Organik Kimya. Hile sayfası: kısaca, en önemlisi

Ücretsiz teknik kütüphane

DERS ÖZETİ, KRİBS
Ücretsiz kütüphane / Rehber / Ders notları, kopya kağıtları

Organik Kimya. Hile sayfası: kısaca, en önemlisi

Ders notları, kopya kağıtları

Rehber / Ders notları, kopya kağıtları

makale yorumları

içindekiler

biyoorganik kimya
izomerler
İlgili sistemler
mezomerik etki
bronsted asitler
alkoller
Alkollerin kimyasal özellikleri
polihidrik alkoller
Sınırlı (doymuş) hidrokarbonlar
Ulusal ve uluslararası isimlendirme
Konformasyon kavramı
Doymuş hidrokarbonların doğal kaynakları
Petrol arıtma
Çatlama işlemi, ozoserit
Hidrokarbon limitlerinin halojenlerle etkileşimi
Doymamış (doymamış) hidrokarbonlar
İzomerizm, doğal kaynaklar ve olefin üretme yöntemleri
Birincil alkollerin dehidrasyonu, olefinlerin fiziksel ve mekanik özellikleri
Markovnikov'un kuralları. Wagner yöntemi
olefin polimerizasyonu
dien hidrokarbonlar
dienlerin konjugasyonu
kauçuk
alkinler
Alkinlerin fiziksel özellikleri
asiklik hidrokarbonlar
Sikloheksan, metan, terpenler
Terpenlerin genel özellikleri
aromatik hidrokarbonlar
Aromatik hidrokarbonların isimlendirilmesi ve izomerizmi
Aromatik hidrokarbonların üretimi. doğal kaynaklar
Aromatik hidrokarbonların sentezi, fiziksel ve kimyasal özellikleri
Benzen çekirdeğindeki oryantasyon kuralları
Benzen halkasında yer değiştirme kuralları
naftalin grubu
Antrasen grubu, fenantren
Benzen olmayan aromatik bileşikler
Yedi üyeli halkalı aromatik sistemler
tek atomlu fenoller
Fenollerin kimyasal özellikleri
Fenollerin bireysel temsilcileri
Fenol-formaldehit reçineleri
iki atomlu fenoller
trihidrik fenoller
Aldehitler
Aldehit elde etme yöntemleri
Aldehitlerin kimyasal özellikleri
Hidrojen, su, alkol, hidrosiyanik asit, hidrosülfit ilavesi
Aldehitlere fuksülfür asit eklenmesi, aldehitlerin polimerizasyonu
Aldehitlerin bireysel temsilcileri
Rongalit, asetalhid, glioksol
ketonlar
Ketonların kimyasal özellikleri
Ketonların ayrı temsilcileri
kinonlar
hidrokarbonlar

1. Biyoorganik kimya

Bu, vücuttaki organik maddelerin biyolojik işlevini inceleyen bir bilimdir. XNUMX. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Çalışmasının nesneleri biyopolimerler, biyoregülatörler ve bireysel metabolitlerdir.

Biyopolimerler, tüm organizmaların temeli olan yüksek moleküler doğal bileşiklerdir. Bunlar peptitler, proteinler, polisakaritler, nükleik asitler (NA), lipidlerdir.

Biyoregülatörler, metabolizmayı kimyasal olarak düzenleyen bileşiklerdir. Bunlar vitaminler, hormonlar, antibiyotikler, alkaloidler, ilaçlar vb.

Biyopolimerlerin ve biyoregülatörlerin yapısı ve özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak, biyolojik süreçlerin özünü anlamayı mümkün kılar. Böylece proteinlerin ve NA'nın yapısının kurulması, matris protein biyosentezi ve NA'nın genetik bilginin korunması ve iletilmesindeki rolü hakkında fikirlerin geliştirilmesini mümkün kılmıştır.

Biyoorganik kimyanın temel görevi, bileşiklerin yapısı ve etki mekanizması arasındaki ilişkiyi açıklamaktır.

Bu, karbon bileşiklerini inceleyen bilimdir. Şu anda 16 milyon organik madde var.

Organik maddelerin çeşitliliğinin nedenleri.

1. Karbon atomlarının (C) birbirleriyle ve D. I. Mendeleev'in periyodik sisteminin diğer elementleriyle bileşikleri. Bu durumda zincirler ve döngüler oluşur.

2. Bir karbon atomu üç farklı hibrit durumda olabilir. C atomunun tetrahedral konfigürasyonu → C atomunun düzlemsel konfigürasyonu.

3. Homoloji, homolog serinin her bir üyesinin bir öncekinden bir grup ile farklı olduğu benzer özelliklere sahip maddelerin varlığıdır - CH₂-.

4. İzomerizm, aynı kalitatif ve kantitatif bileşime sahip ancak farklı bir yapıya sahip maddelerin varlığıdır.

AM Butlerov (1861), bugüne kadar organik kimyanın bilimsel temeli olarak hizmet eden organik bileşiklerin yapısı hakkında bir teori yarattı. Organik bileşiklerin yapısı teorisinin ana hükümleri:

1) moleküllerdeki atomlar, değerliklerine göre kimyasal bağlarla birbirine bağlanır;

2) organik bileşiklerin moleküllerindeki atomlar, molekülün kimyasal yapısını belirleyen belirli bir sırayla birbirine bağlanır;

3) organik bileşiklerin özellikleri, yalnızca kendilerini oluşturan atomların sayısına ve doğasına değil, aynı zamanda moleküllerin kimyasal yapısına da bağlıdır;

4) moleküllerde hem bağlantılı hem de ilişkisiz atomların doğrudan birbirleriyle karşılıklı bir etkisi vardır;

5) bir maddenin kimyasal yapısı, kimyasal dönüşümlerinin incelenmesi sonucunda belirlenebilir ve tersine, özellikleri bir maddenin yapısı ile karakterize edilebilir.

2. İzomerler

Mekansal izomerler iki tipe ayrılır: konformasyonel ve konfigürasyonel.

1. İzomerler, atomların ve atom gruplarının bir veya daha fazla b-bağının etrafında serbest dönüşü nedeniyle molekül formları birbirine geçen konformasyonel olarak adlandırılır. Konformasyonel izomerlerin varlığının bilindiği ilk bileşik etandır. Uzaydaki yapısı bir perspektif formülü veya Newman formülü ile temsil edilir.

2. Konfigürasyon izomerleri. Bunlar, molekülleri, konformasyonları hesaba katmadan uzayda farklı bir atom düzenine sahip olan stereoizomerlerdir.

Reoizomerler enantiyomerler ve diastereomerler olarak ikiye ayrılır.

Enantomerler (optik izomerler, ayna izomerleri, antipodlar), molekülleri bir nesne ve onunla uyumlu olmayan bir ayna görüntüsü gibi birbiriyle ilişkili olan stereoizomerlerdir. Bu fenomene enantiyomerizm denir.

Enantiyomerlerin tüm kimyasal ve fiziksel özellikleri, ikisi dışında aynıdır: polarize ışık düzleminin dönüşü (polarimetre cihazında) ve biyolojik aktivite.

Enantiyomerizm terimleri:

1) C atomu sp3 hibridizasyonu durumundadır;

2) herhangi bir simetri olmaması;

3) asimetrik (kiral) bir C atomunun, dört farklı ikame ediciye sahip bir atomun varlığı.

Birçok hidroksi ve amino asit, bir ışık demetinin polarizasyon düzlemini sola veya sağa döndürme yeteneğine sahiptir. Bu fenomene optik 2b aktivitesi denir ve moleküllerin kendileri optik olarak aktiftir. Işık huzmesinin sağa sapması bir "+" işaretiyle, sola - "-" ile işaretlenir ve dönme açısını derece olarak gösterir.

Moleküllerin mutlak konfigürasyonu, karmaşık fizikokimyasal yöntemlerle belirlenir.

Optik olarak aktif bileşiklerin nispi konfigürasyonu, bir gliseraldehit standardı ile karşılaştırılarak belirlenir. Dekstrorotator veya levorotator gliseraldehit (M. Rozanov, 1906) konfigürasyonuna sahip optik olarak aktif maddelere D ve L serisi maddeler denir. Bir bileşiğin sağ ve sol izomerlerinin eşit bir karışımına rasemat denir ve optik olarak aktif değildir.

Enantiyomerler Fisher formülleri kullanılarak gösterilmektedir. Enantiyomerler arasında optik aktiviteye sahip olmayan ve mezoizomer adı verilen simetrik moleküller bulunabilir. Farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip birkaç asimetrik C atomunun konfigürasyonunda farklılık gösteren, ayna izomerleri olmayan optik izomerlere s-dia-stereo-izomerler denir.

p-diastereomerler (geometrik izomerler), molekülde bir p-bağına sahip stereomerlerdir. Alkenlerde, doymamış yüksek karboksilik asitlerde, doymamış dikarboksilik asitlerde bulunurlar. Organik maddelerin biyolojik aktiviteleri yapıları ile ilgilidir.

3. Birleştirilmiş sistemler

En basit durumda, eşlenik sistemler

Bunlar, alternatif çift ve tekli bağlara sahip sistemlerdir. Açık ve kapalı olabilirler. Dien hidrokarbonlarda (HC) açık bir sistem vardır.

Tüm C atomları sp hibridizasyonu durumundadır. Birbiriyle örtüşen dört hibrit olmayan p-yörüngesi tek bir elektronik sistem oluşturur. Bu tür konjugasyona p, p-konjugasyon denir.

S-elektronları ile p-elektronlarının bir konjugasyonu vardır. Bu tür konjugasyona p, p-konjugasyon denir. Aromatik hidrokarbonlarda kapalı bir sistem vardır.

Konjugasyon enerjik olarak uygun bir süreçtir, bu durumda enerji (E) açığa çıkar. Bütadien - 1,3'ün konjugasyon enerjisi 15 kJ/mol, benzenin konjugasyon enerjisi 228 kJ/mol'dür.

2. Aromatiklik

Bu, aromatik bileşiklerin çeşitli özelliklerini içeren bir kavramdır. Aromatik koşullar:

1) düz bir kapalı çevrim;

2) tüm C atomları sp2 hibridizasyonundadır;

3) döngünün tüm atomlarının tek bir konjuge sistemi oluşturulur;

4) Hückel kuralı yerine getirilir: 4n + 2 p-elektron konjugasyona katılır, burada n = 1, 2, 3…

Aromatik hidrokarbonların en basit temsilcisi benzendir. Dört aromatiklik koşulunu da karşılar. Hückel kuralı: 4n + 2 = 6, n = 1.

Naftalin aromatik bir bileşiktir 4n + 2 = 10, n = 2.

Piridin aromatik heterosiklik bir bileşiktir. Bir moleküldeki atomların karşılıklı etkisi

1861'de Rus bilim adamı AM Butlerov, "Moleküllerdeki atomlar karşılıklı olarak birbirlerini etkiler" görüşünü öne sürdü. Şu anda, bu etki iki şekilde iletilmektedir: endüktif ve mezomerik etkiler.

Endüktif etki, elektronik etkinin p-bağ zinciri boyunca aktarılmasıdır. Elektronegatifliği (EO) farklı olan atomlar arasındaki bağın polarize olduğu, daha elektronegatif bir atoma kaydığı bilinmektedir. Bu, atomlar üzerinde etkili (gerçek) yüklerin (d) ortaya çıkmasına neden olur. Böyle bir elektronik yer değiştirmeye endüktif denir ve "I" harfi ve "→" oku ile gösterilir.

δ+δ-

SN₃ - CH₂ → X, X = Hal-, HO-, HS-, NH₂- ve diğerleri.

Endüktif etki pozitif veya negatif olabilir. X ikame edicisi kimyasal bağın elektronlarını H atomundan daha güçlü bir şekilde çekiyorsa, - II (H) \u0d XNUMX sergiler. Örneğimizde X, - I sergiler.

X ikame edicisi, H atomundan daha zayıf bağ elektronlarını çekiyorsa, +I sergiler. Tüm alkiller (R=CH₃-, C₂H₅- vb.), Erkekler+ gösteri +I.

4. Mezomerik etki

Mezomerik etki (konjugasyon etkisi), konjuge bir p-bağları sistemi yoluyla iletilen bir ikame edicinin etkisidir. ́ "M" harfi ve kavisli bir ok ile gösterilir. Mezomerik etki "+" veya "-" olabilir. Yukarıda iki tür konjugasyon p, p ve p, p olduğu söylenmiştir. Organik reaksiyonların sınıflandırılması Kimyasal reaksiyonlar, reaksiyona giren maddelerin atomlarının dış kabuklarındaki elektronların dağılımındaki bir değişikliğin eşlik ettiği süreçlerdir. Reaksiyon sonucunda, reaksiyona giren maddelerin moleküllerinde bazı kimyasal bağlar kırılır ve diğerleri oluşur. Reaksiyon, kararlı parçacıkların, yani daha az iç enerjiye sahip olanların oluşumu yönünde ilerler.

Reaksiyonlar çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir.

1. Reaksiyona giren partiküllerde (substrat ve reaktif) kimyasal bağların kopma türüne göre. Substrat reaktandır, reaktan aktif maddedir. Bu bölünme şartlıdır.

Üç tür reaktif vardır:

1) radikaller (R), çiftlenmemiş elektronlu (H-, C) nötr atomlar veya parçacıklardır.₁-.-OH, -CH3, vb.);

2) nükleofiller (Nu - "seven çekirdekler") - bunlar atomun dış elektronik seviyesinde bir elektron çiftine sahip parçacıklardır;

3) elektrofiller (E - "elektronları seven") - bunlar elektron eksikliği olan parçacıklardır - doldurulmamış bir değerlik elektronik seviyesi.

Reaksiyonlarda, nükleofil, substrattaki elektron eksikliği olan reaksiyon merkezine saldırırken, elektrofil, reaksiyon merkezine fazla elektronla saldırır. Buna göre, ayırt ederler:

1) radikal reaksiyonlar;

2) elektrofilik reaksiyonlar;

3) nükleofilik reaksiyonlar.

2. İlk ve nihai ürünlerin sayısına ve doğasına göre, reaksiyon türleri ayırt edilir:

1) ikame; inorganik kimyadaki değişim reaksiyonları gibidirler;

2) bağlantılar;

3) bölünme (eliminasyon), komşu karbon atomlarından iki atomun veya atom gruplarının aralarında bir p-bağı oluşumu ile bölünmesidir;

4) yeniden düzenlemeler.

Reaktiflerin doğası dikkate alındığında, ikame ve ekleme reaksiyonları nükleofilik, elektrofilik ve radikal olabilir ve aşağıdaki gibi gösterilir:

1) nükleofilik ikame reaksiyonları;

2) elektrofilik ikame reaksiyonları;

3) radikal ikame reaksiyonları;

4) elektrofilik katılma reaksiyonları;

5) nükleofilik ekleme reaksiyonları;

6) oadik katılma reaksiyonları.

5. Bronsted asitler

Organik bileşiklerin asitliğini ve bazlığını karakterize etmek için Bronsted teorisi kullanılır.

Bu teorinin ana hükümleri.

Bir asit, bir proton (bir H+ donörü) veren bir parçacıktır; baz, bir protonu (alıcı H-) kabul eden bir parçacıktır.

Asitlik her zaman bazların varlığında karakterize edilir ve bunun tersi de geçerlidir.

A-H (asit) + B (baz) - A (konjuge baz) + B-H + (konjuge asit).

Bronsted asitleri, asit merkezine göre 4 tipe ayrılır:

1) SH-asitleri (tiyoller);

2) OH asitleri (alkoller, fenoller, karbolik asitler);

3) NC asitleri (aminler, amidler);

4) F-CH-asitleri (HC).

