hosil qilish:

R. + Cl: Cl RCl + Cl.

R:H+Cl. HCl+R.

c) ochiq tutashuv:

CI beri. reagent faol, u allaqachon olingan xlor hosilasi molekulasiga hujum qilishi mumkin, natijada mono- va poligalogenli birikmalar aralashmasi hosil bo'ladi. Misol uchun:

CH 4 + Cl 2 HCl + CH 3 Cl CH 2 Cl 2 CHCl 3 CCl 4

metilxlorid –HCl-HCl-HCl

metilenxlorid xloroform to'rt-

uglerod xlorid

Bromlanish reaktsiyasi davom etishi ancha qiyin, chunki brom xlorga qaraganda kamroq reaktivdir va asosan barqarorroq uchinchi yoki ikkilamchi radikallar hosil bo'lishi bilan reaksiyaga kirishadi. Bunday holda, ikkinchi brom atomi odatda birinchisiga qo'shni, asosan ikkinchi darajali uglerodda joylashgan joyga kiradi.

yodlanish reaktsiyalari amalda oqmasin, chunki HI hosil bo'lgan alkil yodidlarni kamaytiradi.

2. Nitrlash- nitrat kislota ta'sirida H atomini NO 2 guruhi bilan almashtirish. Bosim ostida 150 ° C yuqori haroratda suyultirilgan nitrat kislotasi (12%) ta'siriga kiradi (Konovalov reaktsiyasi). Izostrukturaning parafinlari osonroq reaksiyaga kirishadi, tk. Uchinchi darajali uglerod atomida almashtirish osonroq sodir bo'ladi:

Nitratsiya reaktsiyasining mexanizmi erkin radikallarning oraliq hosil bo'lishi bilan bog'liq. Boshlanish qisman oksidlanish jarayoni bilan osonlashadi:

RH + HONO 2 ROH + HONO

azot kislotasi

HONO + HONO 2 HOH + 2. YO'Q 2

+ . YO'Q 2

CH 3 -C-CH 3 +. NO 2 CH 3 -C-CH 3 + HNO 2

CH 3 -C-CH 3 +. NO 2 CH 3 -C-CH 3

bular. uglevodorodlarni nitrlashning radikal reaksiyasi zanjirli xususiyatga ega emas.

II turi. Oksidlanish reaksiyalari

Oddiy sharoitlarda parafinlar kislorod yoki kuchli oksidlovchi moddalar (KMnO 4, HNO 3, K 2 Cr 2 O 7 va boshqalar) bilan oksidlanmaydi.

Uglevodorodning havo bilan aralashmasiga ochiq olov kiritilganda, uglevodorod to'liq oksidlanadi (yoqiladi) CO 2 va H 2 O. To'yingan uglevodorodlarni MnO oksidlanishi uchun katalizatorlar ishtirokida havo yoki kislorod bilan aralashmada isitish. 2 va boshqalar 300 ° C haroratgacha peroksid birikmalari hosil bo'lishi bilan ularning oksidlanishiga olib keladi. Reaktsiya zanjirli erkin radikal mexanizmi orqali boradi.

Va: R: H R. +H. zanjirning boshlanishi

R: R. + O: :O: R-O-O .

R-O-O. + R: H R-O-O-H + R.

alkan gidroperoksid

O:R-O-O. +R. R-O-O-R ochiq tutashuvi

alkan peroksid

Uchinchi darajali bo'g'inlar eng oson oksidlanadi, ikkilamchi bo'g'inlar qiyinroq va birlamchi bo'g'inlar yanada qiyinroq. Olingan gidroperoksidlar parchalanadi.

Birlamchi gidroperoksidlar parchalanganda, ular aldegidlar yoki birlamchi spirtni hosil qiladi, masalan:

CH 3 -C-C-O: O-H CH 3 -C-O. + . OH CH 3 -C \u003d O + H 2 O

etan gidroperoksid atsetaldegid

CH 3 -CH 3

tomoni

CH 3 -CH 2 OH + CH 3 -CH 2.

Ikkilamchi gidroperoksidlar parchalanish natijasida ketonlar yoki ikkilamchi spirtlar hosil qiladi, masalan:

CH 3 -C-O:OH CH 3 -C-O. + . OH H 2 O + CH 3 -C \u003d O

CH 3 CH 3 CH 3

propan gidroperoksidi

CH 3 -CH 2 -CH 3

tomoni

CH 3 -CH-OH + CH 3 -. CH-CH 3

izopropil spirti

Uchinchi darajali gidroperoksidlar ketonlarni, shuningdek, birlamchi va uchinchi darajali spirtlarni hosil qiladi, masalan:

CH 3 CH 3 CH 3

CH 3 -C-CH 3 CH 3 -C: CH 3 +. OH CH 3 OH + CH 3 -C \u003d O

izobutan gidroperoksid

CH 3 -CH-CH 3

tomoni

Izobutan

CH 3 -C-CH 3 + CH 3 -C-CH 3

tert-butil spirti

Har qanday gidroperoksid atom kislorodining chiqishi bilan ham parchalanishi mumkin: CH 3 -CH 2 -O-O-H CH 3 CH 2 -OH + [O],

bu keyingi oksidlanishga ketadi:

CH 3 -C + [O] CH 3 -C-OH

Shuning uchun spirtlar, aldegidlar va ketonlardan tashqari, karboksilik kislotalar hosil bo'ladi.

Reaksiya sharoitlarini tanlab, mahsulotlardan birini olish mumkin. Masalan: 2 CH 4 + O 2 2 CH 3 OH.

Alkanlar

Uglevodorodlarni cheklash - alkanlar- almashtirish reaktsiyalariga kirmang va qo'shilish reaktsiyalariga kirmang. Deyarli barcha to'yinmagan birikmalar uchun, ya'ni. er-xotin va uch aloqalarni o'z ichiga olgan moddalar, bu turdagi reaktsiya eng xarakterlidir.

1. Almashtirish reaksiyalari

lekin) Galogenlash:

Bu erda hv - engil xlorometan kvantining formulasi

Etarli miqdorda xlor bilan reaksiya davom etadi va ikki, uch va to'rtta vodorod atomlarini almashtirish mahsulotlari aralashmasi hosil bo'lishiga olib keladi:

Alkanlarning galogenlanish reaktsiyasi radikal zanjir mexanizmiga muvofiq davom etadi, ya'ni. erkin radikal zarrachalarni o'z ichiga olgan ketma-ket transformatsiyalar zanjiri sifatida.

Metan monoxlorlash misolida radikal almashtirish mexanizmini ko'rib chiqing:

1-bosqich - zanjirning kelib chiqishi- reaksiya zonasida erkin radikallarning paydo bo'lishi. Yorug'lik energiyasi ta'sirida Cl:Cl molekulasidagi bog'lanish juftlashtirilmagan elektronlar (erkin radikallar) bo'lgan ikkita xlor atomiga gomolitik tarzda parchalanadi:

2-bosqich - zanjir o'sishi (rivojlanish). Erkin radikallar molekulalar bilan o'zaro ta'sirlashib, yangi radikallarni keltirib chiqaradi va transformatsiyalar zanjirini rivojlantiradi:

3-bosqich - ochiq tutashuv. Radikallar bir-biri bilan bog'lanib, molekulalarni hosil qiladi va transformatsiyalar zanjirini buzadi:

Ikkilamchi yoki uchinchi darajali uglerod atomlari bilan alkanni xlorlash yoki bromlashda eng oson yo'li vodorodni uchinchi darajali atomga almashtirish, ikkilamchi atom uchun qiyinroq va birlamchi atom uchun undan ham qiyinroq. Bu juftlanmagan elektronning delokalizatsiyasi tufayli uchinchi va ikkilamchi uglevodorod radikallarining birlamchiga nisbatan katta barqarorligi bilan izohlanadi. Shuning uchun, masalan, propanni xlorlash paytida, asosiy reaktsiya mahsuloti 2-xlorpropan:

b) Alkanlarni nitrlash (Konovalov reaktsiyasi)

Alkanlarga qizdirilganda (140-150 °C) va bosim ostida suyultirilgan nitrat kislota ta'sir qiladi. Natijada, vodorod atomi nitrat kislota qoldig'i - NO 2 nitroguruhi bilan almashtiriladi. Bu reaksiya nitrlanish reaksiyasi, reaksiya hosilalari esa nitrobirikmalar deyiladi.

Reaktsiya sxemasi:

2. Oksidlanish reaksiyalari

a) barcha alkanlar yonib karbonat angidrid va suv hosil qiladi:

b) nisbatan past haroratda va katalizatorlar yordamida alkanlarning qisman oksidlanishi C-C va C-H aloqalarining faqat bir qismining uzilishi bilan kechadi:

Oksidlanish reaksiyalari natijasida alkanning tuzilishiga qarab boshqa moddalar: ketonlar, aldegidlar, spirtlar olinishi mumkin.

3. Izomerlanish reaksiyalari(AlCl 3 katalizatori bilan):

4. Parchalanish reaksiyalari:

Sikloalkanlar

Sikloalkanlarning kimyoviy xossalari ko'p jihatdan tsikldagi uglerod atomlari soniga bog'liq. Uch va to'rt a'zoli sikllar ( kichik tsikllar), toʻyingan boʻlishiga qaramay, boshqa barcha toʻyingan uglevodorodlardan keskin farq qiladi. Siklopropan va siklobutandagi bog'lanish burchaklari sp 3 -gibridlangan uglerod atomiga xos bo'lgan 109 ° 28 "normal tetraedral burchakka nisbatan ancha kichikdir. Bu bunday davrlarning yuqori kuchlanishiga va ularning reagentlar ta'sirida ochilish tendentsiyasiga olib keladi. Shuning uchun siklopropan, siklobutan va ularning hosilalari kiradi qo'shilish reaktsiyalari, to'yinmagan birikmalarning xarakterini ko'rsatadi. Qo'shilish reaktsiyalarining qulayligi ketma-ketlikdagi tsikl intensivligining pasayishi bilan kamayadi:

siklopropan > siklobutan >> siklopentan.

Eng barqaror 6 a'zoli tsikllar bo'lib, ularda burchak va boshqa turdagi stresslar mavjud emas.

Kichik tsikllar(S 3 -S 4) gidrogenlanish reaktsiyalariga juda oson kiradi:

Siklopropan va uning hosilalari galogenlar va vodorod galogenidlarini qo'shadi:

Sikloalkanlar uchun (C 5 va undan yuqori), ularning katta barqarorligi tufayli, tsiklik tuzilma saqlanadigan reaktsiyalar xarakterlidir, ya'ni. almashtirish reaktsiyalari.

Xlorlash sikloheksan zanjir mexanizmiga amal qiladi (alkanlardagi almashtirishga o'xshash):

Bu birikmalar, alkanlar kabi, katalizator ishtirokida gidrogenlanish reaksiyalariga ham kiradi va hokazo.

Dehidrogenatsiya siklogeksan va uning alkil hosilalari:

Alkenlar

Alkenlar toʻyinmagan uglevodorodlardir. Ularning molekulalarida bitta qo'sh bog' (s-bog' va p-bog') mavjud. Zaifroq p-bog'ning uzilishi bilan qo'shilish reaktsiyalari davom etadi.

Alkenlar har xil qo'shilish reaktsiyalariga uchraydi. Vodorod molekulalari reaktiv sifatida harakat qilishi mumkin ( gidrogenlanish reaktsiyasi), galogenlar ( galogenlanish reaktsiyasi), vodorod galogenidlari ( gidrogalogenlanish reaktsiyasi), suv ( hidratsiya reaktsiyasi). p-bog'ning uzilishi tufayli polimerlanish reaksiyasi ham davom etadi. Umuman olganda, bu jarayonlarning sxemalarini quyidagicha yozish mumkin.

Elektrofil qo'shilish mexanizmi 1 bo'yicha mineral kislotalar ishtirokida sodir bo'ladigan hidratsiya reaktsiyasining mexanizmini ko'rib chiqaylik:

Nosimmetrik alkenlarning galogen vodorod yoki suv molekulalari bilan o'zaro ta'sirida V.V qoidasi. Markovnikov: nosimmetrik alken molekulasiga vodorod atomining qo'shilishi asosan ko'proq vodorodlangan uglerod atomida sodir bo'ladi (allaqachon ko'p miqdordagi vodorod atomlari bilan bog'langan).

Qo'shilish reaktsiyasining o'zgarishi polimerlanish reaktsiyasi, bunda yuqori molekulyar og'irlikdagi birikma (polimer) hosil bo'lishi quyidagi sxema bo'yicha past molekulyar og'irlikdagi moddaning (monomer) molekulalarini ketma-ket qo'shish orqali sodir bo'ladi:

Polimer formulasidagi n soni (M n) deyiladi polimerlanish darajasi. Alkenlarning polimerlanish reaktsiyalari bir nechta bog'lanishlarning qo'shilishi bilan bog'liq:

Alkenlar, masalan, kaliy permanganat bilan oksidlanish reaktsiyalariga kiradi.

Neytral va kislotali muhitda reaksiyalar turlicha boradi.

Alkadiyenlar (dienlar)

Alkadienlarning (dienlarning) xossalari alkenlarnikiga o'xshaydi. Ularning xossalaridagi asosiy farq molekulalarda ikkita qo'sh bog'ning mavjudligi bilan bog'liq bo'lib, ularning joylashuvi muhim rol o'ynaydi. Konjugatsiyalangan alkadienlar (ya'ni, mavjud bo'lganlar) katta qiziqish uyg'otadi konjugat qo'sh bog'lar (bitta s-bog' bilan ajratilgan). Ular molekulalarning elektron tuzilishi, ya'ni to'rtta sp 2 uglerod atomlarining uzluksiz ketma-ketligi, masalan, butadien-1,3: CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 tufayli xarakterli xususiyatlarda farqlanadi.

