Химия пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар
Дәріс 35. ҚАНЫҚПАҒАН КӨМІРСУТЕКТЕР
жүктеу/скачать 5,02 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Алу жолдары. Физикалық қасиеттері
- Химиялық қасиеттері. Қолданылуы
- гидропероксидтер
- диен
| Дәріс 35. ҚАНЫҚПАҒАН КӨМІРСУТЕКТЕР.
АЛКИНДЕР (АЦЕТИЛЕН КӨМІРСУТЕКТЕРІ) Ацетилен көмірсутектерінің гомологтық қатары. Жалпы формуласы. Изомериясы. Номенклатурасы Алкиндерде екі көміртегі атомдары арасында бір үш байланыс бар, ол жерде үш валенттілік (sр-гибридтелу) болады. Гомолог қатарының жалпы формуласы СnH2n-2 . Структуралық изомер С4Н6 көмірсутегіден басталады. Онда тек үш байланыс орнына қатысты изомер болады: С5Н8 - бутиннен бастап, изомерия үш байланыс орнына және радикалдың орнына қатысты болады: Алкиндер изомерлер саны бойынша алкан мен алкендер ортасында орналасады. Алкиндерде де көміртегі атомдарын нөмірлеу үш байланысқа жақын жерден басталады, үш байланыс бар тізбек негізгі болып саналады. Алу жолдары. Физикалық қасиеттері 1. Ацетиленді алкилдеп не галогенсутектерді (галогендерді) полигалогентуындылардан үзіп алу арқылы алады (ацетиленді металорганикалық қосылысқа айналдырып): а)
б) 2. Қаныққан көмірсутектердің геминальды (галогендер бір көміртегі атомдарында орналасса) және винициальды (галогендер көрші екі көміртегі атомдарында орналасса) дигалогентуындыларына және олефиндердің галогентуындыларына сілтінің спиртегі ерітіндісімен әсер етіп алады (галоген қос байланысы бар көміртегі атомында тұруы керек): Геминальды дигалоген туындыны альдегидтерге және кетондарға РСІ5 әсер етіп алады, ал винициальды галоген туындыны олефинге галоген қосу арқылы алады. Ацетилен көмірсутектерінінің қайнау және балқу температуралары олефиндерге ұқсас. Ацетилен көмірсутектерінің тығыздығы олефиндер мен парафиндердің тығыздықтарынан жоғары. Химиялық қасиеттері. Қолданылуы Алкиндерде үш байланыс тұрған жерде sр-гибридтелу болады, көміртек атомдары арасы 0,120нм, үш байланыс тұрған жердегі сутегі иондары қышқылдық қасиет көрсетеді, алкен мен алканға қарағанда алкиндердің қышқылдығы жоғары: КD,С2Н2 = 10-23, КD,С2Н4 =10-40, КD,С2Н6 =10-40, себебі ацетиленде С – Н байланыс поляризациясы көбірек. Ацетилен көмірсутектеріне де қосылу реакциясы тән. 1. Гидрлеу. Алкендерді, алкиндерді гидрлеу үшін бірдей катализаторлар (Рd, Рt) қолданылады. Егер алкин мен алкен қоспасын гидрлесе, алдымен алкин молекулалары катализатор бетінде жеңіл адсорбцияланады, сондықтан алкен молекулалары катализатор бетіне келе алмайды. Бұл жағдай алкиндерді алкендер қатысында сұрыптап гидрлеу жағдайын жасайды, ары қарай қажет болса олефиндерді алкандарға айналдырады. Реакцияның жүргізілу жағдайына байланысты алкиндерді гидрлегенде цис- және транс- алкендер алынуы мүмкін. Егер Рd – катализаторында аздаған қорғасын қосылысы болса, цис- алкен, ал аминдегі не аммиактағы литий металын катализатор ретінде алса, транс- алкен түзіледі. 2. Галогендеу. Алкендерге галогендердің (хлор, бром, йод) қосылуы олардың олефиндерге қосылуына қарағанда баяу жүреді. Түзілген транс-дигалогеналкендерді оңай бөліп алуға болады, себебі галогендердің (хлордан басқа) ары қарай қосылуы қиындайды. Хлорды қосу еріткіш қатысында жүреді, себебі жарық әсерінен қопарылыс болуы мүмкін: Алкиндерге галогендердің және галогенсутектердің қосылуы электрофильді (онда Марковников ережесі сақталады) және радикальды (қосылу бағыты Марковников ережесіне қарама-қарсы) механизмдер бойынша жүреді. 