Bu sırada yukarıdan aşağıya doğru asitlik azalır. Bir asidin gücü, ortaya çıkan anyonun kararlılığı ile belirlenir. Anyon ne kadar kararlı olursa, asit o kadar güçlü olur. Anyonun kararlılığı, parçacık (anyon) boyunca "negatif" yükün delokalizasyonuna (dağılımı) bağlıdır. "Negatif" yük ne kadar delokalize olursa, anyon o kadar kararlı ve asit o kadar güçlü olur.

Şarj delokalizasyonu şunlara bağlıdır:

1) heteroatomun elektronegatifliği (EO) üzerinde. Bir heteroatomun EO'su ne kadar fazlaysa, karşılık gelen asit o kadar güçlüdür. Örneğin: R-OH ve R-NH₂.

Alkoller, aminlerden daha güçlü asitlerdir, çünkü EO (0) → 30(N);

2) heteroatomun polarize edilebilirliği üzerine. Bir heteroatomun polarize edilebilirliği ne kadar büyükse, karşılık gelen asit o kadar güçlü olur. Örneğin: R-SH ve R-OH.

S atomu O atomundan daha polarize olduğundan, tiyoller alkollerden daha güçlü asitlerdir;

3) R ikamesinin doğası hakkında (uzunluğu, konjuge bir sistemin varlığı, elektron yoğunluğunun delokalizasyonu).

Örneğin: CH₃-OH, CH₃-CH₂-OH, CH₃-CH₂-CH₂-O. Asitlik, radikalin uzunluğu arttıkça daha azdır.

Aynı asit merkezi ile alkollerin, fenollerin ve karboksilik asitlerin gücü aynı değildir. Fenoller (-OH) grubunun p, s-konjugasyonu (+ M) nedeniyle alkollerden daha güçlü asitlerdir. O-H bağı fenollerde daha polarizedir. Fenoller tuzlarla bile etkileşime girebilir (FeC₁₃) fenollere kalitatif bir reaksiyondur. Aynı R'yi içeren alkollerle karşılaştırıldığında, karboksilik asitler daha güçlü asitlerdir, çünkü O-H bağı> C \uXNUMXd O grubunun M etkisi nedeniyle önemli ölçüde polarize edilir. p, karboksil grubundaki s-konjugasyonları;

4) radikalde sübstitüentlerin tanıtılmasından. EA ikame edicileri asitliği arttırır, ED ikame edicileri asitliği azaltır;

5) çözücünün doğası hakkında.

6. Alkoller

Alkoller, bir veya daha fazla H atomunun bir -OH grubu ile değiştirildiği hidrokarbon türevleridir. Sınıflandırma.

1. OH gruplarının sayısı ile monohidrik, dihidrik ve polihidrik alkoller ayırt edilir:

SN₃ -CH₂ -OH (etanol);

SN₂OH-CH₂OH (etilen glikol);

SN₂OH-CHOH-CH₂OH (gliserin).

2. R'nin doğası gereği alkoller ayırt edilir: doymuş, doymamış, siklik, aromatik.

3. Grubun (-OH) konumuna göre, birincil, ikincil ve üçüncül alkoller ayırt edilir.

4. C atomlarının sayısı ile düşük moleküler ağırlık ve yüksek moleküler ağırlık ayırt edilir:

SN₃(CH₂)₁₄-CH₂-OH ya (C₁₆ H₃₃AH);

setil alkol

SN₃-(CH₂)₂₉-CH₂O İLE₃₁Н₆₃, O).

mirisil alkol

Setil palmitat - spermaceti'nin temeli, mirisil palmitat - balmumunda bulunur. isimlendirme

Önemsiz, rasyonel, MN (kök + "-ol" ile biten + Arap rakamı). izomerizm

Seçenekler mümkündür: zincir izomerizmi, grup pozisyonları - OH, optik izomerizm.

Alkoller zayıf asitlerdir.

Alkoller zayıf bazlardır. H + 'yı yalnızca güçlü asitlerden ekleyin, ancak bunlar daha güçlü Nu'dur.

(-I) (-OH) grubunun etkisi, bitişik karbon atomunda H'nin hareketliliğini arttırır. Karbon, d+ (elektrofilik merkez, SE) alır ve nükleofilik saldırının (Nu) merkezi olur. C-O bağı H-O'dan daha kolay kırılır, bu nedenle SN reaksiyonları alkollerin karakteristiğidir. Oksijen atomunun protonlanması karbon atomunun d+ değerini arttırdığından ve bağın kırılmasını kolaylaştırdığından asidik bir ortama girme eğilimindedirler. Bu tip, eterlerin, halojen türevlerinin oluşum reaksiyonlarını içerir.

Radikaldeki elektron yoğunluğunun H'den kayması, bir CH-asit merkezinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu durumda oksidasyon ve eliminasyon reaksiyonları gerçekleşir.

fiziksel özellikler

Düşük alkoller (C₁-C₁₂) - sıvılar, daha yüksek - katılar.

kimyasal özellikleri

Asit baz.

Alkoller zayıf amfoterik bileşiklerdir.

Alkolatlar kolayca hidrolize olur, bu da alkollerin sudan daha zayıf asitler olduğunu kanıtlar:

R-ONa + HOH → R-OH + NaOH.

7. Alkollerin kimyasal özellikleri

-OH grubu "zayıf ayrılan bir gruptur" (bağ düşük polariteye sahiptir), bu nedenle çoğu reaksiyon asidik bir ortamda gerçekleştirilir.

Reaksiyon mekanizması:

SN₃ -CH₂ -OH+ H+ → CH₃ -CH₂ + K₂O.

karbokasyon

Reaksiyon hidrojen halojenürlerle devam ederse, halojenür iyonu birleşecektir: CH₃ -CH₂ + Cl → CH₃ -CH₂ СI₁.

Bu tür reaksiyonlardaki anyonlar, "-" yükü veya yalnız elektron çifti nedeniyle nükleofiller (Nu) görevi görür. Anyonlar, alkollerin kendisinden daha güçlü bazlar ve nükleofilik reaktiflerdir. Bu nedenle, pratikte, alkollerin kendileri değil, eterler ve esterler elde etmek için alkolatlar kullanılır. Nükleofil başka bir alkol molekülüyse, karbokasyona bağlanır:

SN₃ -CH₂ + R-0- H → CH₃ -CH₂ -VEYA.

eter

Reaksiyonlar E (bölünme veya eliminasyon). Bu reaksiyonlar SN reaksiyonları ile rekabet eder.

SN₃ -CH₂ -OH + H⁺ → CH₃ -CH₂ -O - H → CH₃ -CH₂ + K₂O.

Reaksiyon, yüksek sıcaklıkta ve katalizör H'de ilerler.₂SO₄.

H fazlalığı ile₂SO₄ ve eter oluşumunun reaksiyonu durumunda olduğundan daha yüksek bir sıcaklık, katalizör yeniden üretilir ve bir alken oluşur:

SN₃ -CH₂ +HS₀₄ → CH₂ = CH₂ + H₂SO₄.

E reaksiyonu üçüncül alkoller için daha kolaydır, ikincil ve birincil alkoller için daha zordur, çünkü ikinci durumlarda daha az kararlı katyonlar oluşur. Bu reaksiyonlarda, A. M. Zaitsev'in kuralı yerine getirilir: "Alkollerin dehidrasyonu sırasında, H atomu, daha düşük H atomu içeriğine sahip komşu C atomundan ayrılır."

Vücutta - OH grubu, enzimin etkisi altında, H ile esterlerin oluşumu ile kolayca ayrılan bir gruba dönüştürülür.₃RO₄.

SN₃-CH₂-OH + NO-RO₃Н₂ → CH₃-CH₂-ORO₃Н₂.

Oksidasyon reaksiyonları:

1. Birincil ve ikincil alkoller CuO, KMnO çözeltileri ile oksitlenir₄К₂cr₂O₇ karşılık gelen karbonil içeren bileşikleri oluşturmak üzere ısıtıldığında.

SN₃ -CH₂ -CH₂ -OH + O → CH₃ -CH₂ -HC \uXNUMXd O + H₂Ö;

SN₃-HSON-CH₃ + O → CH₃-CO-CH₃ + K₂O.

2. Üçüncül alkollerin oksitlenmesi zordur.

Oksidasyon reaksiyonları ayrıca hidrojen giderme reaksiyonlarını da içerir.

SN₃ -CH₂ -OH ־ CH₃ → HC = O + H₂.

IV. Karşılık gelen hidrokarbonların (HC) reaksiyonları, radikal (R) boyunca ilerler.

SN₃-CH₂-OH + 3Br₂ → SVr₃-CH₂-OH + ZNBrg;

SN₂ = CH-CH₂-OH + Br₂- → CH₂Vg-SNVg-CH₂HE.

8. Polihidrik alkoller

Bu alkoller, monohidrik alkollerin tüm reaksiyonları ile karakterize edilir, ancak bir takım özellikler vardır.

(-I) grubu (-OH) nedeniyle, polihidrik alkoller daha belirgin asidik özelliklere sahiptir.

Sadece alkali metallerle değil, aynı zamanda alkalilerle de alkolatlar oluştururlar:

Dihidrik ve polihidrik alkollere (diol parçası) kalitatif bir reaksiyon, alkali bir ortamda Cu (OH) 2 ile reaksiyondur, bunun sonucunda mavi bir renk veren bir çözeltide karmaşık bir bakır glikolat bileşiği oluşur.

Polihidrik alkollerin reaksiyonları bir veya tüm gruplarda (-OH) ilerleyebilir. Alkolatlar, eterler ve esterler oluştururlar, kuruturlar, oksitlenirler.

Nitrogliserin renksiz yağlı bir sıvıdır. Seyreltik alkol çözeltileri (% 1) şeklinde, damar genişletici bir etkiye sahip olduğu için anjina pektoris için kullanılır. Nitrogliserin, çarpıldığında veya ısıtıldığında patlayabilen güçlü bir patlayıcıdır. Bu durumda, sıvı bir madde tarafından işgal edilen küçük bir hacimde, anında çok büyük bir gaz hacmi oluşur ve bu da güçlü bir patlama dalgasına neden olur. Nitrogliserin, barut olan dinamitin bir parçasıdır.

Pentitler ve heksitlerin temsilcileri - ksilitol ve sorbitol - sırasıyla, açık zincirli penta ve altı atomlu alkoller. (-OH) - gruplarının birikmesi tatlı bir tat görünümüne yol açar. Ksilitol ve sorbitol, şeker hastaları için şeker ikameleridir.

Gliserofosfatlar - fosfolipidlerin yapısal parçaları, genel bir tonik olarak kullanılır. H3P4'ün gliserol üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak, bir gliserofosfat karışımı elde edilir. gliserofosfatlar

Demir gliserofosfat (III) anemi, asteni, genel güç kaybı için kullanılır. Çocuklar günde 0,3-0,5 kez 2-3 gr, yetişkinlerde 1-3 kez 4 gr.

Kalsiyum gliserofosfat - fazla çalışma, raşitizm, beslenme düşüşü ile. Çocuklar resepsiyon başına 0,05-0,2 g, yetişkinler 0,2-0,5.

1. KHSO4 gliserin üzerine etki ettiğinde ve ısıtıldığında akrolein oluşur.

2. Gliserolün oksidasyonu sırasında bir takım ürünler oluşur. Hafif oksidasyon ile - gliseraldehit ve dihidroksiaseton. Ağır koşullar altında oksitlendiğinde 1,3-dioksoaseton oluşur.

9. Sınırlı (doymuş) hidrokarbonlar

Doymuş hidrokarbonların alt grubunun en basit temsilcisi metandır (CH4). I3 metan, diğer tüm doymuş hidrokarbonlar elde edilebilir ve bu bağlamda, tüm doymuş hidrokarbonlara genellikle metan serisinin hidrokarbonları denir.

Metandan başka hidrokarbonlar elde etmek için metan önce klor ile muamele edilmelidir. Bu durumda metan içindeki hidrojen atomu bir klor atomu ile değiştirilir ve metil klorür elde edilir.

Şimdi elde edilen metil klorür üzerinde metalik sodyum ile hareket edersek, sodyum kloru uzaklaştıracak ve CH grupları oluşacaktır.₃metil radikalleri olarak adlandırılan, serbest bırakılan değerler nedeniyle birbirleriyle çiftler halinde birleşecektir.

Doymuş hidrokarbonların, güçlü asitler ve alkaliler gibi bir dizi güçlü reaktife karşı kimyasal direnci, parafinleri içerir (Latince parum affinis - "küçük afinite"). Reaksiyon, iki karbon atomlu doymuş bir hidrokarbonla sonuçlanacaktır - etan (C₂Н₆).

Etan üzerinde klor ile hareket edersek, etil klorür C elde ederiz.₂H₅Cl₁ ve sonra metil klorür ile karıştırarak sodyum kloru çıkarırız, üç karbon atomu içeren doymuş hidrokarbonların bir sonraki temsilcisini elde ederiz - propan C₃Н₈.

Verilen örneklerden görülebileceği gibi, her iki reaksiyon da nihayetinde, başlangıçtaki hidrokarbondaki bir hidrojen atomunun bir metil grubu ile değiştirilmesine indirgenir. Benzer şekilde, iki aşamada aşağıdaki doymuş hidrokarbon temsilcileri elde edilebilir: bütan C₄Н₁₀, pentan С₅Н₁₂.

Bu hidrokarbonlar, sözde homolog serileri temsil eder. Böyle bir seride, sonraki her bir bileşik, aynı kimyasal reaksiyonlarla bir öncekinden elde edilebilir. Ek olarak, homolog serinin tüm bileşikleri özelliklerine yakındır. Her bir bileşiğin formülü, bir öncekinin formülünden aynı CH atom grubuyla farklıdır.₂homolojik fark denir. Homolog bir serinin üyesi olan bileşiklere homologlar denir. Adlandırma ve izomerizm

Tüm doymuş hidrokarbonların ataları metan ile benzerliğini göstermek isteyen bu hidrokarbonlara -an ile biten isimler verildi. İsimlerin ilk kısmına gelince, farklı şekillerde ortaya çıktılar. Metan - etanın ilk üç homologunun isimleri (C₂Н₆), propan (C₃Н₈) ve bütan (C₄Н₁₀) - az ya da çok kazayla ortaya çıktı. C'den başlayarak₅Н₁₂, hidrokarbonların adları, belirli bir bileşikteki karbon atomlarının sayısına karşılık gelen sayıların Yunanca (veya bazı durumlarda Latince) adlarından gelir. Bu nedenle, beş karbon atomlu bir hidrokarbona pentan denir (Yunanca penta - beşten); altı karbon atomlu bir hidrokarbona heksan denir (Yunanca heksa - "altı"); yedi karbon atomlu bir hidrokarbona heptan denir (Yunanca hepta - "yedi"), vb.

Hidrokarbonlardan bir hidrojen atomu alındığında, tek değerli radikaller veya bazen basit radikaller olarak adlandırılan doymuş hidrokarbon kalıntıları elde edilir.

10. Ulusal ve uluslararası isimlendirme

XIX yüzyılın ortalarında bile. bireysel kimyagerler, adlandırılmış maddelerin yapısı hakkında konuşacak böyle bir isimlendirme yaratmaya çalıştılar; böyle bir isimlendirmeye rasyonel denir. Bu durumda, örneğin, hidrokarbonların adları, bu hidrokarbon grubunun ilk temsilcisinin adlarından türetilmiştir. Bu nedenle, bir dizi metan için, metan adı, ismin temelini oluşturdu. Örneğin, pentan izomerlerinden biri dimetiletilmetan olarak adlandırılabilir, yani. bu madde, iki hidrojen atomunun metil CH3 grupları ile değiştirildiği ve bir hidrojen atomunun bir etil grubu C ile değiştirildiği bir metan türevi olarak temsil edilebilir.₂Н₅.