Dienlarning kimyoviy xossalarini ko'rib chiqing.

1. gidrogenlash

Butadien-1,3 ni gidrogenlash buten-2 ni beradi, ya'ni. 1,4 qo'shilishi sodir bo'ladi. Bunday holda, qo'sh aloqalar buziladi, vodorod atomlari ekstremal uglerod atomlari C 1 va C 4 bilan bog'lanadi va erkin valentliklar C 2 va C 3 atomlari o'rtasida qo'sh bog'lanish hosil qiladi:

Ni katalizator ishtirokida to'liq gidrogenlash mahsuloti olinadi:

2. Galogenlash- gidrogenlanish reaktsiyasiga o'xshash tarzda boradi. Tercihen, halogen atomlari birinchi va to'rtinchi uglerod atomlariga biriktirilgan (qo'shimcha-1,4):

Yon jarayon sifatida 1,2-qo'shilish sodir bo'ladi:

Ortiqcha xlor bilan uning yana bir molekulasi qolgan qo'sh bog'lanish joyiga qo'shilib, 1,2,3,4-tetraxlorbutan hosil qiladi.

Galogenlar, galogen vodorod, suv va boshqa qutbli reagentlarning qo'shilishi elektrofil mexanizm (alkenlardagi kabi) bilan sodir bo'ladi.

Qo'shilish reaktsiyalariga reaktsiyalar kiradi polimerizatsiya dienlarga xos xususiyat. Bu jarayon sintetik kauchuklarni ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega.

1,3-dienlarning polimerizatsiyasi 1,4-qo'shilish turi yoki aralash 1,2- va 1,4-qo'shilish turi bilan davom etishi mumkin. Qo'shilish yo'nalishi reaksiya sharoitlariga bog'liq.

S.V usuli bilan olingan birinchi sintetik kauchuk. Lebedev divinilning metall natriy ta'sirida polimerizatsiyasi paytida 1,2 va 1,4 qo'shimchali aralash turdagi birliklar bilan tartibsiz tuzilishdagi polimer edi:

Alkinlar

Alkinlar, shuningdek, alkenlar va dienlar uchun reaktsiyaning asosiy turi qo'shilish reaktsiyasidir.

1. gidrogenlash

Metall katalizatorlari (Pt, Ni) ishtirokida alkinlar vodorod qo‘shib (birinchi p bog‘lanish uzilishi) alkenlarni hosil qiladi, so‘ngra ikkinchi p bog‘ uzilib, alkanlar hosil bo‘ladi:

Boshqa (kamroq faol katalizatorlar) qo'llanilganda, gidrogenlanish alken hosil bo'lish bosqichida to'xtaydi.

2. Galogenlash

Galogenlarning alkinlarga elektrofil qo'shilishi alkenlarga qaraganda sekinroq kechadi (birinchi p-bog'ni sindirish ikkinchisiga qaraganda qiyinroq):

Alkinlar brom suvini rangsizlantiradi (sifat reaksiyasi).

3. Gidrogalogenlash

Ominlarga vodorod galogenidlarining qo'shilishi ham elektrofil mexanizm bilan boradi. Nosimmetrik alkinlarga qo'shilish mahsulotlari V.V qoidasi bilan aniqlanadi. Markovnikov:

Atsetilenni gidroxlorlash vinilxlorid ishlab chiqarishning sanoat usullaridan birida qo'llaniladi:

Vinilxlorid polivinilxlorid (PVX) ishlab chiqarishda boshlang'ich material (monomer) hisoblanadi.

4. Hidratsiya (Kucherov reaktsiyasi)

Alkinlarga suv qo'shilishi simob (II) tuzi katalizatori ishtirokida sodir bo'ladi va beqaror to'yinmagan spirtning hosil bo'lishi orqali sodir bo'ladi, u asetaldegidga (atsetilen holatida) izomerlanadi:

yoki ketonga (boshqa alkinlarda):

5. Polimerizatsiya

a) CuCl ning suvli ammiak eritmasi ta'sirida dimerlanish:

b) Asetilenning faollashgan uglerod ustidan trimerizatsiyasi benzol hosil bo‘lishiga olib keladi (Zelinskiy reaksiyasi):

6. Asetilenning kislotali xossalari

Asetilen va uning R-C ≡ C-H (alkinlar-1) terminal uchlik bog'li gomologlari C(sp)-H bog'lanish qutbliligi tufayli zaif kislotali xossalarni namoyon qiladi: vodorod atomlari metall atomlari bilan almashtirilishi mumkin. Natijada tuzlar hosil bo'ladi atsetilenidlar:

Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallarining atsetilidlari asetilen gomologlarini olish uchun ishlatiladi.

Asetilen (yoki R-C ≡ C-H) kumush oksidi yoki mis (I) xloridning ammiak eritmalari bilan o'zaro ta'sirlashganda, erimaydigan asetilenidlarning cho'kmalari cho'kadi:

7. Alkinlarning oksidlanishi

Asetilen va uning gomologlari turli oksidlovchi moddalar (kislotali va ishqoriy muhitda kaliy permanganat, kislotali muhitda kaliy bixromat va boshqalar) ta'sirida oson oksidlanadi. Oksidlanish mahsulotlarining tuzilishi oksidlovchi moddaning tabiatiga va reaksiya sharoitlariga bog'liq.

Masalan, asetilen ishqoriy muhitda oksidlanganda oksalat hosil bo'ladi:

Da qattiq Oksidlanish (isitish, konsentrlangan eritmalar, kislotali muhit) alkin molekulasining uglerod skeletini uch aloqa bo'ylab parchalaydi va karboksilik kislotalar hosil bo'ladi:

Alkinlar suyultirilgan kaliy permanganat eritmasini rangsizlantiradi, bu ularning to'yinmaganligini isbotlash uchun ishlatiladi. Bunday sharoitlarda, u erda yumshoq s-bog'ni buzmasdan oksidlanish (faqat p-bog'lar buziladi). Masalan, asetilen xona haroratida KMnO 4 ning suyultirilgan eritmasi bilan o'zaro ta'sirlashganda, oksalat kislotasi HOOC-COOH hosil bo'lishi bilan quyidagi o'zgarishlar mumkin:

Alkinlar yondirilganda, ular to'liq oksidlanish CO 2 va H 2 O ga. Asetilenning yonishi katta miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga keladi:

To'yinmagan uglevodorodlarga sifatli reaktsiya brom suvi va kaliy permanganat eritmasining rangsizlanishidir (4-bo'limga qarang).

Uglevodorodlarning xarakterli kimyoviy xossalari: alkanlar, alkenlar, dienlar, alkinlar, aromatik uglevodorodlar

Alkanlar

Alkanlar uglevodorodlar boʻlib, molekulalarida atomlari bir bogʻ bilan bogʻlangan va $C_(n)H_(2n+2)$ umumiy formulasiga toʻgʻri keladi.

Metanning gomologik qatori

Siz allaqachon bilganingizdek, gomologlar tuzilishi va xossalari boʻyicha oʻxshash va bir yoki bir nechta $CH_2$ guruhlari bilan farq qiluvchi moddalardir.

Cheklangan uglevodorodlar metanning gomologik qatorini tashkil qiladi.

Izomeriya va nomenklatura

Alkanlar strukturaviy izomeriya deb ataladigan xususiyatga ega. Strukturaviy izomerlar uglerod skeletining tuzilishida bir-biridan farq qiladi. Ma'lumki, strukturaviy izomerlar bilan tavsiflangan eng oddiy alkan butandir:

Keling, alkanlar uchun IUPAC nomenklaturasining asoslarini batafsil ko'rib chiqaylik:

1. Asosiy sxemani tanlash.

Uglevodorod nomining shakllanishi asosiy zanjirni aniqlashdan boshlanadi - molekuladagi uglerod atomlarining eng uzun zanjiri, go'yo uning asosi hisoblanadi.

2.

Asosiy zanjirning atomlariga raqamlar berilgan. Asosiy zanjirning atomlarini raqamlash o'rnini bosuvchiga eng yaqin uchidan boshlanadi (A, B tuzilmalari). Agar o'rinbosarlar zanjir oxiridan teng masofada joylashgan bo'lsa, unda raqamlash ular ko'proq bo'lgan oxiridan boshlanadi (B tuzilmasi). Agar turli xil o'rinbosarlar zanjirning uchlaridan teng masofada joylashgan bo'lsa, raqamlash eskisi yaqinroq bo'lgan uchidan boshlanadi (G tuzilmasi). Старшинство углеводородных заместителей определяется по тому, в каком порядке следует в алфавите буква, с которой начинается их название: метил (—$СН_3$), затем пропил ($—СН_2—СН_2—СН_3$), этил ($—СН_2—СН_3$ ) va hokazo.

E’tibor bering, o‘rinbosarning nomi qo‘shimchaning o‘rnini bosishi bilan yasaladi -an qo‘shimchasini olmoq - loy tegishli alkan nomi bilan.

3. Ism shakllanishi.

Nomning boshida raqamlar ko'rsatilgan - o'rnini bosuvchi moddalar joylashgan uglerod atomlarining raqamlari. Agar berilgan atomda bir nechta o'rinbosar bo'lsa, unda nomdagi tegishli raqam vergul bilan ajratilgan holda ikki marta takrorlanadi ($ 2,2-$). Raqamdan keyin defis o'rnini bosuvchilar sonini bildiradi ( di- ikkita, uch- uch, tetra- to'rtta, penta- besh) va deputatning ismi ( metil, etil, propil). Keyin bo'shliqlar va defislarsiz - asosiy zanjirning nomi. Asosiy zanjir uglevodorod deb ataladi - metanning gomologik qatorining a'zosi ( metan, etan, propan va boshqalar.).

Strukturaviy formulalari yuqorida keltirilgan moddalarning nomlari quyidagicha:

- A tuzilmasi: $2$ -metilpropan;

- B tuzilmasi: $3$ -etilgeksan;

- B tuzilmasi: $2,2,4$ - trimetilpentan;

- tuzilmasi G: $2$ -metil$4$-etilgeksan.

Alkanlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar. Metanning gomologik qatorining dastlabki to'rtta vakili gazlardir. Ulardan eng oddiyi metan - rangsiz, ta'msiz va hidsiz gazdir (hidni 104 dollar deb atashingiz kerak bo'lgan gazning hidi merkaptanlarning hidi bilan belgilanadi - uy sharoitida ishlatiladigan metanga maxsus qo'shiladigan oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar. Sanoat gaz qurilmalari yaqinidagi odamlarga sizib chiqayotgan hidni his qilishlari uchun).

$S_5N_(12)$ dan $S_(15)N_(32)$ gacha tarkibidagi uglevodorodlar suyuqlikdir; og'irroq uglevodorodlar qattiq moddalardir.

Alkanlarning qaynash va erish nuqtalari uglerod zanjiri uzunligi ortishi bilan asta-sekin ortadi. Barcha uglevodorodlar suvda yomon eriydi, suyuq uglevodorodlar keng tarqalgan organik erituvchilardir.

Kimyoviy xossalari.

1. almashtirish reaktsiyalari. Alkanlarning eng xarakterli xususiyati erkin radikallarni almashtirish reaksiyalari boʻlib, bu reaksiyalarda vodorod atomi galogen atomi yoki qandaydir guruh bilan almashtiriladi.

Eng xarakterli reaksiyalar tenglamalarini keltiramiz.

Galogenlash:

$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$.

Haddan tashqari galogen bo'lsa, xlorlash barcha vodorod atomlarini xlor bilan to'liq almashtirishgacha davom etishi mumkin:

$CH_3Cl+Cl_2→HCl+(CH_2Cl_2)↙(\text"diklorometan(metilenxlorid)")$,

$CH_2Cl_2+Cl_2→HCl+(CHSl_3)↙(\text"triklorometan(xloroform)")$,

$CHCl_3+Cl_2→HCl+(CCl_4)↙(\text"tetraxlorometan(uglerod tetraxlorid)")$.

Olingan moddalar erituvchi va organik sintezda boshlang'ich material sifatida keng qo'llaniladi.

2. Dehidrogenatsiya (vodorodni yo'q qilish). Alkanlarning katalizator ($Pt, Ni, Al_2O_3, Cr_2O_3$) ustidan yuqori haroratda ($400-600°C$) oʻtishida vodorod molekulasi ajralib chiqadi va alken hosil boʻladi:

$CH_3—CH_3→CH_2=CH_2+H_2$

3. Uglerod zanjirining buzilishi bilan kechadigan reaksiyalar. Barcha to'yingan uglevodorodlar yonmoqdalar karbonat angidrid va suv hosil bo'lishi bilan. Muayyan nisbatlarda havo bilan aralashtirilgan gazsimon uglevodorodlar portlashi mumkin. To'yingan uglevodorodlarning yonishi erkin radikal ekzotermik reaktsiya bo'lib, alkanlarni yoqilg'i sifatida ishlatishda katta ahamiyatga ega:

$CH_4+2O_2→CO_2+2H_2O+880 kJ.$

Umuman olganda, alkanlarning yonish reaktsiyasini quyidagicha yozish mumkin:

$C_(n)H_(2n+2)+((3n+1)/(2))O_2→nCO_2+(n+1)H_2O$

Uglevodorodlarning termik parchalanishi:

$C_(n)H_(2n+2)(→)↖(400-500°C)C_(n-k)H_(2(n-k)+2)+C_(k)H_(2k)$

Jarayon erkin radikal mexanizmga muvofiq davom etadi. Haroratning oshishi uglerod-uglerod aloqasining gomolitik yorilishi va erkin radikallarning paydo bo'lishiga olib keladi:

$R—CH_2CH_2:CH_2—R→R—CH_2CH_2+CH_2—R$.