3. Гидратация. Алкиндер суды және қышқылдарды өте оңай қосып алады. Күшті қышқылдар қосылуы катализатор қатысынсыз, судың қосылуы сынап (ІІ) сульфаты қатысында (Кучеров реакциясы – ацетилен алу) не гетерогенді катализаторлар қатысында жүреді. Сонда ацетиленнен сірке альдегиді, басқа алкиндерден кетондар алынады: Осы реакция бойынша сірке альдегидінен сірке қышқылын өндірісте алады. 4. Спирттердің қосылуы. Алкиндерге спирттердің қосылуы алкоголяттар қатысында жүреді: винил эфирі ацеталь Алынған винил эфирі мономер ретінде қолданылады, одан винилбутил эфирінің полимерін алады, ол жараны емдеуге қоланылады (М.Ф.Шостаковский бальзамы). 5. Циан қышқылын қосу. Ацетиленге циан қышқылы мыс тұздары қатысында қосылып, акрилонитрил полимерінің мономерін түзеді: 6.Тотығу. Үш байланыс тұрған орын бойынша, алкиндер де алкендер сияқты тотығады. Тотығу процесінің нәтижесінде сәйкес карбон қышқылдары түзіледі. Тотықтырғыш ретінде КМnO4, О3 т.б. қолданылады. Алкиндерді тотықтыру реакциялары негізінен олардың құрылысын анықтауға қолданылады. Алкиндерді ауамен тотықтырғанда үш байланысқа қатысты β-орында тұрған С-Н-байланыста тотығу процесі жүреді, сонда сәйкесінше гидропероксидтер түзіледі. 7. Металдау (металл иондарын алкиндерге кіргізу). Ацетиленнің сутекті атомдары металл-иондарына ауысып, ацетиленидтер түзеді, сонда ацетилен қышқыл ретінде реакцияға түседі: НС≡СН + NaNH2 → HC≡C-Na + NH3 HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH → Ag-C≡C-Ag + 2H2O + 4NH3 Ауыр металдардың (мыс, күміс) ацетиленидтері - жарылғыш заттар. Ацетиленидтер де металорганикалық қосылыстар сияқты нуклеофильді алмасу реакцияларына не қосылу реакцияларына галогентуындылармен, альдегидтермен, кетондармен және СО2 түседі - спирттер, қышқылдар түзеді. 8. Алкиндердегі сутегі атомдарының галогендермен алмасуы. НС≡СН → НС≡ССl → ССl ≡ ССl (бұл реакция NaClO қатысында жүреді), ауада өздігінен жанатын қосылыс түзіледі. 9. Полимерлену. Алкиндер бірнеше бағытта полимерленеді: а) активтелген көмір қатысында қыздырғанда (Н.Д.Зелинский) не Ni(Cо)[C6H5]3P]2 қатысында (В.Реппе) ацетиленнен бензол түзіледі: б) Мыс (І) тұздары қатысында ацетиленнің сызықты полимеризациясы жүреді; негізінен винилацетилен және дивинилацетилен түзіледі: винилацетилен дивинилацетилен в) ацетиленге никельдің комплекс қосылыстары әсер еткенде циклооктатетраен және ацетиленнің басқа полимерлері түзіледі: Осы процестердің бәрі практикалық маңызы бар процестер.
Кей катализаторлар қатысы арқылы алкиндер аллен көмірсутектер түзе отырып, диен көмірсутектеріне өтеді. СН3-СН2-С≡СН СН3-СН=С=СН2 → СН2=СН-СН=СН2 Алкиндердің ішінде өндірістік маңызы бар қосылыс ацетилен. Оны техникада кальций карбидіне су қосып не табиғи газдардың пиролизі арқылы алады: t0 СаО + 3С → СаС2 + СО СаС2 + 2Н2О → Са(ОН)2 + С2Н2 Қысылып сақтайтын ацетилен өте жарылғыш. Ацетилен, этилен, этан элементтерге айырылғанда бөлінетін жылу, кДж/моль: С2Н2 → 2С + Н2 + 226,9 кДж С2Н4 → 2С + 2Н2 + 52,4 кДж С2Н6 → 2С + 3Н2 +84,6 кДж Оттегіде ацетилен жанғанда өте үлкен температура (30000С) пайда болады, сондықтан оны металдарды бір-біріне тіккенде (сварка) және металдарды кескенде қолданады, сонымен бірге ацетилен химия өндірісінде пластмасса, каучук, еріткіштер алғанда, ацетиленнің көп мөлшері винилацетилен алуға (винилацетиленнен хлорпрен каучугін алады) қолданылады. Екі үш байланысы бар қосылыстар реакцияға түскіш, диацетилен (НС≡С-С≡СН) және полиацетилен қосылыстары табиғатта өсімдіктерде кездеседі. жүктеу/скачать 5,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|