Uluslararası isimlendirme

Dünyanın tüm ülkelerinde kabul edilebilecek en rasyonel organik bileşikler isimlendirmesini oluşturmak isteyen en büyük kimyagerler - farklı ülkelerden kimya topluluklarının temsilcileri - 1892'de Cenevre'de (İsviçre) toplandılar. Bu toplantıda, şimdi genellikle Cenevre veya uluslararası isimlendirme olarak adlandırılan sistematik bir bilimsel isimlendirme geliştirildi.

Herhangi bir bileşiği Cenevre terminolojisine göre adlandırmak için aşağıdaki kurallara uyulur.

Bileşiğin yapısal formülü göz önünde bulundurularak, en uzun karbon atomu zinciri seçilir ve atomlar, sübstitüentin daha yakın olduğu uçtan (yan dal) başlanarak numaralandırılır.

Bileşik, aynı karşılık gelen yeniden numaralandırılmış zincire sahip normal bir hidrokarbonun bir türevi olarak Cenevre terminolojisine göre kabul edilir.

İkamenin yeri (zincir dalı), sübstitüentin bulunduğu karbon atomunun sayısına karşılık gelen bir sayı ile gösterilir, daha sonra sübstitüent çağrılır ve son olarak tüm bileşiğin üretildiği hidrokarbon en uzun yeniden numaralandırılmıştır. Zincir.

Zincirde birkaç dalın olduğu durumlarda, her birinin konumu karşılık gelen sayılarla ayrı ayrı belirtilir ve her ikame ayrı ayrı adlandırılır. Bileşiğin birkaç özdeş ikame edicisi varsa, örneğin iki metil grubu, o zaman yerlerini gösteren iki basamaktan sonra "dimetil" derler (Yunanca di - "iki" den); üç metil grubunun varlığında "tri-metil" derler, vb.

Cenevre terminolojisinin oluşturulmasından sonra, tekrar tekrar geliştirmeye çalıştılar - tamamlamaya, düzeltmeye. Böylece, Liege (Belçika) şehrinde, birçok kimyager tarafından kabul edilmeyen "Liège kuralları" dikkate alındı.

1957'de ve daha sonra 1965'te, IUPAC (veya IUPAC) olarak kısaltılan Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği, organik bileşiklerin isimlendirilmesine ilişkin kuralları onayladı. Bu kurallar temel olarak Cenevre terminolojisine tekabül eder, ancak onda bazı değişiklikler yapar. Gelecekte, çeşitli bileşik sınıflarının Uluslararası İsimlendirmesini sunarken, IUPAC tavsiyeleri de dikkate alındı.

11. Konformasyon kavramı

Hidrokarbonlardaki (ve diğer bileşiklerdeki) metal ve metilen grupları, eksenler etrafında olduğu gibi, onları birbirine bağlayan tekli bağlar etrafında serbestçe dönebilir, bunun bir sonucu olarak hidrojen atomları farklı uzaysal pozisyonları işgal edebilir. Ortaya çıkan çeşitli formlara konformasyonlar veya konformerler denir. Bu nedenle, örneğin etan, metil gruplarının serbest dönüşünden dolayı, sayısız konformasyon formunda var olabilir. En az kararlı konformasyon, iki metil grubunun hidrojen atomlarının birbirinin üzerinde olduğu sözde tutulmalı konformasyondur. Bu konformasyonun kararsızlığı, birbirini itme eğiliminde olan hidrojen atomları arasındaki küçük mesafelerden kaynaklanmaktadır. Bu atomlar itildiğinde, etan'ın gölgelenen yapısı diğerlerine geçer ve sonunda, bir metil grubunun hidrojen atomlarının diğer metil grubunun hidrojen atomlarından mümkün olduğunca uzak olduğu en kararlı konformasyona dönüşür. Bu konformasyona engellenmiş denir, çünkü metil gruplarının serbest dönüşü sırasında metan molekülü bu konformasyonda en uzun süreyi geçirir.

Hidrokarbonlar ve dört veya daha fazla karbon atomu içeren diğer organik bileşikler, yalnızca hidrojen atomlarının farklı konumlarına değil, aynı zamanda karbon zincirinin farklı şekillerine sahip olarak çeşitli biçimlerde olabilir. Örneğin, n-bütan zinciri bir zikzak veya yarım halka şekline sahip olabilir.

Uyumlaştırıcılar, atomları birbirine bağlayan kimyasal bağları kırmadan kendiliğinden oluşmaları bakımından izomerlerden farklıdır.

Atom gruplarının dönüşü oldukça hızlı gerçekleştiğinden ve bir konformasyon diğerine geçtiğinden, herhangi bir konformasyonu ayırt etmek neredeyse imkansızdır. Yalnızca, örneğin NMR yöntemi (Nükleer Manyetik Rezonans) gibi incelikli fiziksel yöntemlerin yardımıyla, konformasyonlar hakkında yeterince doğru fikirler oluşturmak mümkündü.

Doymuş hidrokarbonların genel formülü. Organik kimyada, her bir bileşik grubunun bileşimi, genel bir moleküler formül ile ifade edilebilir.

Doymuş hidrokarbonların genel formülünün türetilmesi. Düz zincirli herhangi bir hidrokarbonun formülünü dikkate almamız gerekiyor. Formülden de anlaşılacağı gibi, aşırı karbon atomlarıyla bağlantılı iki hidrojen atomu dışında, her karbon atomu için iki hidrojen atomu vardır. Bir hidrokarbon molekülündeki karbon atomlarının sayısını N harfi ile belirtirsek, hidrojen atomlarının sayısı 2N'ye eşit olacaktır ve buna 2 tane daha eklenmesi gerekir (uç karbon atomlarındaki üçüncü hidrojen atomları). Böylece, doymuş hidrokarbonların genel formülü Spn₂P + 2.

SPN'nin türetilmiş genel formülü₂P + 2 ayrıca tüm dallı zincirli doymuş hidrokarbonların bileşimini de ifade edecektir, çünkü izo bileşikleri karşılık gelen normal bileşiklerden yalnızca atomların bağlantı sırasına göre farklılık gösterir.

Doymuş hidrokarbonlar - alkiller - SpN'nin tek değerli radikallerinin genel formülü₂P + 1.

12. Doymuş hidrokarbonların doğal kaynakları

Doğada gaz, sıvı ve katı hidrokarbonlar yaygındır, çoğu durumda saf bileşikler şeklinde değil, çeşitli, bazen çok karmaşık karışımlar şeklinde ortaya çıkarlar. Bunlar doğal gazlar, petrol ve dağ mumudur.

Hidrokarbonların doğal gaz karışımları. Dünyanın pek çok yerinde, topraktaki çatlaklardan, çoğunlukla metan içeren yanıcı, sözde toprak veya petrol gazı yayılır. Rusya'da bu tür gaz sahaları Grozni, Dağıstan, Saratov, Tyumen bölgesi ve diğer yerlerde mevcuttur. Doğrudan yerden salınan petrol gazı, metana ek olarak, ondan salınabilecek benzin buharları içerir. Doğal gaz, petrolden elde edilenle birlikte sentetik malzeme endüstrisi için hammadde görevi görmektedir.

Neredeyse tamamen metandan oluşan "bataklık" ve "maden" gazları da doymuş hidrokarbonların doğal kaynaklarıdır. Oksijen eksikliği ile (örneğin bataklıkların dibinde) yavaş ayrışan çeşitli bitki organik kalıntılarından oluşurlar.

Yağ

Yağ, esas olarak bir hidrokarbon karışımından oluşan, karakteristik bir kokuya sahip sarı veya açık kahverengi ila siyah bir sıvıdır; Yağın bileşimi ayrıca oksijen, kükürt ve azot içeren az miktarda madde içerir.

Yağ sudan daha hafiftir: çeşitli yağ türlerinin yoğunluğu 0,73 ila 0,97 cm arasında değişir.³.

Sahaya bağlı olarak, petrol farklı bir bileşime sahiptir (hem niteliksel hem de niceliksel). Doymuş hidrokarbonların çoğu, Pennsylvania eyaletinde (ABD) üretilen yağda bulunur.

Yağın kökeni. Petrolün kökeni konusunda fikir birliği yoktur. D. I. Mendeleev'in ait olduğu bazı bilim adamları, yağın inorganik kökenli olduğunu varsaydılar: suyun metal karbürler üzerindeki etkisi altında ortaya çıktı. Engler gibi diğer bilim adamları, yağın organik kökenli olduğuna, yani çeşitli ölü hayvan kalıntılarının ve yetersiz hava erişimi olan ölü bitki kalıntılarının yavaş ayrışmasının bir sonucu olarak oluştuğuna inanıyorlardı. Sonraki yıllarda, sayısız yağ örneğinde - bitkilerin yeşil maddesinin - klorofil ve kanın renklendirici maddesinin - hemoglobinin ayrışması sırasında oluşan bileşiklerde çeşitli porfirinler bulundu. Bu, bitki ve hayvanların petrol oluşumuna katılımını kanıtlar.

Petrol oluşumunun ana kaynağının hayvan ve bitki kalıntıları olduğuna göre daha karmaşık teoriler öne sürülmektedir; onlardan oluşan "birincil yağ", esas olarak hidrojen - hidrojenasyon ilavesinden oluşan ikincil değişikliklere uğradı. Bu işlemler, inorganik katalizörlerin katılımıyla devam edebilir.

13. Petrol arıtma

Yağ, damıtma aparatında kademeli olarak ısıtılırsa, ilk önce sıcaklık arttıkça buhar durumuna geçer, hidrokarbonlar damıtılır, daha yüksek ve daha yüksek kaynama noktasına sahip olur. Bu şekilde, tek tek parçalar veya dedikleri gibi yağ fraksiyonları toplanabilir. Genellikle üç ana kesir elde edilir, örneğin:

1) 150 °C'ye kadar toplanan ve benzin fraksiyonu veya benzin fraksiyonu olarak adlandırılan fraksiyon; bu fraksiyon, 5 ila 9 arasında karbon atomu sayısına sahip hidrokarbonlar içerir;

2) 150 ila 300 °C aralığında toplanan ve saflaştırmadan sonra kerosen veren fraksiyon C'den hidrokarbonlar içerir.₉Н₂₀ C₁₆Н₃₄;

3) akaryakıt adı verilen yağ kalıntısı, çok sayıda karbon atomuna sahip hidrokarbonlar içerir - onlarcaya kadar.

Bu üç fraksiyonun her biri, daha az karmaşık bir bileşime sahip fraksiyonlar elde etmek için daha kapsamlı bir damıtma işlemine tabi tutulur. Böylece, benzin fraksiyonu şu şekilde dağılır:

1) n-pentan, 38°C'de kaynar (esas olarak Pennsylvania yağında bulunur);

2) benzin veya petrol eteri (kaynama noktası 40 ila 70 ° C olan fraksiyon);

3) benzinin kendisi (kaynama noktası 70 ila 120 °C olan kısım); çeşitli benzin türleri vardır: havacılık, otomobil vb.;

4) nafta (120 ila 140 °C arası).

Akaryakıt fraksiyonlara ayrılır, akaryakıttan 300 °C sıcaklıkta yukarıda bozulmadan damıtılan bazı fraksiyonlara güneş yağları denir. Motor yakıtı olarak kullanılırlar. Tıpta kullanılan vazelin yağı da güneş yağından derinlemesine saflaştırılarak elde edilir.

300 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda maddelerin ayrışmasını önlemek için, akaryakıt fraksiyonlara ayrılırken buhar damıtma ve vakum damıtma kullanılır. Akaryakıttan, fraksiyonların bu şekilde ayrılması ve saflaştırılmasıyla, güneş yağlarına ek olarak, çeşitli yağlama yağları, vazelin ve parafin elde edilir.

Akaryakıttan aşırı ısıtılmış su buharı ile damıtılarak elde edilen vazelin, sıvı ve katı hidrokarbonların bir karışımıdır ve tıpta merhemlerin temeli olarak yaygın olarak kullanılır.

Parafin - katı hidrokarbonların bir karışımı - ilgili katı hidrokarbonlar bakımından zengin belirli yağ türlerinden akaryakıtın buharla damıtılmasıyla elde edilen katı ve sıvı hidrokarbonların bir karışımı olan parafin kütlesinden kristalleşmeleriyle izole edilir. Parafin şu anda sadece endüstride değil, tıpta da (parafin tedavisi) yaygın olarak kullanılmaktadır. Katran veya petrol zift olarak adlandırılan akaryakıttan bahsedilen fraksiyonların damıtılmasından sonra, bazı işlemlerden sonra kalan kalıntı, yol yapımında (petrol veya suni asfalt) yaygın olarak kullanılmaktadır.

14. Çatlama işlemi, ozokerit

Çatlama işlemi (İngilizce çatlamadan - "bölme"). Parçalama işleminin veya ağır yağ fraksiyonlarının parçalanmasının özü, petrol ürünlerinin yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalmasıdır. Çok sayıda karbon atomuna sahip büyük hidrokarbon molekülleri, benzinde bulunanlarla aynı veya yakın olan daha küçük doymuş ve doymamış hidrokarbon moleküllerine ve esas olarak az sayıda karbon atomlu gaz halinde doymamış hidrokarbonlardan oluşan kraking gazlarına bölünür. Parçalama gazları, moleküllerin daha büyük olanlara birleştirildiği (polimerizasyon meydana gelir) ek işleme tabi tutulur ve bu da benzinle sonuçlanır. Petrol ürünlerinin çatlama gazlarının polimerizasyonu ile parçalanması, ham petrolden benzin verimini %65-70'e, yani yaklaşık 3 kat arttırır.

Dağ mumu veya ozocerit, hidrokarbonların katı bir doğal karışımıdır. Ozokerit eritilerek ve rafine edilerek, bazı durumlarda balmumu için iyi bir ikame görevi gören ceresin hazırlanır.

Doğal doymuş hidrokarbon kaynakları aynı zamanda odun, turba, kahverengi ve siyah kömür, petrol şistinin kuru damıtılmasının bazı ürünleridir.

Doymuş hidrokarbonların elde edilmesi için sentetik yöntemler.

1. Katalizörlerin (platin ve paladyum) varlığında doymamış hidrokarbonlara hidrojen eklenmesi (hidrojenasyon).

2. Metalik sodyum kullanılarak monohalojen türevlerinden halojenin çıkarılmasının radikallerin kombinasyonu ile reaksiyonu (Wurtz reaksiyonu).

3. Karşılık gelen asitlerin tuzlarının ayrışması (NaOH ile ısıtılarak):

C&H₂n + 1 COONa + NaOH - "CnH₂n+2+Na₂CO₃.

fiziksel özellikler

Normal koşullar altında 1'den 4'e kadar karbon atomu sayısına sahip limitli hidrokarbonlar gazlardır; 5 ila 15 atom sayısına sahip hidrokarbonlar - sıvılar; 16 veya daha fazla atomlu hidrokarbonlar katıdır. Moleküllerin genişlemesiyle hidrokarbonların erime ve kaynama noktaları artar. Burada niceliğin niteliğe geçişiyle ilgili diyalektik yasasının tezahürü açıkça görülebilir.