Bu radikallar bir-biri bilan oʻzaro taʼsirlashib, vodorod atomini almashtirib, alkan molekulasi va alken molekulasini hosil qiladi:

$R—CH_2CH_2+CH_2—R→R—CH=CH_2+CH_3—R$.

Sanoat jarayoni - uglevodorod krekingining asosida termal bo'linish reaktsiyalari yotadi. Bu jarayon neftni qayta ishlashning eng muhim bosqichidir.

Metan $1000°C$ haroratgacha qizdirilganda metanning pirolizi boshlanadi - oddiy moddalarga parchalanadi:

$CH_4(→)↖(1000°C)C+2H_2$

$1500°C$ haroratgacha qizdirilganda asetilen hosil boʻlishi mumkin:

$2CH_4(→)↖(1500°C)CH=CH+3H_2$

4. Izomerlanish. Chiziqli uglevodorodlar izomerizatsiya katalizatori (alyuminiy xlorid) bilan qizdirilganda, tarvaqaylab ketgan uglerod skeleti bo'lgan moddalar hosil bo'ladi:

5. Aromatizatsiya. Zanjirda olti yoki undan ortiq uglerod atomiga ega alkanlar katalizator ishtirokida benzol va uning hosilalarini hosil qilish uchun sikllanadi:

Alkanlarning erkin radikal mexanizmiga muvofiq reaksiyaga kirishishining sababi nima? Alkan molekulalaridagi barcha uglerod atomlari $sp^3$ gibridlanish holatidadir. Bu moddalarning molekulalari kovalent qutbsiz $C—C$ (uglerod—uglerod) va zaif qutbli $C—H$ (uglerod—vodorod) bogʻlari yordamida qurilgan. Ular yuqori va past elektron zichligi, oson polarizatsiyalanadigan bog'lanishlari bo'lgan joylarni o'z ichiga olmaydi, ya'ni. tashqi omillar (ionlarning elektrostatik maydonlari) ta'sirida elektron zichligi siljishi mumkin bo'lgan bunday bog'lanishlar. Shuning uchun alkanlar zaryadlangan zarralar bilan reaksiyaga kirishmaydi, chunki alkan molekulalaridagi aloqalar geterolitik mexanizm bilan uzilmaydi.

Alkenlar

Toʻyinmagan uglevodorodlarga molekulalardagi uglerod atomlari oʻrtasida koʻp bogʻlangan uglevodorodlar kiradi. Cheksiz alkenlar, alkadienlar (polienlar), alkinlar. Tsiklda qo'sh bog'ni o'z ichiga olgan siklik uglevodorodlar (sikloalkenlar), shuningdek, tsiklda oz miqdordagi uglerod atomlari (uch yoki to'rt atom) bo'lgan sikloalkanlar ham to'yinmagan xususiyatga ega. To'yinmaganlik xususiyati bu moddalarning to'yingan yoki to'yingan uglevodorodlar - alkanlarning hosil bo'lishi bilan qo'shilish reaktsiyalariga, birinchi navbatda vodorodga kirish qobiliyati bilan bog'liq.

Alkenlar molekulada bitta bog'lardan tashqari, uglerod atomlari orasidagi bitta qo'sh bog'ni o'z ichiga olgan va $C_(n)H_(2n)$ umumiy formulasiga mos keladigan asiklik uglevodorodlardir.

Uning ikkinchi nomi olefinlar- alkenlar to'yinmagan yog 'kislotalari (oleik, linoleik) bilan o'xshashlik yo'li bilan olingan, ularning qoldiqlari suyuq yog'lar - yog'lar (lot. oleum- sariyog ').

Etenning gomologik qatori

Tarmoqlanmagan alkenlar etenning (etilen) gomologik qatorini tashkil qiladi:

$C_2H_4$ - eten, $C_3H_6$ - propen, $C_4H_8$ - buten, $C_5H_(10)$ - penten, $C_6H_(12)$ - geksen va boshqalar.

Izomeriya va nomenklatura

Alkenlar uchun ham, alkanlar uchun ham strukturaviy izomeriya xarakterlidir. Strukturaviy izomerlar uglerod skeletining tuzilishida bir-biridan farq qiladi. Strukturaviy izomerlar bilan tavsiflangan eng oddiy alken butendir:

Strukturaviy izomeriyaning alohida turi qo'sh bog'lanish pozitsiyasi izomeriyasidir:

$CH_3—(CH_2)↙(buten-1)—CH=CH_2$ $CH_3—(CH=CH)↙(buten-2)—CH_3$

Yagona uglerod-uglerod aloqasi atrofida uglerod atomlarining deyarli erkin aylanishi mumkin, shuning uchun alkan molekulalari turli xil shakllarga ega bo'lishi mumkin. Qo'sh bog'ning atrofida aylanish mumkin emas, bu alkenlarda izomeriyaning boshqa turi - geometrik yoki cis-trans izomeriyaning paydo bo'lishiga olib keladi.

cis- izomerlardan farq qiladi trans - izomerlar molekula bo'laklarining (bu holda metil guruhlari) $p$-bog' tekisligiga nisbatan fazoda joylashishi va, demak, xossalari bilan.

Alkenlar sikloalkanlarga izomerdir (sinflararo izomeriya), masalan:

IUPAC tomonidan ishlab chiqilgan alkenlarning nomenklaturasi alkanlarning nomenklaturasiga o'xshaydi.

1. Asosiy sxemani tanlash.

Uglevodorod nomining shakllanishi asosiy zanjirni - molekuladagi uglerod atomlarining eng uzun zanjirini aniqlashdan boshlanadi. Alkenlar bo'lsa, asosiy zanjirda qo'sh bog' bo'lishi kerak.

2. Asosiy zanjirning atom raqamlanishi.

Asosiy zanjirning atomlarini raqamlash qo'sh bog'lanish eng yaqin bo'lgan uchidan boshlanadi. Masalan, to'g'ri ulanish nomi:

Kutilganidek, $2$-metilheksen-$4$ emas, balki $5$-metilheksen-$2$.

Agar qo'sh bog'lanishning holati zanjirdagi atomlarning raqamlanishining boshlanishini aniqlay olmasa, u to'yingan uglevodorodlardagi kabi o'rinbosarlarning holati bilan aniqlanadi.

3. Ism shakllanishi.

Alkenlarning nomlari ham alkanlarning nomlari kabi shakllanadi. Ismning oxirida qo'sh bog'lanish boshlanadigan uglerod atomining raqami va birikmaning alkenlar sinfiga tegishli ekanligini ko'rsatadigan qo'shimchani ko'rsating - -en.

Misol uchun:

Alkenlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar. Alkenlarning gomologik qatorining dastlabki uchta vakili gazlardir; $C_5H_(10)$ - $C_(16)H_(32)$ tarkibidagi moddalar suyuqlikdir; yuqori alkenlar qattiq moddalardir.

Tabiiyki, aralashmalarning molekulyar og'irligi oshishi bilan qaynash va erish nuqtalari ortadi.

Kimyoviy xossalari.

Qo'shilish reaktsiyalari. Eslatib o'tamiz, to'yinmagan uglevodorodlar - alkenlar vakillarining o'ziga xos xususiyati qo'shilish reaktsiyalariga kirish qobiliyatidir. Ushbu reaktsiyalarning aksariyati mexanizm orqali sodir bo'ladi

1. alkenlarning gidrogenlanishi. Alkenlar gidrogenlash katalizatorlari, metallar - platina, palladiy, nikel ishtirokida vodorod qo'shishga qodir:

$CH_3—CH_2—CH=CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3—CH_2—CH_2—CH_3$.

Bu reaksiya atmosfera va yuqori bosimda davom etadi va yuqori haroratni talab qilmaydi, chunki ekzotermikdir. Xuddi shu katalizatorlarda haroratning oshishi bilan teskari reaksiya, dehidrogenatsiya sodir bo'lishi mumkin.

2. Galogenlash (galogenlarni qo'shish). Alkenning bromli suv yoki bromning organik erituvchidagi eritmasi ($CCl_4$) bilan oʻzaro taʼsiri alkenga halogen molekulasi qoʻshilishi va digalogen alkanlarning hosil boʻlishi natijasida bu eritmalarning tez rangsizlanishiga olib keladi:

$CH_2=CH_2+Br_2→CH_2Br—CH_2Br$.

3.

$CH_3-(CH)↙(propen)=CH_2+HBr→CH_3-(CHBr)↙(2-bromopropen)-CH_3$

Bu reaktsiyaga bo'ysunadi Markovnikov qoidasi:

Alkenga vodorod halidi qo'shilsa, vodorod ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga biriktiriladi, ya'ni. vodorod atomlari ko'proq bo'lgan atomga, galogen esa kamroq vodorodlanganga.

Alkenlarning hidratsiyasi spirtlarning hosil bo'lishiga olib keladi. Masalan, etenga suv qo'shilishi etil spirtini ishlab chiqarishning sanoat usullaridan biri hisoblanadi:

$(CH_2)↙(eten)=CH_2+H_2O(→)↖(t,H_3PO_4)CH_3-(CH_2OH)↙(etanol)$

E'tibor bering, birlamchi spirt (birlamchi uglerodda gidrokso guruhi bilan) faqat eten gidratlanganda hosil bo'ladi. Propen yoki boshqa alkenlar gidratlanganda ikkilamchi spirtlar hosil bo'ladi.

Bu reaksiya ham Markovnikov qoidasiga muvofiq davom etadi - vodorod kationi ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga, gidroksoguruh esa kamroq vodorodlangan atomga biriktiriladi.

5. Polimerizatsiya. Qo'shishning alohida holati alkenlarning polimerizatsiya reaktsiyasidir:

$nCH_2(=)↙(eten)CH_2(→)↖(UV nuri,R)(...(-CH_2-CH_2-)↙(polietilen)...)_n$

Ushbu qo'shilish reaktsiyasi erkin radikal mexanizm bilan davom etadi.

6. Oksidlanish reaksiyasi.

Har qanday organik birikmalar singari, alkenlar ham kislorodda yonib, $CO_2$ va $H_2O$ hosil qiladi:

$CH_2=CH_2+3O_2→2CO_2+2H_2O$.

Umuman:

$C_(n)H_(2n)+(3n)/(2)O_2→nCO_2+nH_2O$

Eritmalarda oksidlanishga chidamli alkanlardan farqli o'laroq, alkenlar kaliy permanganat eritmalari ta'sirida oson oksidlanadi. Neytral yoki gidroksidi eritmalarda alkenlar diollarga (dihidrik spirtlar) oksidlanadi va oksidlanishdan oldin o'zaro qo'sh bog'lanish mavjud bo'lgan atomlarga gidroksil guruhlari biriktiriladi:

Alkadienlar (dien uglevodorodlari)

Alkadienlar molekulada bitta bog'lardan tashqari, uglerod atomlari orasidagi ikkita qo'sh bog'lanishni o'z ichiga olgan va $C_(n)H_(2n-2)$ umumiy formulasiga mos keladigan asiklik uglevodorodlardir.

Qo'sh bog'larning o'zaro joylashishiga qarab, dienlarning uch turi mavjud:

- alkadienlar bilan jamlangan qo'sh bog'lanishlarni tartibga solish:

- alkadienlar bilan konjugatsiyalangan ikki tomonlama aloqalar;

$CH_2=CH—CH=CH_2$;

- alkadienlar bilan izolyatsiya qilingan ikki tomonlama aloqalar

$CH_2=CH—CH_2—CH=CH_2$.

Barcha uch turdagi alkadienlar tuzilishi va xossalari bo'yicha bir-biridan sezilarli darajada farqlanadi. To‘plangan bog‘lar bilan alkadienlardagi markaziy uglerod atomi (ikkita qo‘sh bog‘ hosil qiluvchi atom) $sp$-gibridlanish holatida bo‘ladi. U bir xil to'g'ri chiziqda yotgan va qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan ikkita $s$-bog'larni va perpendikulyar tekislikda yotgan ikkita $p$-bog'larni hosil qiladi. $p$-bog'lar har bir uglerod atomining gibridlanmagan p-orbitallari hisobiga hosil bo'ladi. Izolyatsiya qilingan qo'sh bog'li alkadienlarning xossalari juda o'ziga xosdir, chunki konjugatsiyalangan $p$-bog'lar bir-biriga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Konjugatsiyalangan $p$-bog'larni hosil qiluvchi p-orbitallar amalda yagona tizimni tashkil qiladi (u $p$-tizim deb ataladi), chunki qo'shni $p$-bog'larning p-orbitallari qisman ustma-ust tushadi.

Izomeriya va nomenklatura

Alkadienlar ham strukturaviy izomeriya, ham sis- va trans-izomeriya bilan tavsiflanadi.

Strukturaviy izomeriya.

— Uglerod skeletining izomeriyasi:

— Ko'p bog'lanish pozitsiyasining izomeriyasi:

$(CH_2=CH—CH=CH_2)↙(butadien-1,3)$ $(CH_2=C=CH—CH_3)↙(butadien-1,2)$

cis-, trans- izomeriya (fazoviy va geometrik)

Misol uchun:

Alkadienlar alkinlar va sikloalkenlar sinflarining izomer birikmalaridir.

Alkadien nomini shakllantirishda qo'sh bog'lanish raqamlari ko'rsatiladi. Asosiy zanjirda ikkita ko'p bog'lanish bo'lishi kerak.

Misol uchun:

Alkadienlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar.

Oddiy sharoitda propandien-1,2, butadien-1,3 gazlar, 2-metilbutadien-1,3 uchuvchi suyuqlikdir. Izolyatsiya qilingan qoʻsh bogʻli alkadienlar (ulardan eng oddiyi pentadien-1,4) suyuqlikdir. Yuqori dienlar qattiq moddalardir.

Kimyoviy xossalari.

Izolyatsiya qilingan qoʻsh bogʻli alkadienlarning kimyoviy xossalari alkenlarnikidan unchalik farq qilmaydi. Konjugatsiyalangan bog'langan alkadienlar o'ziga xos xususiyatlarga ega.

1. Qo'shilish reaktsiyalari. Alkadienlar vodorod, galogenlar va vodorod galogenidlarini qo'shishga qodir.

Konjugatsiyalangan aloqalar bilan alkadienlarga qo'shilish xususiyati 1 va 2 pozitsiyalarda ham, 1 va 4 pozitsiyalarda ham molekulalarni biriktirish qobiliyatidir.

Mahsulotlarning nisbati mos keladigan reaktsiyalarni o'tkazish shartlari va usuliga bog'liq.

2.polimerlanish reaktsiyasi. Dienlarning eng muhim xususiyati kationlar yoki erkin radikallar ta'sirida polimerlanish qobiliyatidir. Ushbu birikmalarning polimerizatsiyasi sintetik kauchuklarning asosidir:

$nCH_2=(CH—CH=CH_2)↙(butadien-1,3)→((... —CH_2—CH=CH—CH_2— ...)_n)↙(\text"sintetik butadien kauchuk")$ .

Konjugatsiyalangan dienlarning polimerizatsiyasi 1,4-qo'shilish shaklida davom etadi.

Bunday holda, qo'sh bog'lanish bog'lanishda markaziy bo'lib chiqadi va elementar bog'lanish, o'z navbatida, ikkalasini ham qabul qilishi mumkin. cis-, va trans - konfiguratsiya.

Alkinlar

Alkinlar molekulada bitta bog'lardan tashqari, uglerod atomlari orasidagi bir uchlik bog'ni o'z ichiga olgan va $C_(n)H_(2n-2)$ umumiy formulasiga mos keladigan asiklik uglevodorodlardir.

Etinning gomologik qatori

Tarmoqlanmagan alkinlar etin (atsetilen)ning gomologik qatorini tashkil qiladi:

$C_2H_2$ - etin, $C_3H_4$ - propin, $C_4H_6$ - butin, $C_5H_8$ - pentin, $C_6H_(10)$ - geksin va boshqalar.

Izomeriya va nomenklatura

Alkinlar uchun, shuningdek, alkenlar uchun strukturaviy izomeriya xarakterlidir: uglerod skeletining izomeriyasi va ko'p bog'lanish holatining izomeriyasi. Alkin sinfining ko'p bog'lanish holatining strukturaviy izomerlari bilan tavsiflangan eng oddiy alkin butindir:

$CH_3—(CH_2)↙(butin-1)—C≡CH$ $CH_3—(C≡C)↙(butin-2)—CH_3$

Alkinlarda uglerod skeletining izomeriyasi pentindan boshlab mumkin:

Uchlik bog'lanish uglerod zanjirining chiziqli tuzilishini qabul qilganligi sababli, geometrik ( cis-, trans-) alkinlar uchun izomeriya mumkin emas.

Ushbu sinfdagi uglevodorod molekulalarida uch tomonlama bog'lanishning mavjudligi qo'shimcha orqali namoyon bo'ladi -in, va uning zanjirdagi holati - uglerod atomining soni.

Misol uchun:

Alkinlar boshqa sinflarning izomer birikmalaridir. Demak, geksin (alkin), geksadien (alkadien) va siklogeksen (sikloalken) $S_6N_(10)$ kimyoviy formulasiga ega:

Alkinlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar. Alkinlarning, shuningdek alkenlarning qaynash va erish nuqtalari tabiiy ravishda birikmalarning molekulyar og'irligi oshishi bilan ortadi.

Alkinlarning o'ziga xos hidi bor. Ular alkanlar va alkenlarga qaraganda suvda yaxshi eriydi.

Kimyoviy xossalari.

Qo'shilish reaktsiyalari. Alkinlar to'yinmagan birikmalar bo'lib, qo'shilish reaktsiyalariga kiradi. Asosan, bu reaktsiyalar. elektrofil qo'shilishi.

1. Galogenlash (galogen molekulasini qo'shish). Alkin ikkita halogen molekulasini (xlor, brom) biriktira oladi:

$CH≡CH+Br_2→(CHBr=CHBr)↙(1,2-dibromoetan),$

$CHBr=CHBr+Br_2→(CHBr_2-CHBr_2)↙(1,1,2,2-tetrabrometan)$

2. Gidrogalogenlash (galogen vodorod qo'shilishi). Elektrofil mexanizm bo'yicha vodorod galogenidining qo'shilishi reaktsiyasi ham ikki bosqichda boradi va ikkala bosqichda Markovnikov qoidasi bajariladi:

$CH_3-C≡CH+Br→(CH_3-CBr=CH_2)↙(2-bromopropen),$

$CH_3-CBr=CH_2+HBr→(CH_3-CHBr_2-CH_3)↙(2,2-dibromopropan)$

3. Hidratsiya (suv qo'shilishi). Ketonlar va aldegidlarning sanoat sintezi uchun suv qo'shilishi (gidratlanish) reaktsiyasi katta ahamiyatga ega. Kucherovning munosabati:

4. alkinlarning gidrogenlanishi. Alkinlar vodorodni metall katalizatorlar ($Pt, Pd, Ni$) ishtirokida qo‘shadilar:

$R-C≡C-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH=CH-R,$

$R-CH=CH-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH_2-CH_2-R$

Uchlik bog'da ikkita reaktiv $p$ bog' mavjud bo'lganligi sababli, alkanlar vodorodni bosqichma-bosqich qo'shadilar:

1) trimerizatsiya.

Etin faollashtirilgan ugleroddan o'tkazilganda mahsulotlar aralashmasi hosil bo'ladi, ulardan biri benzoldir:

2) dimerizatsiya.

Asetilenning trimerizatsiyasidan tashqari, uning dimerizatsiyasi ham mumkin. Bir valentli mis tuzlari ta'sirida vinilatsetilen hosil bo'ladi:

$2HC≡CH→(HC≡C-CH=CH_2)↙(\text"buten-1-yn-3(vinilatsetilen)")$

Ushbu modda xloropren ishlab chiqarish uchun ishlatiladi:

$HC≡C-CH=CH_2+HCl(→)↖(CaCl)H_2C=(CCl-CH)↙(xloropren)=CH_2$

polimerizatsiyasi natijasida xloropren kauchuk olinadi:

$nH_2C=CCl-CH=CH_2→(...-H_2C-CCl=CH-CH_2-...)_n$

Alkin oksidlanishi.

Etin (atsetilen) juda ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan kislorodda yonadi:

$2C_2H_2+5O_2→4CO_2+2H_2O+2600kJ$ Oksi-atsetilen mash'alining ta'siri shu reaksiyaga asoslangan bo'lib, uning alangasi juda yuqori haroratga ega (3000°C$ dan ortiq), bu esa undan foydalanish imkonini beradi. metallarni kesish va payvandlash uchun.

Havoda asetilen tutunli alanga bilan yonadi, chunki. uning molekulasidagi uglerod miqdori etan va eten molekulalariga qaraganda yuqori.

Alkinlar, alkenlar kabi, kaliy permanganatning kislotali eritmalarini rangsizlantiradi; bu holda, bir nechta bog'lanishning yo'q qilinishi sodir bo'ladi.

Organik kimyoda ionli (V.V.Markovnikov qoidasi) va radikal reaksiya mexanizmlari

Organik kimyoda kimyoviy reaksiyalarning turlari

Organik moddalarning reaktsiyalarini rasmiy ravishda to'rtta asosiy turga bo'lish mumkin: almashtirish, qo'shilish, yo'q qilish (eliminatsiya) va qayta tashkil etish (izomerlanish). Shubhasiz, organik birikmalarning turli xil reaktsiyalarini taklif qilingan tasnifga qisqartirish mumkin emas (masalan, yonish reaktsiyalari). Biroq, bunday tasnif noorganik kimyo kursidan sizga tanish bo'lgan noorganik moddalar o'rtasida sodir bo'ladigan reaktsiyalar bilan o'xshashlikni o'rnatishga yordam beradi.

Qoida tariqasida, reaksiyada ishtirok etuvchi asosiy organik birikma substrat deb ataladi, reaksiyaning boshqa komponenti esa shartli ravishda reagent sifatida hisoblanadi.

Almashtirish reaksiyalari

Dastlabki molekulada (substratda) bir atom yoki atomlar guruhining boshqa atomlar yoki atomlar guruhi bilan almashinishiga olib keladigan reaksiyalar almashtirish reaksiyalari deyiladi.

O'zgartirish reaktsiyalari alkanlar, sikloalkanlar yoki arenlar kabi to'yingan va aromatik birikmalarni o'z ichiga oladi.

Keling, bunday reaktsiyalarga misollar keltiraylik.

Yorug'lik ta'sirida metan molekulasidagi vodorod atomlari halogen atomlari bilan almashtirilishi mumkin, masalan, xlor atomlari:

$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$

Vodorodni galogen bilan almashtirishning yana bir misoli benzolning bromobenzolga aylanishidir:

Ushbu reaksiya tenglamasini boshqacha yozish mumkin:

Yozuvning bu shakli bilan reagentlar, katalizatorlar, reaksiya sharoitlari strelka tepasida, uning ostida esa noorganik reaksiya mahsulotlari yoziladi.

Qo'shilish reaktsiyalari

Ikki yoki undan ortiq reaksiyaga kirishuvchi moddalar molekulalari bittaga birikadigan reaksiyalar qo'shilish reaksiyalari deb ataladi.

Alkenlar yoki alkinlar kabi to'yinmagan birikmalar qo'shilish reaktsiyalariga kiradi.

Qaysi molekula reagent vazifasini bajarishiga qarab gidrogenlanish (yoki qaytarilish), galogenlash, gidrogalogenlash, gidratlanish va boshqa qo‘shilish reaksiyalari farqlanadi. Ularning har biri ma'lum shartlarni talab qiladi.

1. gidrogenlash- vodorod molekulasining ko'p bog'lanishga qo'shilish reaktsiyasi:

$CH_3(-CH=)↙(\matn"propen")CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3(-CH_2-)↙(\matn"propan")-CH_3$

2.Gidrogalogenlash- galogen vodorod qo'shilish reaktsiyasi (gidroklorlash):

$(CH_2=)↙(\text"eten")CH_2+HCl→CH_3(-CH_2-)↙(\text"xloroetan")-Cl$

3.Galogenlash- halogen qo'shilish reaktsiyasi:

$(CH_2=)↙(\text"eten")CH_2+Cl_2→(CH_2Cl-CH_2Cl)↙(\text"1,2-dikloroetan")$

4. Polimerizatsiya- qo'shilish reaktsiyalarining maxsus turi, bunda kichik molekulyar og'irlikdagi moddaning molekulalari bir-biri bilan juda yuqori molekulyar og'irlikdagi moddaning molekulalarini hosil qiladi - makromolekulalar.

Polimerlanish reaktsiyalari - past molekulyar og'irlikdagi moddaning (monomer) ko'plab molekulalarini polimerning yirik molekulalariga (makromolekulyarlariga) birlashtirish jarayonlari.

Polimerlanish reaksiyasiga ultrabinafsha nurlanish ta'sirida etilendan (eten) polietilen olish va radikal polimerlanish inisiatori $R:$ misol bo'la oladi.

$(nCH_2=)↙(\text"eten")CH_2(→)↖(\text"UV nur,R")((...-CH_2-CH_2-...)_n)↙(\text" polietilen ")$

Organik birikmalar uchun eng xarakterli kovalent bog'lanish atom orbitallari bir-birining ustiga chiqishi va umumiy elektron juftlari hosil bo'lishi natijasida hosil bo'ladi. Buning natijasida ikkita atom uchun umumiy orbital hosil bo'lib, uning ustida umumiy elektron jufti joylashgan. Bog'lanish buzilganda, bu umumiy elektronlarning taqdiri boshqacha bo'lishi mumkin.

Organik kimyoda reaktiv zarrachalar turlari

Bir atomga tegishli bo'lgan juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lgan orbital boshqa atomning orbitali bilan qoplanishi mumkin, unda juftlashtirilmagan elektron ham mavjud. Bu kovalent bog'lanish hosil bo'lishiga olib keladi almashinuv mexanizmi:

$H + H→H:H,$ yoki $H-H$

almashinuv mexanizmi Kovalent bog'lanishning hosil bo'lishi, agar turli atomlarga tegishli bo'lgan juftlashtirilmagan elektronlardan umumiy elektron juft hosil bo'lsa, amalga oshiriladi.

Almashinuv mexanizmi orqali kovalent bog'lanish hosil bo'lishiga qarama-qarshi jarayon bog'lanishning uzilishi bo'lib, bunda har bir atomga bittadan elektron boradi. Natijada, juftlashtirilmagan elektronlari bo'lgan ikkita zaryadsiz zarracha hosil bo'ladi:

Bunday zarralar deyiladi erkin radikallar.

erkin radikallar- juftlanmagan elektronlarga ega bo'lgan atomlar yoki atomlar guruhlari.