Limit hidrokarbonlar pratik olarak suda çözünmezler; çoğu organik çözücüde çözünürler.

Bir dizi doymuş hidrokarbonun - metan ve etanın - ilk temsilcilerinin kokusu yoktur. Son derece uçucu düşük hidrokarbonlar benzin kokusuna sahiptir. Petrol yağları ve parafinin bir parçası olan bu serinin en yüksek temsilcileri de kokusuzdur, uçuculuğu çok düşüktür.

kimyasal özellikleri

Bölümün başında, normal koşullar altında doymuş hidrokarbonların yüksek bir kimyasal eylemsizliğe sahip olduğu zaten belirtilmişti.

15. Hidrokarbon limitlerinin halojenlerle etkileşimi

Halojenler doymuş hidrokarbonlara katılmazlar. Bununla birlikte, özellikle güneş ışığında kolayca onlarla yer değiştirme reaksiyonlarına girerler. Bu durumda, bir değil, birkaç hidrojen atomu art arda bir halojen ile değiştirilebilir. Bu nedenle, klor ile etkileşime giren metan, birkaç farklı ikame ürünü verebilir:

SN₄ + C → CH₃СI₁ + HCI₁;

metil klorür

SN₃CI + C₁₂ → CH₂СI₁₂ + HCI₁ vb.

Metilen klorür

Bir veya daha fazla hidrojen atomunun bir halojen ile değiştirildiği hidrokarbonlara halojen türevleri denir.

Doymuş hidrokarbonlar, özellikle çeşitli katalizörlerin varlığında, yüksek sıcaklıklarda daha az kararlıdır.

Yüksek sıcaklıkta doymuş hidrokarbonların oksidasyonu. Metan serisinin ilk temsilcilerinin oksitlenmesi en zor olanıdır; bununla birlikte, parafinin bir parçası olan daha yüksek sınırlayıcı hidrokarbonlar, yağ asitleri oluşturmak için zaten 100-160 °C'de oksijenle oksitlenebilir. Yağ asitlerinin yanı sıra doymuş hidrokarbonların çeşitli yöntemlerle oksitlenmesiyle hidrokarbonlardan oksijen içeren birçok madde elde edilir.

Doymuş hidrokarbonların karbon zincirinin yüksek sıcaklık ve basınçta parçalanması. 450-550 °C'de çatlama işleminin reaksiyonları gerçekleşir. Bunlardan en önemlisi, büyük doymuş hidrokarbon moleküllerinin daha küçük doymuş ve doymamış hidrokarbon moleküllerine bölünmesi reaksiyonudur. Bireysel temsilciler

metan (CH₄) "toprak", "bataklık" ve "maden" gazının %86-90'ını oluşturur; büyük miktarlarda, "ışıklı" gazın bir parçasıdır (yaklaşık %35); yağda çözülür.

Metan, mikroorganizmaların ("metan fermantasyonu") etkisi altında selülozdan oluşur, geviş getirenlerin ve insanların bağırsak gazlarının bir parçasıdır.

Sentetik metan, karbon ve hidrojenin yüksek sıcaklıkta doğrudan etkileşimi gibi çeşitli yollarla elde edilebilir.

Metanın rengi ve kokusu yoktur. Yakıldığında, soluk mavi bir renk tonu ile neredeyse renksiz bir alev üretir.

Metan hava ile karıştırıldığında son derece tehlikeli bir patlayıcı karışım oluşur.

Metan suda az çözünür.

İzoktan (C₈H₁₈) (2,2,4-trimetilpentan) - havacılık benzininin çok değerli bir bileşeni, standart bir sıvı yakıt olarak kabul edilir.

16. Doymamış (doymamış) hidrokarbonlar

Doymamış veya doymamış hidrokarbonlara, aynı sayıda karbon atomuna sahip doymuş hidrokarbonlardan daha az hidrojen atomu içeren hidrokarbonlar denir ve çeşitli ekleme reaksiyonlarına kolayca girme yeteneklerinde sınırlayıcı olanlardan keskin bir şekilde farklıdır (örneğin, kolayca halojenler eklerler) .

Hidrojen içeriğine bağlı olarak, doymamış hidrokarbonlar çeşitli alt gruplara veya serilere ayrılır. Çeşitli alt gruplara ait bileşiklerin bileşimi, uygun şekilde genel formüllerle ifade edilir.

Doymuş hidrokarbonların bileşimi genel formül SpN ile belirtilirse₂n + 2, daha sonra çeşitli doymamış hidrokarbon serileri genel formüllerle ifade edilebilir: CnH₂n, C&H₂n - 2 vb.

Bu kursta yalnızca SpH formülüne sahip doymamış hidrokarbonlar ele alınacaktır.₂n, - etilen serisinin alkenleri veya olefinleri veya hidrokarbonları ve SpH formülüne sahip₂diolefinleri veya dien hidrokarbonları ve ayrıca asetilen serisinin hidrokarbonlarını içeren n - 2.

1. Etilen serisinin hidrokarbonları veya alkenler (olefinler).

SpH genel formülüne sahip etilen serisi hidrokarbonlar₂n, etilenin ilk en basit temsilcisinden (C₂Н₄). Bu madde grubu için başka bir isim - olefinler - tarihsel olarak ortaya çıktı: etilen ile ilk keşif ve tanışma sırasında, klor ile birleştirildiğinde sıvı yağlı bir madde (etilen klorür (C) oluşturduğu bulundu.₂Н₄СI₁₂)), etilen gaz olefiant (Latince - "petrol-yerli gaz") olarak adlandırılmasının nedeni buydu. "Olefinler" adı ülkemizde daha yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Olefinlere alkenler de denir.

2. Yapı, isimlendirme ve izomerizm Etilen C₂Н₄ etil klorürden elde edilebilir (C₂Н₅СI₁), ondan HCI molekülünü alarak₁ alkali eylem.

Olefinlerde bir çift bağın varlığı varsayımı, yapı teorisinin karbonun tetravalansı hakkındaki temel pozisyonuna tekabül eder ve iki komşu karbon atomuna halojenlerin ve diğer maddelerin eklenmesini, çift bağ.

Modern fikirlere göre, daha önce de belirtildiği gibi, iki doymamış karbon atomunu birbirine bağlayan iki bağ aynı değildir: bunlardan biri bir s-bağıdır, diğeri bir p-bağıdır. İkinci bağ daha az güçlüdür ve ekleme reaksiyonları sırasında kopar.

Doymamış bileşiklerde iki bağın eşdeğersizliği, özellikle tek ve çift bağların oluşum enerjisinin karşılaştırılmasıyla gösterilir. Tekli bağın oluşum enerjisi 340 kJ/mol, çift bağ ise 615 kJ/mol'dür. Bu nedenle, bir çift bağın oluşumu, tek bir s-bağının oluşumundan iki kat daha fazla enerji gerektirmez, ancak sadece 275 kJ/mol daha fazla enerji gerektirir. Doğal olarak, p-bağını kırmak için s-bağını kırmaktan daha az enerji harcanır.

17. İzomerizm, doğal kaynaklar ve olefin üretme yöntemleri

Olefinlerin izomerizmi, karbon atomu zincirinin izomerizmine, yani zincirin düz mü yoksa dallı mı olduğuna ve zincirdeki çift bağın konumuna bağlıdır. Olefinlerin izomerizminin üçüncü bir nedeni daha vardır: uzayda atomların ve atomik grupların farklı bir düzenlemesi, yani stereoizomerizm. Bununla birlikte, bu tip izomerizm, çift bağa sahip bileşikler örneğinde ayrıca ele alınacaktır.

Uluslararası terminolojiye göre çift bağın yerini (ve zincirdeki dalların yerini) belirtmek için, en uzun zincirin karbon atomları, çift bağın daha yakın olduğu uçtan başlayarak numaralandırılır. Bu nedenle, bütilenin iki düz zincirli izomeri, 1-büten ve 2-büten olarak anılacaktır.

Cenevre terminolojisine göre öncelik karbon iskeletine verilmiş ve bu pentenin formülündeki numaralandırma, karbon zincirinin dalı formülün sol ucuna daha yakın olduğu için soldan başlamıştır. İsimlendirmeye göre, fonksiyonel gruplara öncelik verilir, bu nedenle numaralandırma, olefinlerin ana özelliklerini (fonksiyonlarını) belirleyen çift bağa daha yakın olan sağ uçtan başlar.

radikal N₂Etilenden üretilen C=CH- genellikle vinil olarak adlandırılır; radikal H₂C=CH-CH₂- propilenden türetilene allil denir.

Olefin üretimi için doğal kaynaklar ve yöntemler

Etilen ve homologları, hem doğal gazlarda hem de yağda (çözünmüş halde) çok küçük miktarlarda bulunur. Olefinler, belirtildiği gibi, yağın parçalanması sırasında ve ayrıca odun ve kömürün kuru damıtılması sırasında küçük miktarlarda oluşur.

Doymuş alkollerden suyun çekilmesi dehidrasyondur. Bu, olefin elde etmenin en yaygın yollarından biridir.

Endüstriyel koşullarda, alüminyum oksit, grafit veya diğer bazı maddeler olarak kullanılan bir katalizör üzerinden 350-500 ° C'de alkol buharı geçirilir.

Laboratuvar koşullarında, olefin elde etmek için alkoller, örneğin konsantre sülfürik asit, çinko klorür vb. gibi su giderici maddelerle ısıtılır.

Sülfürik asit kullanıldığında, su ayırma reaksiyonu iki aşamada ilerler:

1) alkol, sülfürik asit ile etkileşime girdiğinde, sözde bir ester oluşturur, örneğin, etil alkolden etil sülfürik asit oluşur;

2) etilsülfürik asit ısıtıldığında ayrışır, olefin ve sülfürik asit oluşturur.

Düşünülen reaksiyon mekanizması tek mekanizma değildir, çünkü sadece sülfürik asit değil, hidroklorik asit gibi etilsülfürik asit gibi kolayca ayrışan bir ara ürün oluşturamayan diğer asitler de alkollerin dehidrasyonuna (suyun uzaklaştırılması) neden olur. Alkollerden etilen oluşum mekanizmasının bir dereceye kadar alkolün yapısına bağlı olduğu tespit edilmiştir.

18. Birincil alkollerin dehidrasyonu, olefinlerin fiziksel ve mekanik özellikleri

Birincil alkollerin dehidrasyonunda (hidroksil ile ilişkili karbon atomunun sadece bir radikale bağlı olduğu), aşağıdaki mekanizma varsayılır:

1) sübstitüe edilmiş bir oksonyum iyonu oluşturmak için bir oksijen atomunun bir serbest elektron çiftine bir proton (herhangi bir asitten) bağlanır;

2) ayrıca, ısıtıldığında, ikame edilmiş oksonyum iyonundan su ayrılır, bunun bir sonucu olarak karbokasyon CH'nin oluşması gerekir.₃ -CH₂ +, ancak böyle bir iyon çok kırılgan olduğundan, bir proton kaybı ve bir çift bağ oluşumu ile stabilize edilir. Pratikte, su ve proton kaybı (birincil alkollerin dehidrasyonu sırasında) hemen hemen aynı anda meydana gelir ve bir olefin oluşur.

Bir halojen türevinden bir hidrojen halojenürün bölünmesi.

Hidrojen halojenürü gidermek için genellikle alkollü bir alkali çözeltisi kullanılır: Fiziksel özellikler

Normal koşullar altında olefin serisinin ilk üç temsilcisi, amilenlerle başlayan gazlardır (C₅Н₁₀), - sıvılar; C'den başlayarak daha yüksek olefinler₁₉Н₃₈, katı cisimlerdir.

kimyasal özellikleri

Tüm olefinler, çift bağı kıran ve onu basit bir bağa dönüştüren sayısız ekleme reaksiyonu ile karakterize edilir.

Çoğu durumda, reaksiyonun ilk aşaması, bir katyon (örneğin, H + ) veya bir katyonoid türün (Br) eklenmesidir.^b+: Vg^б-) ve bu aşama belirleyici olduğundan, bu tür birçok reaksiyon elektrofilik ekleme olarak kabul edilir.

1. Hidrojen ilavesi - hidrojenasyon. Bu reaksiyon, oda sıcaklığında platin ve paladyum gibi katalizörlerin varlığında ve yüksek sıcaklıklarda ezilmiş nikelin varlığında kolaylıkla gerçekleşir.

2. Halojenlerin eklenmesi C₁₂, kardeşim₂, BEN.

Klor eklenmesi en kolayı, en zorudur.

Halojenlerin eklenmesi (koşullara bağlı olarak) hem radikal hem de iyonik mekanizma ile devam edebilir. Reaksiyon genellikle iyonik mekanizmanın gerçekleştiği koşullar altında gerçekleştirildiğinden, ikincisi üzerinde durmalıyız.

Polarizasyon, özellikle p-elektronlarının etkisi altında gerçekleşir; bu durumda, pozitif yüklü bir brom atomu, çift bağın p-elektronları ile kararsız bir p-kompleksinin oluşumu ile etkileşime girer: elektrofilik ekleme meydana gelir.

Kompleks, p bağının kopması ve pozitif yüklü bir brom iyonunun eklenmesi nedeniyle bir karbokasyona dönüşür. Serbest kalan brom anyonu, nihai ilave ürünü oluşturmak için karbokasyona ilave edilir.

19. Markovnikov'un kuralları. Wagner Yöntemi

V. V. Markovnikov, olefinlere ekleme reaksiyonlarını inceledi ve aşağıdaki modeli oluşturdu: doymamış bileşiklere hidrojen içeren maddelerin eklenmesi durumunda, ikincisi en hidrojenlenmiş karbon atomuna (yani, en fazla hidrojen atomu ile ilişkili) eklenir. .

Bu düzenliliğe Markovnikov kuralı denir.

Bu nedenle, propilene HI eklendiğinde, aşırı doymamış karbon atomuna (daha fazla hidrojenlenmiş olarak) hidrojen eklenir ve orta karbon atomuna iyot eklenir.

Modern kavramlara göre, atomların karşılıklı etkisi, kural olarak, kimyasal bağlar oluşturan elektron bulutlarının yoğunluğunun dağılımındaki bir değişiklikten kaynaklanmaktadır.

Etilendeki bir hidrojen atomunun bir metil grubuyla yer değiştirmesi, elektron yoğunluk dağılımında bir değişikliğe yol açar, bu nedenle propilen molekülü bir dipoldür: birinci karbon atomu, ikincisine (metil grubu ile ilişkili) kıyasla daha elektronegatiftir.

Bir hidrojen halojenürün, örneğin HI'nın etkisi altında, elektropozitif hidrojenin propilenin negatif yüklü aşırı doymamış karbon atomuna ve elektronegatif halojen atomunun propilen molekülünün ikinci karbon atomuna bağlandığı açıktır.

Bağlanma sırası aslında elektron yoğunluklarının dağılımı ile belirlendiğinden, Markovnikov kuralının mutlak bir değeri yoktur, bu kuralın istisnaları bilinmektedir.

Su olefinlerine bağlanma. Reaksiyon, sülfürik asit, çinko klorür gibi katalizörlerin varlığında ilerler.

Bu reaksiyon, alkollerden olefin üretme reaksiyonunun tersidir. Markovnikov'un kuralı, su katılma reaksiyonu için de geçerlidir.

Olefinlerin oksidasyonu. Hafif oksidasyon koşulları altında, örneğin, KMnO'nun soğuk su çözeltisine maruz kaldığında₄ alkali veya nötr bir ortamda, olefinlerin çift bağı kırılır ve serbest bırakılan iki değere iki hidroksil grubu eklenir - sözde dihidrik alkoller oluşur.