Erkin radikallar ta'sirida va ishtirokida sodir bo'ladigan reaksiyalar erkin radikal reaktsiyalar deyiladi.

Noorganik kimyo kursida bular vodorodning kislorod, galogenlar bilan oʻzaro taʼsir qilish reaksiyalari, yonish reaksiyalaridir. E'tibor bering, ushbu turdagi reaktsiyalar yuqori tezlik, katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan tavsiflanadi.

Kovalent bog'lanish donor-akseptor mexanizmi orqali ham hosil bo'lishi mumkin. Bo'linmagan elektron juftini o'z ichiga olgan atom (yoki anion) orbitallaridan biri to'ldirilmagan orbitalga ega bo'lgan boshqa atomning (yoki kationning) to'ldirilmagan orbitali bilan qoplangan va kovalent bog'lanish hosil bo'ladi, masalan:

$H^(+)+(:O-H^(-))↙(\text"qabul qiluvchi")→(H-O-H)↙(\text"donor")$

Kovalent bog'lanishning uzilishi musbat va manfiy zaryadlangan zarrachalarning hosil bo'lishiga olib keladi; chunki bu holda umumiy elektron juftlikdagi ikkala elektron atomlardan birida qoladi, ikkinchi atom to'ldirilmagan orbitalga ega:

$R:|R=R:^(-)+R^(+)$

Kislotalarning elektrolitik dissotsiatsiyasini ko'rib chiqing:

$H:|Cl=H^(+)+Cl^(-)$

Yagona elektron juft $R:^(-)$, ya’ni manfiy zaryadlangan ionga ega bo‘lgan zarracha musbat zaryadlangan atomlarga yoki hech bo‘lmaganda qisman yoki samarali musbat zaryad bo‘lgan atomlarga tortilishini osongina taxmin qilish mumkin. . Bo'linmagan elektron juftlari bo'lgan zarralar deyiladi nukleofil moddalar (yadro- yadro, atomning musbat zaryadlangan qismi), ya'ni yadroning "do'stlari", musbat zaryad.

Nukleofillar ($Nu$)- samarali musbat zaryad to'plangan molekulalarning qismlari bilan o'zaro ta'sir qiluvchi yolg'iz elektron juftiga ega bo'lgan anionlar yoki molekulalar.

Nukleofillarga misollar: $Cl^(-)$ (xlorid ioni), $OH^(-)$ (gidroksid anioni), $CH_3O^(-)$ (metoksid anioni), $CH_3COO^(-)$ (atsetat anioni) ).

To'ldirilmagan orbitalga ega bo'lgan zarralar, aksincha, uni to'ldirishga moyil bo'ladi va shuning uchun molekulalarning elektron zichligi oshgan, manfiy zaryad va taqsimlanmagan elektron juftiga ega bo'lgan hududlariga tortiladi. Ular elektrofillar, elektronning "do'stlari", manfiy zaryad yoki elektron zichligi oshgan zarralardir.

elektrofillar- to'ldirilmagan elektron orbitalga ega bo'lgan kationlar yoki molekulalar, uni elektronlar bilan to'ldirishga intiladi, chunki bu atomning yanada qulay elektron konfiguratsiyasiga olib keladi.

Elektrofillarga misollar: $NO_2$ (nitroguruhi), -$COOH$ (karboksil), -$CN$ (nitril guruhi), -$COH$ (aldegid guruhi).

Bo'sh orbitali bo'lgan har bir zarracha elektrofil emas. Masalan, gidroksidi metall kationlari inert gazlar konfiguratsiyasiga ega va elektron olishga moyil emaslar, chunki ular past elektron yaqinligiga ega. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, to'ldirilmagan orbital mavjudligiga qaramay, bunday zarralar elektrofil bo'lmaydi.

Asosiy reaksiya mexanizmlari

Biz reaksiyaga kirishuvchi zarralarning uchta asosiy turini - erkin radikallar, elektrofillar, nukleofillar va ularga mos keladigan uchta reaksiya mexanizmini aniqladik:

- erkin radikal;

- elektrofil;

- nukleofil.

Reaksiyalarni reaksiyaga kirishuvchi zarrachalar turiga ko‘ra tasniflashdan tashqari, organik kimyo molekulalarning tarkibini o‘zgartirish tamoyiliga ko‘ra reaksiyalarning to‘rt turini ajratadi: qo‘shish, almashtirish, yo‘q qilish yoki yo‘q qilish (lot. bartaraf etish- o'chirish, ajratish) va qayta tartibga solish. Qo'shish va almashtirish har uch turdagi reaktiv turlarning ta'siri ostida sodir bo'lishi mumkinligi sababli, bir nechta asosiy reaktsiya mexanizmlarini ajratib ko'rsatish mumkin.

1.Erkin radikallarni almashtirish:

$(CH_4)↙(\text"metan")+Br_2(→)↖(\text"UV nur")(CH_3Br)↙(\text"bromometan")+HBr$

2. Erkin radikal qo'shilishi:

$nCH_2=CH_2(→)↖(\text"UV nuri,R")(...-CH_2-CH_2-...)_n$

3. Elektrofil almashtirish:

4. Elektrofil ulanish:

$CH_3-(CH=)↙(\text"propen")CH_2+HBr(→)↖(\text"eritma")(CH_3-CHBr-CH_3)↙(\text"2-bromopropan")$

$CH_3(-C≡)↙(\text"propin")CH+Cl_2(→)↖(\text"eritma")(CH_3-CCl=CHCl)↙(\text"1,2-dikloropropen")$

5. Nukleofil qo'shilish:

Bundan tashqari, nukleofil zarralar - asoslar ta'sirida sodir bo'ladigan parchalanish yoki yo'q qilish reaksiyalarini ko'rib chiqamiz.

6. Yo'q qilish:

$CH_3-CHBr-CH_3+NaOH(→)↖(\matn"spirtli eritma")CH_3-CH=CH_2+NaBr+H_2O$

V. V. Markovnikov qoidasi

Alkenlarning (to'yinmagan uglevodorodlar) o'ziga xos xususiyati qo'shilish reaktsiyalariga kirish qobiliyatidir. Ushbu reaktsiyalarning aksariyati mexanizm orqali sodir bo'ladi elektrofil qo'shilishi.

Gidrogalogenlash (galogen vodorod qo'shilishi):

$CH_3(-CH-)↙(\text"propen")CH_2+HBr→CH_3(-CHBr-CH_3)↙(\matn"2-bromopropan")$

Bu reaktsiyaga bo'ysunadi V. V. Markovnikov qoidasi: vodorod halidi alkenga qo'shilsa, vodorod ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga qo'shiladi, ya'ni. vodorod atomlari ko'proq bo'lgan atomga, galogen esa kamroq vodorodlanganga.

Uglevodorodlarning tuzilishi va xossalari

Uglevodorodlar - molekulalari ikki elementning atomlaridan tashkil topgan organik birikmalar: uglerod (uglerod) va vodorod (vodorod). Uglevodorodlardan organik birikmalarning turli sinflari olinadi.

Uglevodorodlar uglerod zanjirining tuzilishida bir-biridan farq qilishi mumkin. Uglerod atomlarining har xil o'lcham va shakldagi tsikllar va zanjirlar, har xil turdagi kimyoviy bog'lanishlar hosil qilish qobiliyati tufayli juda ko'p miqdordagi uglevodorodlarning mavjudligi mumkin. Har xil turdagi uglevodorodlar vodorod atomlarining to'yinganlik darajasida farqlanadi. Shuning uchun, zanjir hosil qiluvchi uglerod atomlari oddiy (yagona), ikki yoki uch aloqalar yordamida bir-biriga bog'lanishi mumkin.

Uglevodorodlar kimyoviy tuzilishi va unga bog‘liq xossalariga ko‘ra guruhlarga yoki qatorlarga bo‘linadi, ularning asosiylari to‘yingan uglevodorodlar, to‘yinmagan uglevodorodlar va aromatik uglevodorodlardir.

To'yingan uglevodorodlar ochiq (yopiq bo'lmagan) uglerod zanjiri bilan chaqiriladi, uning umumiy formulasi CnH2n + 2. Bu uglevodorodlarda uglerod atomining barcha to'rt valentligi vodorod atomlari bilan maksimal darajada to'yingan. Shuning uchun bunday uglevodorodlar to'yingan deb ataladi.

Zamonaviy nomenklaturaga ko'ra, to'yingan uglevodorodlar alkanlar deb ataladi. Alkanlar molekulalari faqat atomlar orasidagi oddiy (yakka) s aloqalarni o'z ichiga oladi va faqat almashtirish reaktsiyalariga kiradi. Ular kaliy permanganat KMnO4, bromli suv eritmasini rangsizlantirmaydi, kislotalar va ishqorlar eritmalari bilan oksidlanmaydi, qo`shilish reaksiyalariga kirmaydi.

Toʻyinmagan uglevodorodlar molekulalardagi uglerod atomlari oʻrtasida qoʻsh va uch marta bogʻlangan uglevodorodlardir. Ushbu uglevodorodlarda uglerod atomining barcha valentliklari vodorod atomlari bilan maksimal darajada to'yingan emas. Shuning uchun bunday uglevodorodlar to'yinmagan deb ataladi.

Koʻp bogʻlanishlar soni va tabiatiga koʻra toʻyinmagan uglevodorodlar quyidagi qatorlarga boʻlinadi: etilen (alkenlar) CnH2n, dien (dienlar) CnH2n-2, atsetilen (alkinlar) CnH2n-2.

Etilen uglevodorodlar molekulalarida bitta qo'sh yoki s, p-bog' mavjud. Dien uglevodorod molekulalarida ikkita qo'sh bog' mavjud. Va atsetilenik uglevodorodlar molekulalarida bitta uchlik bog' mavjud.

Toʻyinmagan uglevodorodlar qoʻshilish reaksiyalari bilan tavsiflanadi. Ular vodorod (gidrogenlash), xlor, brom va boshqalarni qo'shishlari mumkin. (galogenlar), vodorod galogenlari HCl, HBr, suv (bu hidratsiya reaksiyasi). Ular polimerlanish reaksiyalariga ham kirishadi, kaliy permanganat eritmasi, brom suvining rangi o‘zgaradi, kislotalar va ishqorlar eritmalari bilan oksidlanadi.

Aromatik uglevodorodlar siklik (yopiq) tuzilish deb ataladi, ularning umumiy formulasi CnH2n-6. Aromatik uglevodorod molekulalarida bitta yoki qo'sh bog'lar mavjud emas. Elektron zichligi teng taqsimlangan va shuning uchun uglerod atomlari orasidagi barcha aloqalar molekula darajasida bo'ladi. Bu ichki doira bilan muntazam olti burchakli shakldagi strukturaviy formulada aniq aks ettirilgan. Bu benzolning arenlar (aromatik uglevodorodlar) sinfining eng oddiy vakilining formulasi.

Alkenlar.

Alkenlar.

Qo'sh bog'langan eng oddiy to'yinmagan uglevodorod etilendir C 2 H 4.

Etilen bir qator alkenlarning ota-onasi hisoblanadi. Ushbu seriyadagi har qanday uglevodorodning tarkibi umumiy formula bilan ifodalanadi C n H 2n(qaerda n uglerod atomlari soni).

C 2 H 4- etilen,

C 3 H 6- propilen,

C 4 H 8- Butilen,

C 5 H 10- Amilina,

C 6 H 12- geksilen

. . . . . . . . . . . . . .

C 10 H 20- Decylen va boshqalar.

Yoki tuzilgan shaklda:

Strukturaviy diagrammalardan ko'rinib turibdiki, alken molekulalarida qo'sh bog'dan tashqari, bitta bog' bo'lishi mumkin.

Alkinlar.

Alkinlar (aks holda atsetilenli uglevodorodlar) uglerod atomlari oʻrtasida uchlik bogʻlanishni oʻz ichiga olgan uglevodorodlardir.

Bir qator alkinlarning ajdodi etin (yoki asetilen)dir. C 2 H 2.

Alkinlar umumiy formulaga ega gomologik qator hosil qiladi CnH2n-2.

Alkinlarning nomlari tegishli alkanlarning nomlaridan “-an” qo‘shimchasini “-in” bilan almashtirib yasaladi; uchlik bog'lanish pozitsiyasi arab raqamlari bilan ko'rsatilgan.

Alkinlarning gomologik qatori:

Etin - C 2 H 2,
Propin - C 3 H 4,
Butin - C 4 H 6,
Pentin - C 5 H 8 va boshqalar.

Alkinlar tabiatda deyarli uchramaydi. Asetilen Uran, Yupiter va Saturn atmosferasida uchraydi.

Alkinlar zaif anestetik ta'sirga ega. Suyuq alkinlar konvulsiyalarni keltirib chiqaradi.

Alkadiyenlar.

Alkadiyenlar(yoki oddiygina dienlar) toʻyinmagan uglevodorodlar boʻlib, molekulalarida ikkita qoʻsh bogʻ mavjud.

Alkadienlarning umumiy formulasi C n H 2n-2(formula alkinlar qatorining formulasiga to'g'ri keladi).

Qo'sh bog'larning o'zaro joylashishiga qarab, dienlar uch guruhga bo'linadi:

· To'plangan qo'sh bog'li alkadienlar (1,2-dienlar).
Bular alkadienlar bo'lib, ularning molekulalarida qo'sh bog'lar bir-biridan ajratilmaydi. Bunday alkadienlar o'z seriyasining birinchi a'zosi nomi bilan alenlar deb ataladi.

· Konjugatsiyalangan alkadienlar (1,3-dienlar).
Konjugatsiyalangan alkadien molekulalarida qo'sh bog'lar bitta bog' bilan ajralib turadi.