Bu durumda, KMnO çözümü₄oksijeninden vazgeçen, renksiz hale gelir veya (fazla KMnO ile)₄) kahverengiye döner (MnO oluşturur)₄). Bu reaksiyon sıklıkla bir test maddesinin doymamışlığını tespit etmek için kullanılır. Zayıf Bir KMnO Çözeltisi ile Olefinlerin Oksidasyonu için Yöntem₄ Rus bilim adamı E. E. Wagner tarafından geliştirilmiş ve literatürde Wagner yöntemi olarak bilinmektedir.

Olefinlerin kuvvetli oksidasyon koşulları altında (örneğin, kromik veya manganez asidin etkisi altında), karbon zincirleri çift bağ bölgesinde tamamen kırılır ve iki oksijen içeren madde molekülü (organik asitler, ketonlar, vb.) .) oluşur.

Molekülün çift bağ bölgesinde bölünmesi sırasında oluşan olefin oksidasyon ürünlerinin incelenmesi.

20. Olefinlerin polimerizasyonu

olefinlerin polimerizasyonu. Polimerizasyon sırasında, (bir veya daha fazla molekülde) çift bağın kopması nedeniyle diğer moleküllerin bir olefin molekülüne art arda bağlanması gerçekleşir.

İki monomer molekülü bir araya getirildiğinde, üç molekül birleştirildiğinde dimerler, trimerler vb.

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra polietilen (polietilen) büyük çapta üretilmeye başlandı.

Yüksek moleküler ağırlıklı - yüksek polimerlere sahip tüm polimerler gibi, polietilen de aynı tip polimer homologlarına göre oluşturulmuş farklı boyutlardaki moleküllerin bir karışımıdır. Bu nedenle, yüksek polimerlerin moleküler ağırlığı, yalnızca koşullu olarak ortalama moleküler ağırlık olarak adlandırılabilir. Tipik olarak, ortalama moleküler ağırlığı yaklaşık 6000-12 amu olan katı bir etilen polimeri kullanılır. Polietilen film, tabak, su boruları, ambalaj malzemeleri vb. üretiminde kullanılır.

Polietilene benzer şekilde elde edilebilen propilen polimer - polipropilen büyük pratik öneme sahipti.

Polipropilen, özellikle elyaf üretimi için kullanılan çok güçlü bir polimerdir. Polipropilen lifler çeşitli amaçlarla halat, ağ, kumaş imalatında kullanılmaktadır.

Olefin polimerizasyon reaksiyonları genellikle teknolojide çok önemlidir, bir örnek, kraking prosesinin çıkış gazlarından benzin üretimidir.

Olefin Polimerizasyon Reaksiyon Mekanizması Etilen polimerizasyon denklemi bir özettir. Bilindiği gibi, polimerizasyon çok daha karmaşık ilerler. Polimerizasyon hem radikal hem de iyonik mekanizmalarla ilerleyebilir. Radikal mekanizma, daha büyük pratik öneme sahip bir mekanizma olarak kabul edilecektir.

Reaksiyonun kararsız ara ürünleri olarak oluşan serbest radikaller oldukça aktiftir. Sadece birbirleriyle bağlantı kurmakla kalmazlar, aynı zamanda tüm moleküllerle etkileşime girerler. Bu durumda, yine serbest radikallerin oluştuğu diğer moleküller üzerinde etkili olan diğer serbest radikaller oluşur. Böylece bir zincirleme reaksiyon meydana gelir. Zincir reaksiyonları teorisi, Sovyet bilim adamı Akademisyen N. N. Semenov ve yakın temas halinde çalışan İngiliz bilim adamı S. Hinshelwood tarafından oluşturuldu (her iki bilim insanına da Nobel Ödülü verildi).

Polimerizasyon dahil tüm zincir reaksiyonları, genellikle ilk serbest radikallerin oluştuğu bir başlangıç basamağı ile başlar ve bunu ana reaksiyon zinciri takip eder.

Başlatma reaksiyonunda, genellikle kolayca serbest radikallere neden olan katalitik olarak hareket eden kararsız maddeler kullanılır.

21. Dien hidrokarbonlar

Diolefinler, dien hidrokarbonlar veya dienler, genel formülü CnH olan iki çift bağa sahip doymamış hidrokarbonlardır.₂n - 2.

Bir çift bağ içeren bileşiklerin adları - ene ile eklenir, ancak bir hidrokarbon molekülünde iki çift bağ varsa, adı - dien (Yunanca di - "iki" den) kullanılarak oluşturulur.

Bir hidrokarbon molekülündeki iki çift bağ farklı şekillerde düzenlenebilir. Bir karbon atomunda yoğunlaşmışlarsa, kümülatif olarak adlandırılırlar.

İki çift bağ tek bir bağla ayrılırsa bunlara konjuge veya konjuge denir.

Çift bağlar iki veya daha fazla basit bağla ayrılırsa, bunlara izole denir.

Uluslararası IUPAC terminolojisine göre çift bağların konumu, bu çift bağların başladığı karbon atomlarının numaralarıyla belirtilir.

Birikmiş ve izole edilmiş çift bağları olan dienler, olefinlerinkine benzer özelliklere sahiptir. İkincisi gibi, kolayca sayısız ekleme reaksiyonuna girerler.

Konjuge çift bağlı dienler, ilk olarak, bazı özelliklerde olefinlerden önemli farklılıklara sahip oldukları ve ikinci olarak, sentetik kauçuk üretimi için başlangıç ürünleri olarak bazı temsilcilerinin büyük önem taşıdığı için daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Konjuge bağlara sahip bileşiklerin en önemli özelliği, izole bağlara sahip bileşiklere kıyasla daha yüksek reaktiviteleridir ve bunlara katılma reaksiyonları genellikle çok tuhaf bir şekilde ilerler. Bu nedenle, klor ile 1,3-bütadien üzerinde hareket ederseniz, ikincisi ağırlıklı olarak bir çift bağ ile bağlanan iki komşu karbon atomuna değil, aksi takdirde: klor atomları zincirin uçlarına bağlanır ve bunun yerine iki çift bağdan biri basit yerine görünür.

Konjuge bir bağ sisteminin uçlarına tuhaf bir şekilde bağlanmanın bir açıklaması, modern elektronik kavramlar tarafından verilmektedir.

1,3-bütadienin elektron kırınım çalışması, birinci ve ikinci ile üçüncü ve dördüncü karbon atomları arasındaki mesafelerin, sıradan çift bağlarla bağlanan atomlar arasındaki mesafeden biraz daha büyük olduğunu gösterir. İkinci ve üçüncü atomlar arasındaki mesafe, geleneksel bir tekli bağla bağlanan atomlar arasındaki mesafeden daha azdır. Böylece, bütadiende, bir çift ve bir tek bağla bağlı karbon atomları arasındaki mesafeler bir dereceye kadar dengelenir. Bu, bütadien içindeki tekli ve çiftli bağların alışılmış olanlardan biraz farklı olduğunu zaten göstermektedir. Farkın nedeni, birbirine yakın iki p-bağının elektron bulutlarının kısmen üst üste gelmesidir. Atomlar arası mesafelerin olağan olanlardan sapmasının ana nedeni budur.

Kuantum mekaniği, bütadien içindeki karbon atomlarını bağlayan bağların (P) sırasını belirlemeyi mümkün kılar.

22. Dienlerin konjugasyonu

Reaksiyona girmeyen bir moleküldeki bağ konjugasyonuna statik konjugasyon etkisi denir.

Konjuge bağlar sistemine sahip bir bileşik bir reaksiyona girerse, o zaman reaksiyon sırasında p-elektron bulutlarının karşılıklı örtüşmesi nedeniyle, dinamik konjugasyon etkisi olarak adlandırılan tüm sistemde elektron yoğunluğunun yeniden dağılımı meydana gelir. . Konjuge bağlar sisteminin karakteristik bir özelliği, belirtilen nedenlerle elektron yoğunluklarının yeniden dağıtılmasının, gözle görülür bir zayıflama olmadan sistem boyunca iletilmesidir. Bu nedenle, konjuge sistemin ilk atomuna bağlanma meydana geldiğinde, sistem boyunca elektron yoğunluğunun yeniden dağılımı meydana gelir ve nihayetinde konjuge sistemin son dördüncü atomunun doymamış (ve dolayısıyla bağlanma) olduğu ortaya çıkar. Bu nedenle, konjuge çift bağlar, tek bir çift bağa benzer şekilde davranan tek bir sistemdir.

Konjuge çift bağlı dienlerin ikinci çok önemli özelliği, aşırı polimerizasyon kolaylığıdır.

Polimerizasyon, hem siklik hem de asiklik ürünler üretir. Bazı dienlerin polimerizasyonu sırasında, kauçuk özellikli çok uzun zincirli bileşikler elde edilir. Bu durumda, düşünülen mekanizmaya göre, her molekülde her iki çift bağ da kırılır, moleküller uçlarından bağlanır ve daha önce var olan konjuge sistemin ortasında bir çift bağ ortaya çıkar.

Bu tip polimerizasyon reaksiyonları, sentetik kauçuk üretiminin temelini oluşturdukları için büyük önem taşımaktadır.

Konjuge çift bağlara sahip dien hidrokarbonların çeşitli temsilcilerinden en önemlileri 1,3-bütadien ve homologlarıdır: 2-metil-1,3-bütadien veya izopren, vb.

Eritren (divinil) veya 1,3-bütadien (C₄Н₆), normal şartlar altında bir gazdır. Divinil'in endüstriyel ölçekte sentezi, S. V. Lebedev'in yöntemine göre alkolden gerçekleştirilir. Alkol buharı, alüminyum oksit ve çinko oksit içeren ısıtılmış bir katalizörden geçirilir. Bu durumda, ana reaksiyonun divinil, hidrojen ve su oluşumuna yol açtığı bir dizi reaksiyon meydana gelir.

Divinil elde etmek için ikinci önemli yöntem, yağın parçalanması sırasında önemli miktarlarda elde edilen bütanın dehidrojenasyonudur.

Bu yöntem, alkolden divinil (ve kauçuk) elde etme yönteminin yerini alır ve böylece endüstriyel amaçlarla alkol üretimi için harcanması gereken patates ve buğday gibi değerli gıda ürünlerinden tasarruf sağlar.

İzopren veya 2-metil-1,3-bütadien (C₅Н₈) normal koşullar altında - kaynama noktası +37 ° C olan bir sıvı.

Doğal kauçuğun kuru damıtılması sırasında, bir zamanlar kauçuğun yapısını aydınlatmanın başlangıcı olarak hizmet eden ve daha sonra suni kauçuğun sentezi için çeşitli yöntemlerin geliştirilmesine yol açan izopren bazı miktarlarda oluşur.

23. Kauçuk

Kauçuk, otomobil, uçak, bisiklet tüpleri ve lastikleri, lastik ayakkabılar, elektrik tellerinin yalıtımı, çok sayıda tıbbi ürün (ısıtıcılar ve soğutma baloncukları, kauçuk sondalar ve kateterler) vb. imalatında yaygın olarak kullanıldığı için büyük önem taşımaktadır.

Kauçuk, bazı tropikal ağaçların sütlü özsuyundan elde edilir. Sütlü meyve suyundan izole edilen kauçuk vulkanize edilir, yani. kükürt veya kükürt klorür ile işlenirken, kauçuk, kalitesini önemli ölçüde artıran belirli bir miktarda kükürt emer: daha elastik hale gelir, önemli sıcaklık dalgalanmalarıyla esnekliğini koruma yeteneği kazanır, ve ayrıca kimyasal etkilere karşı daha dirençli hale gelir. Vulkanizasyon işleminde daha fazla miktarda kükürt (%25-40) kullanılırsa, katı bir ürün elde edilecektir - çok değerli bir yalıtım malzemesi olan ebonit.

Doğal kauçuk, bir izopren polimeridir (C₅Н₈)n. n sayısı sabit bir değer değildir; kauçuğun işlenmesi sırasında büyük ölçüde değişir ve ayrıca, herhangi bir yüksek polimerde olduğu gibi, bu sayı yalnızca ortalama bir değerdir.

Teknik amaçlar için kullanılan geleneksel kauçuk için polimerizasyon derecesi, yani bir polimer molekülünü oluşturan monomer kalıntılarının sayısı yaklaşık 400'dür.

Kauçuğun sentezi iki ana aşamadan oluşur: bütadien, homologları veya türevlerinin sentezi; Dienlerin uzun zincirlere polimerizasyonu.

Sentetik kauçuk üretmek için bütadien ve izoprenin sentezi ve kullanımındaki ilk adım daha önce tartışılmıştı. Buraya, adı geçen dien hidrokarbonlarla birlikte, bütadien, kloropren veya 2-kloro-1,3-bütadien'in bir halojen türevinin, kauçuk sentezi için uygun bir başlangıç ürünü olduğu ortaya çıktığını eklemek gerekir:

Н₂C=CCI-CH=CH₂.

kloropren

Asetilenden türetilen kloropren, bütadien veya izopren gibi, aşağıdaki formüle (C) sahip kauçuksu bir maddenin uzun zincirlerine polimerize olur.₄Н₅СI₁). Bu maddeye nairit denir.

Kauçuk sentezinin ikinci aşaması - dienlerin polimerizasyonu - örneğin az miktarda metalik sodyum gibi katalizörlerin varlığında gerçekleştirilir.

Şu anda, dienlerin (örneğin divinil) diğer doymamış bileşiklerle polimerizasyonuyla elde edilen çeşitli sentetik kauçuklar yaygın olarak kullanılmaktadır: stiren C₆Н₅CH=CH₂, akrilonitril H₂C=CH-CM, vb. Bu işleme kopolimerizasyon denir.

Bu kauçukların birçoğu, onları doğal kauçuklardan olumlu bir şekilde ayıran değerli spesifik özelliklere sahiptir.

24. Alkinler

SpN genel formülüne sahip asetilen serisinin hidrokarbonları₂n - 2, metan serisinin karşılık gelen hidrokarbonlarından dört hidrojen atomu, olefinlerden daha az iki hidrojen atomu ve dienlerle aynı miktarda hidrojen içerir, yani bunlar ikincisinin izomerleridir.

1. Yapı, isimlendirme ve izomerizm

Bu serinin ilk en basit hidrokarbonu asetilendir (C₂Н₂). Asetilen, bu serinin diğer hidrokarbonları gibi üçlü bir bağ içerir. Aslında, asetilene dört halojen (veya hidrojen) atomu eklenir ve eklemenin her iki karbon atomuna da gittiğini doğrulamak kolaydır. Bu nedenle asetilenin yapısı H-C≡C-H formülü ile ifade edilmelidir. Ekleme reaksiyonu sırasında, üçlü bağ kopar, karbon atomlarının her biri, hidrojen, halojen vb. atomlarının eklendiği iki değerlik serbest bırakır.

Üçlü bağın yüksek reaktivitesi, elektronik gösterimler açısından kolaylıkla açıklanabilir. Üçlü bağın elektronik yapısı zaten düşünülmüştür. Asetilendeki karbon atomlarını birbirine bağlayan üç bağ arasında bir s-bağı ve iki p-bağı. Üçlü bağ oluşum enerjisi 840 kJ/mol iken tekli bağ oluşum enerjisi 340 kJ/mol'dür. Asetilen molekülündeki üç bağ aynı olsaydı, üçlü bağ oluşum enerjisinin 1020 kJ/mol olması beklenirdi. Bu nedenle, üçlü bağdaki iki bağın doğası, tekli bağdakinden farklıdır.

Cenevre terminolojisine göre asetilen hidrokarbon serisinin adları, karşılık gelen doymuş hidrokarbonların adlarından türetilmiştir, ancak bitiş - an, bitiş ile değiştirilir - içinde. Asetilen, Cenevre terminolojisine göre etin olarak adlandırılır.

Asetilenik hidrokarbon formülündeki atomların numaralandırılması, üçlü bağın daha yakın olduğu uçtan başlar.

Üçlü bağın yeri bir sayı ile gösterilir - üçlü bağın başladığı karbon atomunun sayısı.

Asetilen serisinin hidrokarbonlarının izomerizmi, karbon atomları zincirinin izomerizmine ve üçlü bağın konumuna bağlıdır.

2. Elde etme yöntemleri

Asetilen üretmek için basit ve yaygın bir yöntem, kalsiyum karbürden (CaC₂). Kalsiyum karbür, kömürün sönmemiş kireçli elektrikli fırınlarda yaklaşık 2500 ° C sıcaklıkta ısıtılmasıyla endüstriyel ölçekte üretilir:

Genellikle katı grimsi-kahverengi bir kütle olan kalsiyum karbür üzerine su ile etki edilirse, gaz - asetilen salınımı ile hızla ayrışır:

Asetilen üretmek için daha yeni bir üretim yöntemi, hidrokarbonların, özellikle 1400 ° C'de asetilen ile hidrojen karışımı veren metanın pirolizidir:

2 Kanal₄ → H - C \u3d C - H + XNUMXH₂

Asetilenik serinin hidrokarbonlarını elde etmek için genel yöntem, hidrojen halojenür elementlerini alkollü bir alkali çözeltisi ile ayırarak dihalojen türevlerinden sentezleridir.

25. Alkinlerin fiziksel özellikleri

C'den gelen hidrokarbonlar₂Н₂ C₄Н₆ normal koşullar altında, bir molekülde beş karbon atomlu bir hidrokarbon ile başlayan gazlardır - sıvılar ve C ile başlayan₁₆Н₃₀ - katı cisimler. Bu serideki kaynama ve erime noktalarına ilişkin modeller, metan serisi ve etilen serisinin hidrokarbonlarıyla aynıdır.

kimyasal özellikleri

Asetilen serisinin hidrokarbonları, olefinlerden bile daha doymamıştır. Aşağıdaki reaksiyonlarla karakterize edilirler.

1. Hidrojen ilavesi. Bu reaksiyonda, diğer birçok reaksiyonda olduğu gibi, ekleme işlemi iki aşamada ilerler. Reaksiyon, olefinlerde olduğu gibi, Pt ve Ni katalizörlerinin varlığında ilerler.

2. Halojenlerin eklenmesi. Asetilene halojen ilave etme mekanizması etilen ile aynıdır.

Halojenlerin asetilene eklenmesinin iki aşaması farklı hızlarda ilerler: ilk aşama, olefinlere ilave edilenden daha yavaş ilerler, yani pratikte asetilen, etilenden daha yavaş halojenlenir. Bu, asetilen molekülündeki doymamış atomlar arasındaki daha küçük atomlar arası mesafe ve yaklaşan katyonları itebilen pozitif yüklü çekirdeklerin yakınlığı ile açıklanır.

3. Su bağlantısı. Cıva tuzlarının katalitik etkisi altında ilerleyen asetilene su ekleme reaksiyonu, Rus bilim adamı M. G. Kucherov tarafından keşfedildi ve genellikle onun adını aldı. Asetaldehit, teknolojide asetik asit, etil alkol ve bir dizi başka madde üretmek için büyük miktarlarda kullanıldığından, reaksiyon büyük pratik öneme sahiptir.

4. Asetilenik hidrokarbonların polimerizasyonu. Reaksiyon, koşullara bağlı olarak farklı şekilde ilerler. Böylece, asetilen, bir CuCl ve NH çözeltisinden geçirildiğinde₄Cl₁ 80 °C'de hidroklorik asit içinde vinil-asetilen oluşturur.

Bu reaksiyon büyük pratik öneme sahiptir, çünkü kolayca HCXNUMX ekleyen vinilasetilen kloroprene dönüşür.

Tarif edilen ekleme reaksiyonları, hem etilen hem de asetilen olmak üzere tüm doymamış hidrokarbonların karakteristiğidir. Bununla birlikte, asetilenik hidrokarbonlara özgü ve onları etilen hidrokarbonlardan keskin bir şekilde ayıran reaksiyonlar vardır.

5. Organometalik bileşiklerin oluşum reaksiyonu. Üçlü bir bağla bağlanan karbon atomlarında bulunan hidrojen atomları, bir metal ile yer değiştirme yeteneğine sahiptir. Örneğin, asetilen bir amonyak bakır (I) klorür çözeltisinden geçirilirse, kırmızı-kahverengi bir bakır asetilen (bakır asetilenit) çökeltisi oluşur:

H-C≡C-H + 2CuCl₂ + 2NH₃ → Cu-С≡С-Cu + 2NH₄Cl.

26. Asiklik hidrokarbonlar

Alisiklik bileşiklerin adı, döngüleri içermeleri nedeniyle ortaya çıktı, ancak yağ serisinin maddelerine benzer özellikler - alifatik bileşikler. Alisiklik bileşikler, benzen türevlerinin karakteristik aromatik bağlarını içermez.

Alisiklik bileşiklerin çalışmasında son derece büyük bir rol Rus bilim adamlarına aittir. Alisiklik bileşiklerin kimyasının kurucusu VV Markovnikov'dur.

Alisiklik serinin büyük bir hidrokarbon grubu, birkaç metilen grubundan oluşan bir döngüdür; bu hidrokarbonlara polimetilen denir. Alisiklik hidrokarbonların ikinci büyük grubu, terpenlerin yakın olduğu mentan türevleridir.

Polimetilen hidrokarbonlar veya sikloalkanlar

Polimetilen hidrokarbonlar birkaç metilen grubundan (CH₂), genel formül SpN'ye sahip₂ n, yani, olefinlere izomeriktir. Polimetilen hidrokarbonlara ayrıca sikloparafinler de denir, çünkü çoğu durumda siklik bir yapıya sahip olduklarından parafinlere benzer özelliklere sahiptirler. Çok sık olarak, bu hidrokarbonlara, V. V. Markovnikov'un önerisi üzerine, naftenler de denir (bu, bir takım temsilcilerinin petrolden izolasyonu ile ilişkilidir).

Bireysel temsilciler

Polimetilen hidrokarbonların bireysel temsilcileri genellikle siklo- ön ekiyle karşılık gelen doymuş yağlı hidrokarbonlardan sonra adlandırılır. Böylece, en basit polimetilen hidrokarbon C₃Н₆ siklopropan denilen; hidrokarbon C₄Н₈ - siklobutan, hidrokarbon C₅Н₁₀ - siklopentan vb. Üretim yöntemleri

Siklopentan ve sikloheksan gibi sikloparafinler ve bunların ikame edilmiş alkilleri, bazı yağ türlerinde, örneğin Kafkas yağında büyük miktarlarda bulunur. Ek olarak, bunların sentetik olarak hazırlanması için bir dizi yöntem vardır, örneğin, ilgili farklı atomlarda halojen atomları içeren yağlı hidrokarbonların halojen türevlerinden iki halojen atomunun ortadan kaldırılması.

Fiziksel ve kimyasal özellikleri

Normal sıcaklıkta siklopropan ve siklobutan gazdır, siklopentan ve siklooktan sıvıdır, en yüksek temsilciler katıdır.

Sikloparafinlerin kimyasal özellikleri parafinlere benzer. Bunlar, halojenlerle ikame reaksiyonlarına giren kimyasal olarak oldukça kararlı maddelerdir. İstisna, ilk iki temsilcidir - siklopropan ve siklobütan. Bu maddeler, özellikle siklopropan, doymamış yağlı bileşikler gibi davranır - halka yırtılması ve yağ serisinin dihalojen türevlerinin oluşumu ile halojenler ekleyebilirler. Siklopropan ve siklobütan ve sikloparafinlerin diğer temsilcilerinin davranışlarındaki farklılıklar Bayer stres teorisi ile açıklanmaktadır.

27. Sikloheksan, metan, terpenler

Sikloheksan (C₆Н₁₂) aromatik hidrokarbon benzen ile hidrojenasyon yoluyla kolayca elde edilebilen çok yakın bir ilişkiye sahiptir:

С₆Н₆ + 6H → C₆Н₁₂.

Bu bağlamda, sikloheksan, hidroaromatik bir bileşik olarak düşünüldüğünde genellikle heksahidrobenzen olarak adlandırılır.

Hidroaromatik bileşikler, aromatik bileşiklerde benzen halkasının tamamen veya kısmen hidrojenlenmesinden kaynaklananlardır.

Sikloheksan, Kafkas yağında önemli miktarlarda bulunur. N. D. Zelinsky'nin gösterdiği gibi, paladyum siyahı (ince ezilmiş paladyum) varlığında 300 ° C'de sikloheksan, benzene dönüşen dehidrojenatlar:

С₆Н₁₂ → C₆Н₆ + 6H.

Bu reaksiyon, büyük ulusal ekonomik öneme sahip olan yağın aromatizasyon sürecinin temelini oluşturur.

Nitrik asit ile oksitlendiğinde sikloheksan halkası kırılır ve adipik asit oluşur:

HOOS-(CH₂)₄ -COOH.

Mentan, terpenler

Mentan veya p-metilizopropilsikloheksan, tamamen hidrojene simen veya p-metilizopropilbenzen olarak düşünülebilir.

Mentan doğada bulunmaz, ancak simenin hidrojenasyonu ile sentetik olarak elde edilir.

Çok sayıda mentan türevinin belirlenmesini kolaylaştırmak için formülündeki karbon atomları gösterildiği gibi numaralandırılmıştır.

Terpenler, genel formül C'ye sahip bir grup hidrokarbondur.₁₀Н₁₆ ve yapı olarak menta-well ve cymol'e benzer. Terpenler, daha düşük hidrojen içeriği (yani, doymamışlıkları vardır) ile mentandan ve yüksek hidrojen içeriği (yani, tamamen olmasa da, simen türevleri) ile simenden farklıdır.

Böylece terpenler, aromatik bir madde olan simen ile simenin tamamen hidrojene edilmiş bir türevi olan mentan arasında bir ara pozisyonda yer alır: C₁₀Н₁₄- simol, C₁₀Н₁₆ - terpenler, C₁₀Н₂₀ - mentan.

Terpenler, kozalaklı ağaçların özsu ve reçinesinde ve ayrıca bir dizi bitkinin birçok uçucu yağında doğal olarak bulunur. Uçucu yağlar bitkilerin çeşitli kısımlarından elde edilir, en iyi uçucu yağlar çiçeklerden elde edilir. Uçucu yağlar elde etmek için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır; çoğunlukla su buharı ile damıtılırlar, daha az sıklıkla organik çözücüler ile özütlenirler; almanın başka yolları da var. Uçucu yağlar, terpenlerle birlikte alkoller, aldehitler, ketonlar ve diğer organik bileşik gruplarıyla ilgili çok çeşitli maddeler içerir.

28. Terpenlerin genel özellikleri

Tüm terpenler sıvıdır. Tam olarak hidrojene edilmemiş simen türevleri olduklarından, moleküllerinde çift bağ (bir veya iki) içerirler ve bu nedenle brom, hidrojen klorür vb. Ekleyebilirler. Terpenlerin önemli bir özelliği, atmosferik oksijen tarafından oksitlenebilmeleridir. Terpen oksidasyonu süreci çok karmaşıktır ve kuru ve nemli havada farklı şekilde ilerler. Kuru havada peroksit bileşikleri oluşur, bunlar daha sonra oksijenlerinden vazgeçerek oksit bileşiklerine dönüşür. İçinde peroksit bileşiklerinin varlığına dayanan uzun süredir ozonlanmış terebentin oksitleyici özellikleri, daha önce bu tür terebentin bir panzehir olarak, örneğin fosfor zehirlenmesinde kullanıldığında kullanıldı.

Terpenler, yapılarına bağlı olarak, en önemlileri monosiklik ve bisiklik terpenler olan birkaç gruba ayrılır.

monosiklik terpenler

Monosiklik terpenler, molekül başına bir halka içerir. Dört brom atomu bağlarlar, yani iki çift bağları vardır. Limonen, monosiklik terpenlerin bir temsilcisi olarak hizmet edebilir.

Limonen, çekirdekte - birinci ve ikinci karbon atomları arasında - ikincisi - üç karbonlu yan zincirde bir çift bağa sahiptir. Limonen başta limon yağı olmak üzere birçok uçucu yağda bulunur. Limonun hoş kokusu, limonun uçucu yağında bulunan limonene bağlıdır; dolayısıyla "limonen" adı.

Limonen ayrıca bazı iğne yapraklı bitkilerin esansiyel yağlarında da bulunur; örneğin çam iğnelerinin esansiyel yağında. Çam ve köknar iğneleri buharla damıtıldığında hoş aromatik kokuya sahip bir sıvı olan “orman suyu” elde edilir. Bisiklik terpenler

Bisiklik terpenler, molekül başına iki halka içerir. Molekülleri iki brom atomu bağlar, bu nedenle bisiklik terpenler bir çift bağa sahiptir.

Çeşitli bisiklik terpen grupları genellikle altı üyeli halkaya ek olarak üç, dört ve beş üyeli halkalar içeren karan, pinan ve kamphan gibi çift bağ içermeyen hidrokarbonlardan türetilir. Buna göre karan, pinan ve kamfan gruplarının bisiklik terpenleri ayırt edilir.

Bisiklik terpen formüllerinin yakından incelenmesi, izopropil H grubunun daha küçük halkalarının yapımında yer aldığını gösterir.₃C-C-CH₃, mentanda da bulunur.

Bisiklik terpenlerin en önemlisi pinan grubuna ait olan pinendir.

Pinen, iğne yapraklı bitkilerden elde edilen terebentin veya terebentin yağlarının ana bileşenidir. "Pinen" adı Latince pinus - çamdan gelir.

29. Aromatik hidrokarbonlar

"Aromatik bileşikler" adı, organik kimyanın gelişiminin ilk aşamalarında ortaya çıktı. Aromatik bileşikler grubu, doğal reçinelerden, balzamlardan ve hoş kokulu uçucu yağlardan elde edilen bir dizi maddeyi içeriyordu. Daha sonra, bu bileşiklerin bir kısmının benzen C6 H6'nın hidrokarbon çekirdeğine dayandığı ortaya çıktı. Bu bağlamda, benzenin türevi olan tüm bileşiklere aromatik bileşikler denilmeye başlandı. Sadece çok küçük bir kısmı hoş bir aromatik kokuya sahip olan çok sayıda aromatik bileşik bilinmektedir.

Benzen ve homologları

Metanın tüm doymuş hidrokarbonların "atası" olması gibi, benzen de tüm aromatik hidrokarbonların "atası" olarak kabul edilir. Aromatik hidrokarbonlar, bir veya daha fazla hidrojen atomunun radikallerle değiştirildiği benzen ve benzen türevleridir.

benzenin yapısı

Birkaç on yıl boyunca benzenin yapısı, canlı bilimsel tartışmaların konusu olmuştur. Benzen C'nin moleküler formülü₆Н₆ asetilenin doymamışlığına karşılık gelen büyük bir benzen doymamışlığından bahsediyormuş gibi (C₂Н₂). Bununla birlikte, normal koşullar altında benzen, doymamış hidrokarbonların özelliği olan ekleme reaksiyonlarına girmez: halojen eklemez, KMnO çözeltilerinin rengini bozmaz.₄. Benzen için ikame reaksiyonları daha karakteristiktir, genellikle doymuş hidrokarbonların karakteristiğidir.