· Izolyatsiya qilingan alkadienlar
Izolyatsiya qilingan alkadien molekulalarida qo'sh bog'lar bir nechta bitta (ikki yoki undan ortiq) yagona bog'lar bilan ajralib turadi.

Ushbu uch turdagi alkadienlar tuzilishi va xossalari bo'yicha bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi.

Konjugatsiyalangan dienlarning eng muhim vakillari butadien 1.3 Va izopren.

Izopren molekulasi ko'plab o'simlik moddalarining tuzilishini yotadi: tabiiy kauchuk, efir moylari, o'simlik pigmentlari (karotenoidlar) va boshqalar.

To'yinmagan uglevodorodlarning xossalari.

Kimyoviy xossalari bo'yicha to'yinmagan uglevodorodlar to'yingan uglevodorodlardan keskin farq qiladi. Ular juda reaktiv va turli qo'shilish reaktsiyalariga kirishadi. Bunday reaktsiyalar er-xotin yoki uchlik aloqa bilan bog'langan uglerod atomlariga atomlar yoki atomlar guruhi qo'shilishi bilan sodir bo'ladi. Bunday holda, bir nechta obligatsiyalar juda oson buziladi va oddiylarga aylanadi.

Toʻyinmagan uglevodorodlarning muhim xossasi ularning molekulalarining bir-biri bilan yoki boshqa toʻyinmagan uglevodorodlar molekulalari bilan birikish qobiliyatidir. Bunday jarayonlar natijasida polimerlar hosil bo'ladi.

8 Cheklanmagan alifatik u / s da elektrofil va radikal qo'shilish reaktsiyalarining mexanizmlari

9 Alkinlarning tuzilish xususiyatlari

Alkinlar(aks holda atsetilenli uglevodorodlar) - umumiy formulaga ega gomologik qatorni tashkil etuvchi uglerod atomlari orasidagi uchlik bog'lanishni o'z ichiga olgan uglevodorodlar C n H 2n-2. Uchlik aloqadagi uglerod atomlari sp gibridlanish holatidadir
Alkinlar qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi. Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflangan alkenlardan farqli o'laroq, alkinlar nukleofil qo'shilish reaktsiyalariga ham kirishi mumkin. Bu bog'lanishning muhim s-belgisi va natijada uglerod atomining elektronegativligining oshishi bilan bog'liq. Bundan tashqari, uchlik aloqadagi vodorod atomining yuqori harakatchanligi alkinlarning almashinish reaksiyalarida kislotalilik xususiyatlarini aniqlaydi.

10 Alkinlarda nukleofil qo'shilish reaksiyasining mexanizmi

Alkinlar, atsetilenik uglevodorodlar - molekulalarida kamida ikkita uglerod atomi sp-gibridlanish holatida bo'lgan va bir-biri bilan uchta bog' bilan bog'langan uglevodorodlar.

Alkinlar umumiy formulasi C n H 2n-2 bilan gomologik qator hosil qiladi.

Gomologik qatorning birinchi a'zosi atsetilen bo'lib, molekulyar formulasi C 2 H 2 va tuzilish formulasi CHºCH. Sp gibridlanishning o'ziga xos xususiyati tufayli asetilen molekulasi chiziqli tuzilishga ega. Ikki o'zaro perpendikulyar tekislikda joylashgan ikkita p-bog'ning mavjudligi o'rnini bosuvchi guruhlarning a-atomlari p-bog'lar joylashgan tekisliklarning kesishish chizig'ida joylashganligini ko'rsatadi. Shuning uchun uglerod atomlarining boshqa atomlar yoki guruhlar bilan bog'lanish uchun sarflangan aloqalari bir-biriga nisbatan 180 0 burchak ostida qattiq chiziqda joylashgan. Alkin molekulalaridagi uch bog'lanish tizimining tuzilishi ularning chiziqli tuzilishini aniqlaydi.

Alkin molekulalari tuzilishining o'ziga xosligi uchlik bog'lanish holatida izomeriya mavjudligini ko'rsatadi. Uglerod skeletining tuzilishi tufayli strukturaviy izomeriya gomologik qatorning beshinchi a'zosidan boshlanadi.

1. Uchlik bog`lanish holatining izomeriyasi. Misol uchun:

2. Strukturaviy izomerlar. Misol uchun:

Gomologik turkumning birinchi a'zosi "atsetilen" degan arzimas nomga ega.

Ratsional nomenklaturaga ko'ra, atsetilenli uglevodorodlar asetilen hosilalari deb hisoblanadi, masalan:

IUPAC nomenklaturasiga ko'ra, alkinlarning nomlari "an" qo'shimchasini "in" bilan almashtirish orqali hosil bo'ladi. Asosiy zanjir shunday tanlanadiki, u uch tomonlama bog'lanishni o'z ichiga oladi. Uglerod atomlarini raqamlash zanjirning oxiridan boshlanadi, bu uchlik aloqaga yaqinroqdir. Agar molekulada qo'sh va uch bog'lanish mavjud bo'lsa, qo'sh bog'ning soni kamroq bo'ladi. Misol uchun:

Uchlik bog'lanish terminal (masalan, propinda terminal) yoki "ichki", masalan, 4-metil-2-pentinda bo'lishi mumkin.

Nomlashda -CºCH radikali "etinil" deb ataladi.

Qabul qilish yo'llari.

2.1 Sanoat usullari.

Sanoat sharoitida asosan asetilen olinadi. Asetilenni olishning ikki yo'li mavjud.

Asetilen ishlab chiqarish uchun karbid usuli

Asetilen birinchi marta 1862 yilda Fridrix Wöhler tomonidan karbid usulida olingan. Karbid usulining paydo bo'lishi asetilenni, shu jumladan organik sintezda xom ashyo sifatida keng qo'llanilishining boshlanishini ko'rsatdi. Hozirgacha karbid usuli atsetilenning asosiy sanoat manbalaridan biri bo'lib kelgan. Usul ikkita reaktsiyani o'z ichiga oladi:

Etilen va metanning pirolizi

Etilen va metanning juda yuqori haroratlarda pirolizlanishi asetilen ishlab chiqarishga olib keladi. Bunday sharoitda asetilen termodinamik jihatdan beqaror, shuning uchun piroliz juda qisqa vaqt oralig'ida (soniyaning yuzdan bir qismi) amalga oshiriladi:

Asetilenning termodinamik beqarorligi (siqilish ostida ham portlaydi) uning elementlardan hosil bo'lish issiqligining yuqori ijobiy qiymatidan kelib chiqadi:

Bu xususiyat asetilenni saqlash va qayta ishlashda muayyan qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Xavfsizlikni ta'minlash va asetilen bilan ishlashni soddalashtirish uchun uning osongina suyultirish qobiliyatidan foydalaniladi. Suyultirilgan asetilen asetonda eritiladi. Asetilenning asetondagi eritmasi pomza yoki faol uglerod bilan to'ldirilgan tsilindrlarda saqlanadi. Bunday saqlash sharoitlari o'zboshimchalik bilan portlash ehtimolini oldini oladi.

Laboratoriya usullari

Laboratoriya sharoitida atsetilenli uglevodorodlar ham ikki usulda olinadi:

1. Asetilenning alkillanishi.

2. alkanlarning poli(ko'p)galogen hosilalaridan vodorod galogenidlarini yo'q qilish.

Digalidlar va haloalkenlarning degidrogalogenlanishi.

Odatda karbonil birikmalaridan geminal (1) va alkenlardan (2) olingan vicinal digalidlar ishlatiladi. Misol uchun:

Spirtli ishqor borligida degidrogalogenlanish reaksiyasi ikki bosqichda boradi:

O'rtacha haroratda (70-80 0 S) reaksiya vinilgalogenid olish bosqichida to'xtaydi. Agar reaksiya og'ir sharoitlarda (150-200 0 S) davom etsa, u holda yakuniy mahsulot alkin hisoblanadi.

jismoniy xususiyatlar.

Alkinlarning fizik xossalari alkenlarning fizik xossalariga mos keladi. Shuni ta'kidlash kerakki, alkinlar yuqori erish va qaynash nuqtalariga ega. Terminal alkinlarning erish va qaynash nuqtalari ichki alkinlarga qaraganda pastroqdir.

Kimyoviy xossalari.

Galogenlash

elektrofil qo'shilishi(Ad E) galogenlar: xlor, brom, yod atsetilenlarga olefinlarga nisbatan sekinroq boradi. Shu bilan birga, ular shakllanadi trans-dihaloalkenlar. Galogenlarning keyingi qo'shilishi yanada pastroq tezlikda davom etadi:

Masalan, etilenga brom qo‘shilsa, sirka kislotali muhitda 1,1,2,2-tetrabrometan hosil bo‘ladi:
Asetilenga brom qo'shilishining reaksiya mexanizmi:

1. p-kompleksning hosil bo'lishi:

2. Siklik brom kationining hosil bo'lishining tezlikni cheklovchi bosqichi:

3. Bromid ionining siklik brom kationiga biriktirilishi:

Gidrogalogenlash

Alkinlar vodorod xlorid va vodorod bromid bilan alkenlar kabi reaksiyaga kirishadi. Markovnikov qoidasiga ko'ra, vodorod galogenidlari atsetilen uglevodorodlariga ikki bosqichda qo'shiladi:

Bunday reaksiyalarda tezlik alkenlar ishtirokidagi reaksiyalarga qaraganda 100-1000 marta past bo'ladi. Shunga ko'ra, jarayon monobromid bosqichida to'xtatilishi mumkin. Galogen atomining kiritilishi qo'sh bog'lanishning reaktivligini pasaytiradi.

Gidrogalogenlanish reaktsiyasining mexanizmi sxema bilan ifodalanishi mumkin:

1. Birinchi bosqichda p-kompleks hosil bo'ladi:

2. Oraliq karbokatiya hosil bo`lishi. Bu bosqich sekin (stavkani cheklovchi):

Bu bosqichda qo'sh bog'ning uglerod atomlaridan biri sp 2 gibridlanish holatiga kiradi. Ikkinchisi sp-gibridlanish holatida qoladi va bo'sh p-orbital oladi.

3. Uchinchi bosqichda ikkinchi bosqichda hosil bo'lgan bromid ioni karbokatsiyaga tez birikadi:

Olingan bromalkenning vodorod bromidning ikkinchi molekulasi bilan o'zaro ta'siri alkenlar uchun odatiy mexanizm bo'yicha davom etadi.

Peroksidlar mavjudligida Karashning peroksid ta'siri kuzatiladi. Reaksiya radikal mexanizmga muvofiq davom etadi. Natijada Markovnikov qoidasiga zid ravishda alkinga vodorod bromidi qo'shiladi:

Hidratsiya (yoki Kucherov reaktsiyasi)

Alkinlar simob (II) sulfat ishtirokida suv qo'shadi. Bunday holda, atsetaldegid asetilendan olinadi:

To'yinmagan radikal CH 2 \u003d CH- vinil deb ataladi. Asetilen gidratlanish reaksiyasi toʻyinmagan vinil spirti yoki enol bosqichidan oʻtadi, bunda gidroksi guruhi sp 2 gibridlanish holatida uglerod atomi bilan bogʻlanadi. Eltekov qoidasiga ko'ra, bunday struktura beqaror va karbonil birikmasi izomerlanadi.

Enol va karbonil birikmasi muvozanatda. Enol va karbonil birikmalarining o'zaro konversiyasi keto-enol tautomerizmi yoki keto-enol tautomer muvozanati deb ataladigan misoldir. Ushbu muvozanat ishtirokchilari vodorod atomi va ko'p bog'lanish holatida farqlanadi.

Markovnikov qoidasi bo'yicha atsetilen gomologlariga suv qo'shiladi. Asetilen gomologlarining hidratsion mahsulotlari ketonlardir:

Vinillash.

Asetilen va spirtlardan vinil efirlarning hosil boʻlishi vinillanish reaksiyalari deb ataladigan reaksiyalarga misol boʻla oladi. Bu reaktsiyalarga quyidagilar kiradi:

1. Asetilenga vodorod xlorid qo'shilishi:

2. Mis tuzlari ishtirokida asetilenga siyan kislotasining biriktirilishi:

3. Asetilenga fosfor kislotasi ishtirokida sirka kislota qo‘shilishi:

gidrogenlash

Geterogen kataliz sharoitida alkinlar vodorodni alkenlarga o'xshash qo'shadilar:

Gidrogenatsiyaning birinchi bosqichi ikkinchisiga qaraganda ko'proq ekzotermik (u ko'p issiqlik chiqishi bilan davom etadi), bu atsetilenda etilenga qaraganda ko'proq energiya zahirasi bilan bog'liq:

Geterogen katalizatorlar sifatida, alkenlarni gidrogenlashda bo'lgani kabi, platina, palladiy va nikel ishlatiladi. Bundan tashqari, alkenning gidrogenlanishi alkinning gidrogenlanishiga qaraganda ancha tez boradi. Alkenlarni gidrogenlash jarayonini sekinlashtirish uchun "zaharlangan" katalizatorlar qo'llaniladi. Alkenlarning gidrogenlanish tezligining sekinlashishi palladiyga qo'rg'oshin oksidi yoki asetat qo'shish orqali erishiladi. Qo'rg'oshin tuzlari qo'shilishi bilan palladiyda gidrogenatsiya hosil bo'lishiga olib keladi cis-olefin. Suyuq ammiakdagi metall natriy ta'sirida gidrogenatsiya hosil bo'lishiga olib keladi trans - olefin.

Oksidlanish.

Alkinlar ham alkenlar kabi uchlik bog`lanish joyida oksidlanadi. Oksidlanish og'ir sharoitlarda uch aloqaning to'liq ajralishi va karboksilik kislotalarning hosil bo'lishi bilan davom etadi. Olefinlarning to'liq oksidlanishiga o'xshaydi. Oksidlovchi moddalar sifatida kaliy permanganat qizdirilganda yoki ozonda ishlatiladi:

Shuni ta'kidlash kerakki, karbonat angidrid terminal alkenlar va alkinlarning oksidlanishida oksidlanish mahsulotlaridan biridir. Uning chiqarilishini vizual tarzda kuzatish mumkin va shuning uchun terminalni ichki to'yinmagan birikmalardan ajratish mumkin. Ikkinchisi oksidlanganda, karbonat angidrid emissiyasi kuzatilmaydi.

Polimerizatsiya.

Asetilen uglevodorodlari bir necha yo'nalishda polimerlanishga qodir:

1. Faollashgan uglerod yordamida atsetilenli uglevodorodlarning siklotrimerizatsiyasi ( Zelinskiyga ko'ra ) yoki nikel dikarbonilning murakkab katalizatori va organofosfor birikmasi ( Reppega ko'ra ). Xususan, benzol asetilendan olinadi:

Nikel siyanid ishtirokida asetilen siklotetramerizatsiyaga uchraydi:

Mis tuzlari mavjud bo'lganda, atsetilenning chiziqli oligomerizatsiyasi vinilasetilen va divinilasetilen hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi:

Bundan tashqari, alkinlar konjugatsiyalangan polienlarni hosil qilish bilan polimerlanishga qodir:

almashtirish reaktsiyalari.

Metall qoplama

Juda kuchli asoslar ta'sirida terminal uchlik bog'lanishga ega bo'lgan alkinlar to'liq ionlanadi va tuzlarni hosil qiladi, ular atsetilenidlar deb ataladi. Asetilen kuchli kislota kabi reaksiyaga kirishadi va kuchsizroq kislotani tuzidan siqib chiqaradi:

Og'ir metallarning atsetilidlari, xususan, mis, kumush, simob portlovchi moddalardir.

Asetilenidlarni tashkil etuvchi alkinid anionlari (yoki ionlari) kuchli nukleofillardir. Bu xususiyat haloalkillar yordamida asetilen gomologlarini olish uchun organik sintezda qo'llanilishini topdi:

Asetilenga qo'shimcha ravishda, xuddi shunday transformatsiyani terminal uchli bog'lanishga ega bo'lgan boshqa alkinlar uchun ham amalga oshirish mumkin.

Asetilen yoki terminal alkinlarning gomologlarini boshqa yo'l bilan olish mumkin. Deb atalmishdan foydalanish Iocic reaktivi. Jocich reaktivi undan tayyorlanadi Grignard reaktivi :

Olingan Iocich reaktivi yuqori qutbli aprotik erituvchilar yoki suyuq ammiakdagi boshqa galogenid alkil bilan o'zaro ta'sir qiladi:

jadval 2

Polimetilbenzollarning asosliligini (1-jadval bo'yicha) va a-komplekslarning barqarorligini ularning bromlanish (85% sirka kislotasida Br 2) va xlorlash (sirka kislotasida Cl 2) nisbiy tezligi bilan solishtirish 25 ° S. Benzol. standart birikma sifatida qabul qilingan.

			lg (K arene / K benzol)
Benzol halqasidagi o'rinbosarlar	HCl (pK) bilan -komplekslarning nisbiy barqarorligi	Arenalarning nisbiy asosligi pK a (1-jadval)	brom bilan reaksiyaga kirishish uchun	xlor bilan reaksiyaga kirishish uchun
Yo'q
CH 3	0.18	2.9	2.78	-
1,2-(CH 3) 2	0.26	3.9	3.72	3.62
1,3-(CH 3) 2	0.31	6.0	5.71	5.6
1,4-(CH 3) 2	0.22	3.5	3.4	3.3
1,2,3-(CH 3) 3	0.38	6.4	6.22	5.9
1,2,4-(CH 3) 3	0.35	6.3	6.18	5.84
1,3,5-(CH 3) 3	0.42	8.8	8.28	-
1,2,3,4-(CH 3) 4	0.43	7.3	7.04	-
1,2,3,5-(CH 3) 4	-	9.3	8.62	8.68
1,2,4,5-(CH 3) 4	-	7.0	6.45	-
(CH 3) 5	0.44	9.6	8.91	8.86

2-jadval ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, metil guruhlari kiritilganda bromlanish va xlorlanish reaktsiyalarining tezligi aren asosliligi oshishi bilan deyarli bir xil darajada oshadi (2-rasm). Bu shuni anglatadiki, -kompleks ko'rib chiqilayotgan reaktsiyalar uchun yaxshi o'tish holati modelidir.

Shu bilan birga, HCl bilan arenlarning -komplekslarining barqarorligi metil o'rnini bosuvchi moddalar soniga juda kam bog'liq bo'lib, xlorlanish va bromlanish tezligi 108 marta ortadi. Shuning uchun -kompleks bu reaktsiyalarda o'tish holatining modeli bo'lib xizmat qila olmaydi.

14 1 va 2 turdagi o'rinbosarlar
1-turdagi rientantlar benzol halqasidagi elektron zichligini oshirib, almashtirilmagan benzolga nisbatan elektrofil almashinish reaksiyalarida uning faolligini oshiradi.

1-turdagi orientantlar orasida alohida o'rinni galogenlar egallaydi, ular elektronni tortib olish xususiyatini namoyon etadi: -F (+M)<–I), -Cl (+M<–I), -Br (+M<–I).
Orto-para-orientant bo'lib, ular elektrofil almashtirishni sekinlashtiradi. Buning sababi halqadagi elektron zichligini pasaytiradigan elektronegativ halogen atomlarining kuchli -I ta'siridir.

2-turdagi orientatorlar (meta-orientantlar) keyingi almashtirishni asosan meta-pozitsiyaga yo'naltiradilar.
Bularga elektron tortib oluvchi guruhlar kiradi:

NO2 (–M, –I); -COOH (–M, –I); -CH=O (–M, –I); -SO3H (–I); -NH3+ (-I); -CCl3 (–I).

2-turdagi orientantlar benzol halqasida, ayniqsa orto va para pozitsiyalarida elektron zichligini kamaytiradi. Shuning uchun elektrofil uglerod atomlariga bu pozitsiyalarda emas, balki elektron zichligi biroz yuqoriroq bo'lgan meta holatida hujum qiladi.
Misol:

2-turdagi orientator

2-turdagi barcha orientantlar, benzol halqasidagi umumiy elektron zichligini pasaytirib, elektrofil almashtirish reaksiyalarida uning faolligini pasaytiradi.

Shunday qilib, birikmalar uchun elektrofil almashtirish qulayligi (misol sifatida keltirilgan) qatorda kamayadi:

toluol C6H5CH3 > benzol C6H6 > nitrobenzol C6H5NO2.

birinchi tur - OH, OR, OCOR, SH, SR, NH2, NHR, NR2, ALKİLLAR, GALOGENLAR. ikkinchi tur - SO3H, NO2, COOH, COOR, CN, CF3, NR3, CHO. bu erda R katta ehtimollik bilan radikaldir

15 Benzol halqasida, ko'p yadroli aromatik tizimlarda orientatsiya qoidalari
Molekulaning kimyoviy xossalarini belgilovchi eng muhim omil undagi elektron zichligi taqsimotidir. Tarqalish tabiati atomlarning o'zaro ta'siriga bog'liq.

Faqat s-bog'larga ega bo'lgan molekulalarda atomlarning o'zaro ta'siri induktiv effekt orqali amalga oshiriladi. Konjugatsiyalangan tizimlar bo'lgan molekulalarda mezomer effektining ta'siri namoyon bo'ladi.

P-bog'larning konjugatsiyalangan tizimi orqali uzatiladigan o'rinbosarlarning ta'siri mezomer (M) effekti deb ataladi.

Benzol molekulasida p-elektron buluti konjugatsiya tufayli barcha uglerod atomlari ustida bir tekis taqsimlanadi. Biroq, agar benzol halqasiga qandaydir o'rinbosar kiritilsa, bu bir xil taqsimot buziladi va halqadagi elektron zichligi qayta taqsimlanadi. Ikkinchi o'rinbosarning benzol halqasiga kirish joyi allaqachon mavjud bo'lgan o'rinbosarning tabiati bilan belgilanadi.

O'rnini bosuvchi moddalar ko'rsatadigan ta'siriga ko'ra ikki guruhga bo'linadi (mezomerik yoki induktiv): elektron beruvchi va elektronni tortib oluvchi.

Elektron donor o'rinbosarlari +M va +I effektlarini namoyon qiladi va konjugatsiyalangan tizimda elektron zichligini oshiradi. Bularga gidroksil guruhi -OH va aminokislotalar -NH 2 kiradi. Bu guruhlardagi elektronlarning yolg'iz juftligi benzol halqasining p-elektron tizimi bilan umumiy konjugatsiyaga kiradi va konjugatsiyalangan tizim uzunligini oshiradi. Natijada, elektron zichligi orto va para pozitsiyalarida to'planadi.

Alkil guruhlari umumiy konjugatsiyada ishtirok eta olmaydi, lekin ular ta'sirida p-elektron zichligining xuddi shunday qayta taqsimlanishi sodir bo'lgan +I effektini namoyon qiladi.

Elektron tortib oluvchi o'rinbosarlar -M effektini ko'rsatadi va konjugatsiyalangan sistemada elektron zichligini kamaytiradi. Bularga nitroguruhi -NO 2 , sulfoguruh -SO 3 H, aldegid -CHO va karboksil -COOH guruhlari kiradi. Ushbu o'rinbosarlar benzol halqasi bilan umumiy konjugatsiyalangan tizimni hosil qiladi, ammo umumiy elektron buluti ushbu guruhlar tomon siljiydi. Shunday qilib, halqadagi umumiy elektron zichligi pasayadi va u eng kam meta pozitsiyalarida kamayadi:

To'liq galogenlangan alkil radikallari (masalan - CCl 3) -I-ta'sir ko'rsatadi va halqaning elektron zichligini kamaytirishga yordam beradi.

Benzol halqasidagi almashtirishning afzal yo'nalishi naqshlari orientatsiya qoidalari deb ataladi.

+I-effektli yoki +M-effektli o'rinbosarlar benzol halqasining orto- va para-pozitsiyalarida elektrofil almashtirishni kuchaytiradi va birinchi turdagi o'rinbosarlar (ornentaptlar) deb ataladi.

CH 3 -OH -NH 2 -CI (-F, -Br, -I)
+I +M,-I +M,-I +M,-I

-I-effektli yoki -M-effektli o'rinbosarlar benzol halqasining meta-pozitsiyalariga to'g'ridan-to'g'ri elektrofil o'rnini bosadi va ikkinchi turdagi o'rinbosarlar (ornentaptlar) deb ataladi:

S0 3 H -CCl 3 -M0 2 -COOH -CH \u003d O
- M -I -M, -I -M -M

Masalan, birinchi turdagi o'rnini bosuvchi toluol para va orto pozitsiyalarida nitratlanadi va bromlanadi:

Ikkinchi turdagi o'rnini bosuvchi nitrobenzol meta holatida nitratlanadi va bromlanadi:

Orientatsiya ta'siridan tashqari, o'rinbosarlar benzol halqasining reaktivligiga ham ta'sir qiladi: 1-turdagi orientantlar (galogenlardan tashqari) ikkinchi o'rinbosarning kiritilishini osonlashtiradi; 2-turdagi orientantlar (va galogenlar) buni qiyinlashtiradi.

Ilova. Aromatik uglevodorodlar qimmatli moddalarni sintez qilish uchun eng muhim xom ashyo hisoblanadi. Benzoldan fenol, anilin, stirol olinadi, undan, o'z navbatida, fenol-formaldegid smolalari, bo'yoqlar, polistirol va boshqa ko'plab muhim mahsulotlar olinadi.