Örneğin, benzendeki hidrojen atomlarının yerini halojenler alır:

С₆Н₆ + Vr₂ → C₆Н₅Vg + HBg.

bromobenzen

Benzenin yapısını aydınlatmada önemli bir adım, geçen yüzyılın 60'larında A. Kekule tarafından ifade edilen molekülünün döngüsel yapısı teorisiydi. Bu teori için deneysel veriler, vatandaşımız F. F. Beilstein ve diğer bilim adamları tarafından elde edildi. Tek ikameli benzenlerin izomerleri olmadığı kanıtlanmıştır. Örneğin, yalnızca bir bromobenzen vardır (C₆Н₅Br), bir nitrobenzen (C₆Н₅NUMARA₂) vb.

Benzendeki karbon atomları bir açık zincir şeklinde bağlanmış olsaydı, o zaman en az üç mono-ikameli benzen izomeri olurdu, bu izomerler ikame edicinin (örneğin brom) birinci, ikinci veya üçüncü karbon atomu.

Benzendeki karbon atomları bir döngü şeklinde bağlıysa, zincirin "başlangıcı" olmadığı, tüm karbon atomlarının eşdeğer olduğu ve mono-ikameli benzenin izomerleri olamayacağı oldukça açıktır.

Benzenin döngüsel yapısı çoğu kimyager tarafından kabul edildi, ancak karbon atomlarının değeri ve birbirleriyle olan bağlarının doğası sorunu hala bir tartışma konusuydu. Döngüsel formülde, her karbon atomunun serbest bir dördüncü değerliliği vardır. Serbest değerlikli kararlı bileşikler bilinmediğinden, altı karbon atomunun tamamının dördüncü değerliklerinin bir şekilde birbirine doymuş olduğunu varsaymak gerekiyordu.

30. Aromatik hidrokarbonların isimlendirilmesi ve izomerizmi

isimlendirme. Aromatik hidrokarbonların rasyonel isimleri genellikle benzen molekülündeki hidrojen atomlarının yerini alan bir veya daha fazla radikalin adını ekleyerek "benzen" adından türetilir. Yani, hidrokarbon C₆Н₈SN₃ metil benzen olarak adlandırılan; hidrokarbon C₆Н₄(CH₃)(İTİBAREN₂Н₅) - metil-etilbenzen, vb.

Bu adlandırma yöntemiyle birlikte, bazen bir başkası kullanılır: benzen homologu, hidrojen atomunun bir benzen tortusu C ile değiştirildiği bir yağlı hidrokarbon türevi olarak kabul edilir.₆Н₅fenil denir. Daha sonra hidrokarbon C₆Н₅-CH₃ bu yöntemle fenilmetan denir.

Pratikte yaygın olarak kullanılan bazı benzen homologlarının köklü ampirik isimleri vardır. Örneğin, metilbenzen C₆Н₅-CH₃ toluen denir; dimetilbenzen - C₆Н₄(CH₃)₂ - ksilen, vb.

Aromatik hidrokarbonların kalıntıları, bunların radikalleri, yağlı hidrokarbon kalıntıları - alkiller adına benzer şekilde arillerin genel adını taşır.

izomerizm. Bir dizi aromatik bileşikte, birbirine göre iki veya daha fazla ikame edicinin düzenlenmesine bağlı olarak izomerizm ile sıklıkla karşılaşılır. Bu nedenle, iki ikameli bir benzen molekülünde, iki ikame edici, üç izomer vererek farklı pozisyonlarda olabilir:

1) sübstitüentler komşu karbon atomlarında yer alabilir: bu düzenlemeye sahip izomerlere ortoizomerler denir;

2) ikameler, bir tane daha karbon atomu - metaizomer ile ayrılan karbon atomlarında yer alabilir;

3) sübstitüentler, iki karbon atomu ile ayrılan karbon atomlarında, yani çapraz olarak yerleştirilmiş - paraizomerlerde bulunabilir. Üç ikameli benzen için üç farklı ikame düzenlemesi de mümkündür:

1) üç ikame edicinin tümü, üç komşu karbon atomunda yer alabilir; böyle bir ikame düzenine sahip bir izomer, sıradan veya yakın olarak adlandırılır;

2) üç ikame edici, ikisi komşu karbon atomlarında yer alacak ve üçüncüsü bunlardan birine göre bir meta konumunda olacak şekilde yerleştirilebilir; böyle bir izomere simetrik olmayan denir;

3) üç ikame edicinin tümü bire bir meta pozisyonunda yer alabilir; böyle bir düzenlemeye simetrik denir.

Halkadaki ikame edicilerin konumuna bağlı olarak kabul edilen izomerizme ek olarak, aromatik hidrokarbonlar grubunda başka izomerizm türleri de olabilir. Örneğin, benzen halkasında hidrojen atomlarını ikame eden radikaller, düz bir karbon atomu zincirine ve az ya da çok dallı bir zincire sahip olabilir. Ayrıca, izomerizm, benzen kalıntısı ile toplamda aynı sayıda karbon ve hidrojen atomu ile farklı izomerler içeren radikallerin sayısına bağlı olabilir.

31. Aromatik hidrokarbonların elde edilmesi. doğal kaynaklar

Kömürün kuru damıtılması.

Aromatik hidrokarbonlar esas olarak kömürün kuru damıtılmasından elde edilir. Kömür imbiklerde veya kok fırınlarında havasız olarak 1000-1300 °C'de ısıtıldığında, kömürün organik maddesi katı, sıvı ve gazlı ürünlerin oluşumuyla ayrışır.

Kuru damıtmanın katı ürünü - kok - kül ile karıştırılmış karbondan oluşan gözenekli bir kütledir. Kok, büyük miktarlarda üretilir ve esas olarak metalurji endüstrisi tarafından cevherlerden metallerin (öncelikle demir) üretiminde indirgeyici madde olarak tüketilir.

Kuru damıtmanın sıvı ürünleri siyah viskoz katrandır (kömür katranı) ve amonyak içeren sulu tabaka amonyak suyudur. Kömür katranı, orijinal kömürün kütlesinin ortalama %3'ü kadar elde edilir. Amonyak suyu, amonyak üretiminin önemli kaynaklarından biridir. Kömürün kuru damıtılmasının gaz halindeki ürünlerine kok gazı denir. Kok fırını gazı, kömürün derecesine, koklaştırma moduna vb. bağlı olarak farklı bir bileşime sahiptir. Kok fırını pillerinde üretilen kok gazı, katran, amonyak ve hafif yağ buharlarını yakalayan bir dizi emiciden geçirilir. Kok fırını gazından yoğunlaştırma ile elde edilen hafif yağ, %60 benzen, toluen ve diğer hidrokarbonları içerir. Benzenin çoğu (%90'a kadar) bu şekilde ve sadece çok azı - kömür katranının fraksiyonlanmasıyla elde edilir.

Kömür katranının işlenmesi. Kömür katranı, karakteristik bir kokuya sahip siyah reçineli bir kütle görünümündedir. Şu anda, kömür katranından 120'den fazla farklı ürün izole edilmiştir. Bunlar arasında aromatik hidrokarbonlar ve ayrıca asidik bir yapıya sahip aromatik oksijen içeren maddeler (fenoller), bazik yapıya sahip azot içeren maddeler (piridin, kinolin), kükürt içeren maddeler (tiyofen) vb.

Kömür katranı fraksiyonel damıtma işlemine tabi tutulur ve bunun sonucunda birkaç fraksiyon elde edilir.

Hafif yağ, benzen, toluen, ksilenler ve diğer bazı hidrokarbonları içerir.

Orta veya karbolik yağ, bir dizi fenol içerir.

Ağır veya kreozot yağı: Ağır yağdaki hidrokarbonlardan naftalin bulunur.

Petrolden hidrokarbon üretimi

Yağ, aromatik hidrokarbonların ana kaynaklarından biridir. Çoğu yağ, yalnızca çok az miktarda aromatik hidrokarbon içerir. Aromatik hidrokarbonlar açısından zengin yerli yağdan Ural (Perm) sahasının yağıdır. "İkinci Bakü" yağı, %60'a kadar aromatik hidrokarbon içerir.

Aromatik hidrokarbonların kıtlığı nedeniyle, artık "yağ aroması" kullanılmaktadır: yağ ürünleri yaklaşık 700 ° C sıcaklıkta ısıtılır, bunun sonucunda yağın ayrışma ürünlerinden aromatik hidrokarbonların% 15-18'i elde edilebilir. .

32. Aromatik hidrokarbonların sentezi, fiziksel ve kimyasal özellikleri

1. Yağ serisinin aromatik hidrokarbonlardan ve halojen türevlerinden katalizörlerin varlığında sentez (Friedel-Crafts sentezi).

2. Aromatik asitlerin tuzlarından sentez.

Aromatik asitlerin kuru tuzları sodalime ile ısıtıldığında, tuzlar hidrokarbonları oluşturmak üzere ayrışır. Bu yöntem, yağlı hidrokarbonların üretimine benzer.

3. Asetilenden sentez. Bu reaksiyon, yağlı hidrokarbonlardan benzen sentezinin bir örneği olarak ilgi çekicidir.

Asetilen ısıtılmış bir katalizörden (500 °C'de) geçirildiğinde, asetilenin üçlü bağları kırılır ve üç molekülü bir benzen molekülüne polimerize olur.

fiziksel özellikler

Aromatik hidrokarbonlar, karakteristik bir kokuya sahip sıvılar veya katılardır. Moleküllerinde birden fazla benzen halkası olmayan hidrokarbonlar sudan daha hafiftir. Aromatik hidrokarbonlar suda az çözünür.

Aromatik hidrokarbonların IR spektrumları öncelikle üç bölge ile karakterize edilir:

1) yaklaşık 3000 cm^-1, C-H gerilme titreşimlerinden dolayı;

2) alan 1600-1500cm^-1aromatik karbon-karbon bağlarının iskelet titreşimleriyle ilişkili ve yapıya bağlı olarak tepe noktalarının konumunda önemli ölçüde değişen;

3) 900 cm'nin altındaki alan^-1, aromatik halkanın C-H bükülme titreşimleriyle ilgili.

kimyasal özellikleri

Aromatik hidrokarbonların en önemli genel kimyasal özellikleri, ikame reaksiyonlarına eğilimleri ve benzen çekirdeğinin yüksek mukavemetidir.

Benzen homologları, moleküllerinde, örneğin hidrokarbon C'de bir benzen çekirdeğine ve bir yan zincire sahiptir.₆Н₅-C₂Н₅ C grubu₆Н₅ benzen çekirdeğidir ve C₂Н₅ - Yan zincir. Benzen homologlarının moleküllerindeki benzen çekirdeğinin özellikleri, benzenin özelliklerine yaklaşır. Yağlı hidrokarbonların kalıntıları olan yan zincirlerin özellikleri, yağlı hidrokarbonların özelliklerine yaklaşır.

Benzen hidrokarbonların reaksiyonları dört gruba ayrılabilir.

33. Benzen çekirdeğindeki oryantasyon kuralları

Benzen çekirdeğindeki ikame reaksiyonlarını incelerken, benzen çekirdeği zaten herhangi bir ikame grubu içeriyorsa, ikinci grubun ilk ikame edicinin doğasına bağlı olarak belirli bir konuma girdiği bulundu. Bu nedenle benzen çekirdeğindeki her bir ikame belirli bir yönlendirme veya yönlendirme etkisine sahiptir.

Yeni eklenen ikame edicinin konumu, ikame edicinin doğasından, yani aktif reaktifin elektrofilik veya nükleofilik yapısından da etkilenir. Benzen halkasındaki en önemli ikame reaksiyonlarının büyük çoğunluğu elektrofilik ikame reaksiyonlarıdır (proton şeklinde ayrılan bir hidrojen atomunun pozitif yüklü bir parçacıkla değiştirilmesi) - halojenasyon, sülfonasyon, nitrasyon reaksiyonları, vb.

Tüm ikameler, yol gösterici eylemlerinin doğasına göre iki gruba ayrılır.

1. Elektrofilik sübstitüsyon reaksiyonlarında birinci türden sübstitüentler, sonradan eklenen grupları orto ve para pozisyonlarına yönlendirir.

Bu tür ikameler, örneğin, yönlendirme güçlerine göre azalan sırada düzenlenmiş aşağıdaki grupları içerir: -NH₂, -OH, -CH3.

2. Elektrofilik sübstitüsyon reaksiyonlarında ikinci tür sübstitüentler, sonradan eklenen grupları meta pozisyonuna yönlendirir.

Bu cinsin sübstitüentleri, yönlendirme güçlerinin azalan sırasına göre düzenlenmiş aşağıdaki grupları içerir: -NO₂, -C≡N, -SO₃H.

Birinci türden ikame ediciler, tekli bağlar içerir; ikinci türden ikame ediciler, ikili veya üçlü bağların varlığı ile karakterize edilir.

Birinci türden ikameler, vakaların ezici çoğunluğunda ikame reaksiyonlarını kolaylaştırır. Örneğin, benzeni nitratlamak için, onu konsantre nitrik ve sülfürik asit karışımı ile ısıtmanız gerekirken, fenol C₆Н₅OH, orto- ve paranitrofenol oluşturmak için oda sıcaklığında seyreltik nitrik asit ile başarılı bir şekilde nitratlanabilir.

İkinci türden ikameler genellikle ikame reaksiyonlarını tamamen engeller. Orto ve para pozisyonlarında ikame özellikle zordur ve meta pozisyonunda ikame nispeten daha kolaydır.

Şu anda, ikame edicilerin etkisi, birinci tür ikame edicilerin elektron veren (elektron veren), yani elektron bulutlarının, hidrojen atomlarının reaktivitesini artıran benzen çekirdeğine doğru kaydırılması gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Halkadaki hidrojen atomlarının reaktivitesindeki bir artış, elektrofilik ikame reaksiyonlarının seyrini kolaylaştırır. Yani örneğin hidroksil varlığında oksijen atomunun serbest elektronları halkaya doğru kayar, bu da halkadaki elektron yoğunluğunu arttırır ve elektron yoğunluğu özellikle orto ve para pozisyonlarındaki karbon atomlarında artar. ikame edici.

34. Benzen çekirdeğindeki ikame kuralları

Benzen halkasındaki ikame kuralları, reaksiyonun gidişatını tahmin etmeyi ve istenen bir veya başka bir maddenin sentezi için doğru yolu seçmeyi mümkün kıldıkları için büyük pratik öneme sahiptir.

Aromatik serilerde elektrofilik yer değiştirme reaksiyonlarının mekanizması. Modern araştırma yöntemleri, aromatik serilerdeki ikame mekanizmasını büyük ölçüde açıklamayı mümkün kılmıştır. İlginç bir şekilde, birçok açıdan, özellikle ilk aşamalarda, aromatik serilerdeki elektrofilik ikame mekanizmasının, yağlı serilerdeki elektrofilik ilave mekanizmasına benzer olduğu ortaya çıktı.

Elektrofilik ikamedeki ilk adım (elektrofilik eklemede olduğu gibi) bir p-kompleksinin oluşumudur. Elektrofilik parçacık Xd+, benzen halkasının altı p-elektronunun tümüne bağlanır.