16 Spirtlarning nomenklaturasi, izomeriyasi, tuzilishi, fenollar
Uglevodorodlarning galogen hosilalari uglevodorodlardagi vodorod atomlarini halogen atomlari: ftor, xlor, brom yoki yod bilan almashtirish mahsulotlaridir. 1. Galogen hosilalarining tuzilishi va tasnifi Galogen atomlari uglerod atomi bilan bir bog lanish orqali bog langan. Boshqa organik birikmalar singari, galogen hosilalarining tuzilishini ham bir qancha tuzilish formulalari bilan ifodalash mumkin: bromoetan (etil bromid) Galogen hosilalarini bir necha turlarga bo‘lish mumkin: 1) uglevodorodlarning umumiy tasnifiga ko‘ra (ya’ni alifatik, alitsiklik, aromatik, toʻyingan yoki toʻyinmagan galogen hosilalari) 2) galogen atomlarining miqdori va sifati boʻyicha;3) galogen atomi biriktirilgan uglerod atomining turi boʻyicha: birlamchi, ikkilamchi, uchinchi darajali galogen hosilalari. 2. Nomenklatura IUPAC nomenklaturasiga ko'ra, halogenning pozitsiyasi va nomi prefiksda ko'rsatilgan. Raqamlash molekulaning halogen atomiga eng yaqin uchidan boshlanadi. Agar qo'sh yoki uch aloqa mavjud bo'lsa, u holda galogen atomini emas, balki raqamlashning boshlanishini aniqlaydi: 3-bromopropen 3-metil-1-xlorobutan 3. Izomeriya Strukturaviy izomeriya: 2-metil- o'rinbosarlarining joylashuvi izomeriyasi. 1-xlorpropan Fazoviy izomerizm: Stereoizomeriya bir xil uglerod atomida to'rt xil o'rinbosar mavjud bo'lganda (enantiomerizm) yoki qo'sh bog'da turli o'rinbosarlar mavjud bo'lganda paydo bo'lishi mumkin, masalan: trans-1,2-dikloretilen cis-1,2- Dixloretilen 17. Savol: Uglevodorodlarning galogen hosilalari: fizik-kimyoviy xossalari Nukleofil almashinish (sn1 va sn2) va eliminatsiya (E1 va E2) reaksiyalarining mexanizmlari Freonlar: tuzilishi, xossasi va qo llanilishi. Fizikaviy va biologik xossalari Erish va qaynash temperaturalari ketma-ket ortib boradi: R-Cl, R-Br, RI, shuningdek, radikal tarkibidagi uglerod atomlari sonining ortishi bilan: Galogen hosilalari hidrofobik moddalar: ular suvda yomon eriydi. suv va qutbsiz hidrofobik erituvchilarda oson eriydi. Ko'pgina halogen hosilalari yaxshi erituvchilar sifatida ishlatiladi. Masalan, metilenxlorid (CH2Cl2), xloroform (CHCl3), uglerod tetraklorid (CCl4) yog'larni, yog'larni, efir moylarini eritish uchun ishlatiladi. Kimyoviy xossalari Nukleofil almashinish reaksiyalari Galogen atomlari ancha harakatchan bo'lib, turli hosilalarni sintez qilishda qo'llaniladigan turli nukleofillar bilan almashtirilishi mumkin: Nukleofil almashinish reaksiyalarining mexanizmi Ikkilamchi va birlamchi alkilgalogenidlarda, qoida tariqasida, reaksiya quyidagicha davom etadi. SN2 ning bimolekulyar nukleofil o'rnini bosishi: SN2 reaktsiyalari sinxron jarayonlardir - nukleofil (bu holda OH-) uglerod atomiga hujum qiladi, asta-sekin u bilan aloqa hosil qiladi; shu bilan birga, C-Br aloqasi asta-sekin buziladi. Substrat molekulasidan chiqib ketayotgan bromid ioni chiquvchi guruh yoki nukleofugiya deyiladi.SN2 reaksiyalarida reaksiya tezligi ham nukleofil, ham substrat konsentratsiyasiga bog‘liq: v = k [S] v reaksiya tezligi, k reaksiya tezligi konstantasi [S] konsentratsiyali substrat (ya’ni bu holda alkilgalogenid nukleofilning konsentratsiyasidir. Uchinchi darajali alkilgalogenidlarda nukleofil almashinish monomolekulyar nukleofil almashinish SN1 mexanizmi bo‘yicha davom etadi: tert-butanol tert-butilxlorid SN1 reaktsiyalarida reaktsiya tezligi substrat konsentratsiyasiga bog'liq va nukleofil kontsentratsiyasiga bog'liq emas: v \u003d k [S]. Nukleofil almashtirish reaktsiyalari quyidagilarga muvofiq davom etadi. spirtlar va boshqa ko'p hollarda bir xil mexanizmlar.Vodorod galogenidlarini yo'q qilish 3 ta asosiy mexanizm bo'yicha amalga oshirilishi mumkin: E1, E2 va E1cb.Alkilgalogenid karbokation va galogenid ionining hosil bo'lishi bilan dissotsilanadi. asos (B :) hosil bo'lgan karbokatsiyadan protonni ajratib, mahsulot - alken hosil qiladi: Mexanizm E1 Sub. qatlamli karbokatatsiya mahsuloti Mexanizm E2.Bu holda proton va galoid ionining ajralishi sinxron tarzda sodir bo'ladi, ya'ni bir vaqtning o'zida: Freonlar (freonlar) - sovutgich, propellant sifatida ishlatiladigan to'yingan alifatik ftorli uglevodorodlar guruhining texnik nomi. , puflovchi moddalar, erituvchilar rangsiz gazlar yoki suyuqliklar, hidsiz. Ular qutbsiz organik erituvchilarda yaxshi eriydi, suvda va qutbli erituvchilarda juda kam eriydi. Ilova U ishlaydigan modda sifatida ishlatiladi - sovutish moslamalarida sovutgich. Gaz kartrijlarida surish asosi sifatida. Parfyumeriya va tibbiyotda aerozollarni yaratish uchun ishlatiladi. U xavfli ob'ektlarda (masalan, elektr stantsiyalari, kemalar va boshqalar) yong'inga qarshi kurashda qo'llaniladi kimyoviy xossalari Freonlar kimyoviy jihatdan juda inert, shuning uchun ular havoda yonmaydi, ochiq olov bilan aloqa qilganda ham portlamaydi. . Biroq, freonlar 250 ° C dan yuqori qizdirilganda, juda zaharli mahsulotlar hosil bo'ladi, masalan, Birinchi jahon urushi paytida kimyoviy urush agenti sifatida ishlatilgan fosgen COCl2. CFH3 floromet CF2H2 difluorometan CF3H trifluorometan CF4 tetraflorometan va boshqalar. 17 savol. Aromatik uglevodorodlarning galogen hosilalari va ular asosidagi pestitsidlar haqida umumiy tushuncha. Spirtli ichimliklar va fenollar: tasnifi, tuzilishi……. AROMATIK uglevodorodlar (ARENLAR).Aromatik uglevodorodlarning tipik vakillari benzol hosilalari, ya'ni. molekulalarida benzol yoki aromatik halqa deb ataladigan oltita uglerod atomidan iborat maxsus siklik guruhi mavjud bo'lgan bunday karbotsiklik birikmalar. Aromatik uglevodorodlarning umumiy formulasi CnH2n-6. C6H6 birikmasi benzol deb ataladi. Fenollar aromatik uglevodorodlarning hosilalari bo'lib, ularning molekulalarida gidroksil guruhi (-OH) benzol halqasidagi uglerod atomlari bilan bevosita bog'langan. Fenollarning tasnifi Molekuladagi OH guruhlari soniga qarab bir, ikki, uch atomli fenollar ajratiladi: Fenollarning izomeriyasi va nomenklaturasi Izomeriyaning 2 turi mavjud: )-OH, gidroksil guruhi yoki gidroksil deb ataladi. Molekula tarkibidagi gidroksil guruhlari soniga ko'ra spirtlar bir atomli (bitta gidroksilli), ikki atomli (ikki gidroksilli), uch atomli (uch gidroksilli) va ko'p atomlilarga bo'linadi. MONOATOMLI SPIROTLAR Umumiy formulasi: CnH2n + 1-OH Eng oddiy vakillari: METANOL (yogʻoch spirti) CH3OH - suyuqlik (qaynishi = 64,5; eritish = -98; r = 0,793 g / sm3) Metanol CH3OH erituvchi sifatida ishlatiladi Etanol - C2. atsetaldegid, sirka kislota ishlab chiqarish uchun boshlang'ich birikma Etanol ishlab chiqarish: glyukoza C6H12O6 xamirturush fermentatsiyasi → 2C2H5OH + 2CO2 alkenlarning hidratsiyasi CH2=CH2 + HOH t,kat-H3PO4→ CH3-CH2-OH Spirtlarning kuyish xususiyatlari: alkogol. va uglevodorodlar kabi havoda: 2CH3OH + 3O2 t → 2CO2 + 4H2O + Q

17 Spirtlar, fenollarning kislotali xossalari
Fenollarning kislotali xossalari

Fenollar tuzilish jihatdan spirtlarga o'xshash bo'lsa-da, ular spirtlarga qaraganda ancha kuchli kislotalardir. Taqqoslash uchun biz fenol (10.00) va sikloheksanol (18.00) uchun 25 ° C da suvdagi pKa qiymatlarini taqdim etamiz. Ushbu ma'lumotlardan ma'lum bo'lishicha, fenollar kislotaliligi bo'yicha spirtlarga qaraganda sakkiz yoki undan ko'p darajaga ega.

Spirtlar va fenollarning dissotsiatsiyasi qaytar jarayon bo'lib, buning uchun muvozanat holati miqdoriy jihatdan mahsulotlar va boshlang'ich moddalarning erkin energiyalari G o o'rtasidagi farq qiymati bilan tavsiflanadi. Substrat strukturasining kislota-ishqor muvozanati holatiga ta'sirini aniqlash uchun kislota ROH va konjugat asos RO- o'rtasidagi energiya farqini baholash kerak. Agar strukturaviy omillar konjugat asosini RO- kislota ROH dan ko'proq darajada barqarorlashtirsa, dissotsilanish konstantasi ortadi va mos ravishda pKa kamayadi. Aksincha, agar strukturaviy omillar kislotani konjugat asosga qaraganda ko'proq darajada barqarorlashtirsa, kislotalilik pasayadi, ya'ni. pKa ortadi. Fenol va sikloheksanol olti a'zoli halqani o'z ichiga oladi va shuning uchun tuzilish jihatidan o'xshashdir, ammo fenol sikloheksanoldan 108 marta kuchli OH-kislotadir. Bu farq fenoksid ionidagi O-ning katta +M ta'siri bilan izohlanadi. Sikloheksanolning alkogolli ionida manfiy zaryad faqat kislorod atomida lokalize qilinadi va bu alkogol ionining fenoksid ioniga nisbatan past barqarorligini oldindan belgilab beradi. Fenoksid ioni odatdagi muhit ionlariga tegishli, chunki uning manfiy zaryadi benzol halqasining orto va para pozitsiyalaridagi kislorod va uglerod atomlari orasida delokalizatsiya qilinadi. Demak, fenoksid ionlari uchun ambident nukleofillar sifatida reaksiyalar nafaqat kislorod atomi ishtirokida, balki benzol halqasidagi orto va para pozitsiyalarida uglerod atomi ishtirokida ham xarakterli bo'lishi kerak. Benzol halqasidagi o'rinbosarning fenollarning kislotaligiga ta'siri ularning elektron effektlari tushunchasiga mos keladi. Elektron beruvchi o‘rinbosarlar kamayadi, elektron tortib oluvchi o‘rinbosarlar esa fenollarning kislotalik xossalarini kuchaytiradi. 1 va 1a-jadvallarda 25 ° C da suvdagi ba'zi fenollarning kislotaligi to'g'risidagi ma'lumotlar ko'rsatilgan.

1-jadval.

25 o C da suvdagi orto-, meta- va para-almashtirilgan fenollarning pKa qiymatlari

o'rinbosari	orto	meta	juft
H	10.00	10.00	10.00
CH 3	10.29	10.09	10.26
C(CH3)3	10.62	10.12	10.23
C 6 H 5	10.01	9.64	9.55
OCH 3	9.98	9.65	10.21
COOC 2 H 5	9.92	9.10	8.34
F	8.73	9.29	9.89
Cl	8.56	9.12	9.41
Br	8.45	9.03	9.37
I	8.51	9.03	9.33
HCO	8.37	8.98	7.61
CN	6.86	8.61	7.97
YO'Q 2	7.23	8.36	7.15

1a-jadval

Ba'zi ko'p almashtirilgan fenollar va naftollarning pKa qiymatlari

18 Se ning spirtli ichimliklardagi, fenollardagi reaksiyalari
19 Spirtli ichimliklardagi Sn2 reaksiyasi, fenollar
20 Benzol halqasining fenollar va aromatik spirtlardagi reaksiyalari
21 Karbonil birikmalarning nomenklaturasi, izomeriyasi, tuzilishi

Kvitansiya

Toj efirlari dihaloalkanlar yoki diesterlarni kondensatsiya qilish orqali olinadi P- tetrahidrofuran, 1,4-dioksan, dimetoksietan, dimetilsulfoksiddagi polietilen glikollar bilan toluensülfonik kislotalar, tert-butanol asoslar (gidridlar, gidroksidlar, karbonatlar) mavjudligida; ishqoriy metall gidroksidlari ishtirokida dioksan, diglyme yoki tetrahidrofuranda polietilen glikol monotosilatlarining molekulyar siklizatsiyasi, shuningdek, BF 3 va gidroksidi va ishqoriy tuproq metall borofloridlari ishtirokida etilen oksidi siklooligomerizatsiyasi.

Azakron efirlari di- yoki poliaminlarning qisman himoyalangan aminokislotalar bilan dikarboksilik kislota xloridlari bilan asillanishi, so'ngra hosil bo'lgan makrosiklik diamidlarni kamaytirish yo'li bilan olinadi; ishqoriy metallar gidridlari yoki gidroksidlari ishtirokida ditosildiaminlarning glikol digalogen hosilalari yoki ditosilatlar bilan alkillanishi.

Tiakron efirlari polietilen glikollarning tianaloglaridan an'anaviy toj efirlariga o'xshash yoki ditiollarni digalidlar yoki ditosilatlar bilan asoslar ishtirokida alkillash orqali olinadi.

Ilova

Toj efirlari metallarni, shu jumladan noyob tuproqlarni kontsentratsiyalash, ajratish, tozalash va qayta tiklash uchun ishlatiladi; nuklidlarni, enantiomerlarni ajratish uchun; dorilar, antidotlar, pestitsidlar sifatida; ion-selektiv sensorlar va membranalarni yaratish; anionlar ishtirokidagi reaksiyalarda katalizator sifatida.

Magnit-rezonans tomografiyada kontrast modda sifatida barcha kislorod atomlari azot bilan almashtirilgan tetrazakron efir siklidan foydalaniladi.

Alkenlar.

Alkenlar.- Bu to'yinmagan uglevodorodlar bo'lib, ularning molekulasida bitta qo'sh bog' mavjud.