İkinci aşama, p kompleksinin oluşumudur. Bu durumda, elektrofilik parçacık, sıradan bir kovalent bağ oluşturmak için altı p-elektrondan iki elektron "çeker". Ortaya çıkan p-kompleksi artık aromatik bir yapıya sahip değildir: altıncı karbon atomunun doymuş bir duruma geçtiği, delokalize bir durumda dört p-elektronun beş karbon atomu arasında dağıldığı kararsız bir karbokasyondur. Girilen X ikamesi ve hidrojen atomu, altı üyeli halkanın düzlemine dik bir düzlemdedir. S-kompleksi, oluşumu ve yapısı bir dizi yöntemle, özellikle spektroskopi ile kanıtlanmış bir ara maddedir.

Elektrofilik ikamenin üçüncü aşaması, bir hidrojen atomunun bir proton biçiminde ortadan kaldırılmasıyla elde edilen S-kompleksinin stabilizasyonudur. Bir protonun çıkarılmasından sonra C-H bağının oluşumunda yer alan iki elektron, beş karbon atomunun dört delokalize elektronuyla birlikte, ikame edilmiş benzenin olağan kararlı aromatik yapısını verir. Katalizörün rolü (genellikle A₁Cl₃) bu işlemde, elektrofilik ikame reaksiyonuna giren pozitif yüklü bir partikül oluşumu ile haloalkilin polarizasyonunun güçlendirilmesinden oluşur.

Toplama reaksiyonları

Benzen hidrokarbonlar katılma reaksiyonuna büyük zorluklarla girerler - brom suyunun ve KMnO çözeltisinin rengini bozmazlar₄. Bununla birlikte, özel koşullar altında, ilave reaksiyonları hala mümkündür.

1. Halojenlerin eklenmesi.

Bu reaksiyondaki oksijen, negatif bir katalizör rolünü oynar: varlığında reaksiyon ilerlemez. Katalizör varlığında hidrojen ilavesi:

C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂

2. Aromatik hidrokarbonların oksidasyonu.

Benzenin kendisi oksidasyona son derece dirençlidir - parafinlerden daha dirençlidir. Enerjik oksitleyici ajanların (asidik bir ortamda KMnO4, vb.) Benzen homologları üzerindeki etkisi altında, benzen çekirdeği oksitlenmezken, yan zincirler aromatik asitlerin oluşumu ile oksidasyona uğrar.

35. Naftalin grubu

Naftalin grubunun bileşiklerinin atası, hidrokarbon naftalin C10 H8'dir. Naftalinin moleküler formülü ilk olarak A. A. Voskresensky tarafından kurulmuştur.

Naftalinin yapısı benzene çok benzer. X-ışını çalışmaları, naftalin molekülünün benzen molekülü gibi düz olduğunu, ancak atomlar arası mesafelerin benzen molekülündeki gibi hizalı olmadığını ve 1,356 ile 1,425 A arasında değiştiğini göstermektedir.

Naftalin türevlerinin izomerizmi

Monosübstitüe edilmiş benzenlerin izomerleri yoktur. Monosübstitüe naftalin ile durum farklıdır. Naftalin molekülünde aynı anda her iki benzen çekirdeğine ait olan iki karbon atomu vardır; geri kalan sekiz naftalin karbonundan dördü doğrudan ortak karbonlara bağlanır - bu dört karbon genellikle A harfi ile gösterilir. Geri kalan dört karbon, iki ortak karbondan a atomlarıyla ayrılır; çıkarılan karbon atomları b harfi ile gösterilir.

Bu bağlamda, her bir monosübstitüe edilmiş naftalen, karbon atomlarından hangisinin değiştirildiğine bağlı olarak a- ve b-izomer formunda bulunabilir.

naftalin almak

Naftalin üretiminin ana kaynağı %8-10 naftalin içeren kömür katranıdır. Kömür katranını fraksiyonlarken, naftalin fenollerle birlikte esas olarak karbolik yağ fraksiyonuna geçer. Fenoller, fenolleri çözen alkali kullanılarak naftalinden ayrılır, daha sonra naftalin vakumlu damıtma ve süblimasyon yoluyla saflaştırılır. Naftalin, çok sayıda türevi biçiminde boyaların, ilaçların, patlayıcıların, çözücülerin vb. imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Fiziksel özellikler

Naftalin, karakteristik bir kokuya sahip katı kristal bir maddedir; uçucu ve yanıcı. Naftalin suda çözünmez, ancak sıcak alkol, eter ve benzende çözünür. Kimyasal özellikler

Yapısında benzene benzeyen naftalin aromatik bir karaktere sahiptir, yani kolayca nitratlanır, sülfonatlanır vb.

1. Hidrojen ilavesi (hidrojenasyon). Naftalinin çift bağlarına hidrojen eklenebilir. Hidrojenasyon koşullarına bağlı olarak dihidronaftalin, tetrahidronaftalin ve dekahidronaftalin elde edilir. Naftalin indirgeme ürünleri - tetralin ve dekalin - teknolojide solvent, yakıt vb. olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

2. Hidrojen atomlarının ikamesi.

Naftalin içindeki hidrojen atomları kolayca değiştirilir ve çoğu durumda a-türevleri daha kolay elde edilir. Çoğu durumda b-türevleri daha uzun bir yoldan elde edilir.

3. Oksidasyon.

Naftalinin kuvvetli oksidasyonu veya oksi ve amino türevlerinin daha kolay oluşan oksidasyonu, naftokinonların oluşumuna yol açar.

36. Antrasen, fenantren grubu

Aynı moleküler formül C'ye sahip antrasen ve fenantren₁₄Н₁₀, kömür katranında bulunan; antrasen yağı fraksiyonundan izole edilirler.

Antrasen, altı üyeli üç halkanın birleşimidir. X-ışını kırınım analizi kullanılarak antrasen çalışması, antrasen molekülünün 14 karbon atomunun hepsinin aynı düzlemde bulunduğunu göstermektedir. Sıcak benzende yüksek oranda çözünür, alkol ve eterde az çözünür ve suda çözünmez kristal bir maddedir. Antrasen molekülünde özellikle hareketli olanlar, 9 ve 10 konumlarındaki, yani ortadaki, mezopozisyon olarak adlandırılan hidrojen atomlarıdır.

Hidrojen atomlarının mezopozisyondaki hareketliliği, özellikle, oksitleyici ajanların etkisi altında, antrakinon oluşumu ile diğer atomlardan çok daha kolay oksitlenmeleri gerçeğinde kendini gösterir.

Antrasen türevlerinin en önemlileri antrakinon ve alizarindir.

fenantren grubu ve diğer yoğunlaştırılmış sistemler

Fenantren, antrasenin bir izomeridir (C₁₄Н₁₀,), altı üyeli üç halkadan oluşan yoğun bir sistemdir.

Fenantren türevlerini belirtmek için formüldeki atomları yukarıda gösterildiği gibi numaralandırılır.

Fenantren - benzen ve homologlarında kolayca çözünen parlak renksiz kristaller.

Fenantrenin en dıştaki çekirdekleri benzene benzer aromatik karaktere sahiptir. Orta çekirdekte, bir çift bağla bağlanan 9. ve 10. karbon atomları, doymamış hidrokarbon zincirleri gibi davranır, kolayca brom ekler (çift bağın bölünmesiyle), kolayca oksitlenir, vb.

Fenantren, antrasen kadar geniş bir teknik uygulama bulamamıştır. Ancak önemi çok büyüktür. Fenantrenin çekirdeğinin, fizyolojik etkileri olan çok sayıda bileşiğin altında yattığı ortaya çıktı. Bu nedenle, örneğin fenantrenlerin çekirdeği (kısmen hidrojenlenmiş, yani daha az sayıda çift bağa sahip), morfin ve kodein gibi önemli alkaloitlerin altında yatar.

Beş üyeli bir siklopentan halkasına kaynaşmış tamamen hidrojene fenantren çekirdeğine siklopentanoperhidrofenantren denir. Bu çekirdek, steroller, D vitaminleri, safra asitleri, seks hormonları, kardiyak glikozitlerin aglikonları ve biyolojik olarak önemli bir dizi başka maddeyi içeren steroid moleküllerinin temelini oluşturur.

Diğer yoğunlaştırılmış sistemler

Naftalin, antrasen ve fenantren ile birlikte kömür katranı, yoğun çevrimlere sahip çok sayıda başka hidrokarbon içerir.

Lehimli halkalara sahip birçok aromatik hidrokarbon kanserojendir, yani kansere neden olma kabiliyetine sahiptir. Sözde metilkolantren, özellikle güçlü bir kanserojen etkiye sahiptir.

37. Benzen olmayan aromatik bileşikler

Aromatik bileşiklerin ana karakteristik özellikleri: oksidasyona direnç, elektrofilik ikame reaksiyonlarının kolaylığı - nitrasyon, sülfonasyon, halojenasyon, katılma reaksiyonlarına çok düşük bir eğilim. Benzen türevleri olmayan, ancak aromatik özelliklere sahip bileşikler, yani benzen olmayan aromatik bileşikler büyük ilgi görmektedir.

Robinson ve diğer araştırmacıların çalışmaları, aromatik özelliklerin tezahürü için, aromatik elektronların sözde altı üyeli halkasında (mutlaka altı üyeli değil) varlığının gerekli olduğunu göstermiştir - altı konjuge p-elektron. p-elektronların konjugasyonunun gerçekleşmesi için eksenleri paralel olmalıdır ve bu nedenle tüm halka aynı düzlemde olmalıdır - eş düzlemli. Tüm moleküller eş düzlemli olmayabilir, ancak bağ açıları 120°'ye yakın olanlar (benzenin bağ açıları). Bu koşullar, öncelikle beş ve yedi üyeli halkalar tarafından karşılanır. Daha sonra, kuantum mekaniksel hesaplamalar, yalnızca beş ve yedi üyeli halkaları içermeyen çok daha fazla sayıda aromatik sistemin varlığının olasılığını gösterdi.

Hückel kuralına göre, konjuge p-elektron sayısı 4n + 2'ye eşit olan (n = 0, 1, 2, 3, vb.) konjuge bağları olan tüm halkalar aromatik özelliklere sahiptir. Benzen için n = 1. Konjuge p-elektron sayısı 4n + 2 = 4 + 2 = 6'dır.

Teorinin öngördüğü benzen olmayan aromatik sistemlerin çoğu sentezlenmiştir.

Beş üyeli halkalı aromatik sistem

Siklopentadienil anyonu. Siklopentadienil anyonu, alisiklik seriye ait bir madde olan siklopentadien'den elde edilebilir. Bu maddenin metilen grubundaki hidrojen atomları oldukça hareketlidir. Kaynayan ksilen içinde toz metalik sodyumun etkisi altında hidrojen bu metilen grubundan ayrılır ve siklopentadienil sodyum oluşur.

Bir hidrojen atomunun ayrılması ve bir siklopentadienil iyonunun oluşumu sürecinde, karbon atomunun iki elektronu kalır (bunlardan biri karbonun kendi elektronudur, diğeri ise ayrılmış hidrojendendir). Elektron orbitallerinin hibridizasyonunda bir değişiklik var. Kalan iki elektrondan biri, bir p-elektron bulutu biçimindeki iki komşu p-elektronu ile örtüşür ve beş p-orbitalden oluşan tek bir konjuge sistem oluşturur ve diğer elektron beş p-orbital arasında eşit olarak dağıtılır, yani, aynı olasılık derecesiyle, her birinin üzerine yerleştirilebilir. Böylece, beş kendi karbon atomu elektronu ve bir tane fazladan pahasına, aromatik özelliklerin tezahürü için gerekli olan bir konjuge p-elektron altılı yaratılır.

38. Yedi üyeli bir döngüye sahip aromatik sistemler

Tropilyum katyonu. Siklopentadienil anyonunda, aromatik altılı, beş üyeli halkanın karbon atomlarından beş elektron ve bir ekstra elektron tarafından oluşturulur. Ancak aromatik bir altılı oluşturmanın başka bir yolu da mümkündür - yedi üyeli halkanın yedi karbon atomundan bir elektron kaybıyla (bu, tropilyum katyonu için tipiktir). Tropilyum katyonu, moleküler bromun bir hidrokarbon, tropiliden veya sikloheksatrien, üç çift bağa sahip yedi üyeli bir sistem üzerindeki etkisiyle elde edilebilir.

Sonuçta, reaksiyonun özü, metilen grubundan eliminasyondur.

Böylece, aynı C-C mesafelerine sahip yedi konjuge p-orbitalden oluşan tek bir sistem oluşturulur. Ancak bu yedi orbital sadece altı elektronla doludur. Bu sistemdeki bir elektronun olmaması, tropilyum katyonunun pozitif yükünün nedenidir.

Tropilium tuzları suda yüksek oranda çözünür ve organik çözücülerde çözünmez. Pozitif bir yüke sahip olan tropilyum iyonları, nükleofilik ikame reaksiyonlarına kolayca girerek, tropiliden nötr türevlerinin oluşumuna neden olur.

Kaynaşmış beş üyeli ve yedi üyeli halkalar içeren aromatik sistem

Azulen. Azulen daha önce beş üyeli bir siklopentadien halkası ve yedi üyeli bir sikloheksatrien halkası veya bir siklopentadienosikloheptatrien sistemi içeren yoğun bir sistem olarak sunulmuştu.

Modern verilere göre, azuleni yoğunlaştırılmış bir siklopentadienil anyonu ve tropilyum katyonu sistemi olarak temsil etmek daha doğrudur. Azulenin 10 karbon atomunun her birinin bir p-orbitali vardır, hepsi tek bir elektronik sistem oluşturur. Ancak, beş ve yedi üyeli halkalardaki elektron yoğunluğu aynı değildir. Her halka aromatik bir elektron altılısına sahip olma eğiliminde olduğundan, yedi üyeli bir halka, beş üyeli bir halkaya bir elektron verir. Sonuç olarak, beş üyeli bir halkada altı elektron beş p-orbitalde bulunur (bu halka negatif yüke sahip olacaktır) ve yedi üyeli bir halkada kalan altı elektron yedi p-orbitalde yer alacaktır. (bu halkanın pozitif bir yükü olacaktır).

Azulen mavi kristal bir maddedir. Azulen türevleri ayrıca mavi veya mavi-mor renge sahiptir. Renk, molekülde yeterince uzun konjuge p-elektron sisteminin varlığından kaynaklanmaktadır.

Azulen kolayca naftalene izomerleşir. Azulen türevleri, özellikle çeşitli alkil ikameli olanlar, tıbbi olanlar (Roma papatyası, okaliptüs, bazı pelin türleri) dahil olmak üzere bir dizi bitkinin uçucu yağlarında bulunur ve bu, bu bitkilerin anti-inflamatuar etkisini açıklar.

39. Tek atomlu fenoller

Elde etme yöntemleri

1. Kömür katranından elde edilmesi. Bu yöntem, fenol elde etmek için en önemli teknik yöntemdir. İlk başta katran fraksiyonlarının alkalilerle muamele edilmesi gerçeğinden oluşur. Fenolatların oluşumu ile sulu alkali çözeltilerinde yüksek oranda çözünür olan fenoller, sırasıyla suda veya alkalilerin sulu çözeltilerinde çözünmeyen katran hidrokarbonlardan kolayca ayrılır. Elde edilen alkali çözeltiler, fenolatları ayrıştıran sülfürik asit ile işlenir, bunun sonucunda fenoller tekrar salınır, örneğin:

C₆H₅ONa + H₂YANİ₄ → NaHSO₄ + C₆H₅OH.

Ayrılmak üzere izole edilen fenoller, tekrarlanan fraksiyonel damıtma ve daha fazla saflaştırmaya tabi tutulur.

2. Sülfonik asitlerin tuzlarından elde edilmesi. Sülfonik asitlerin tuzları alkalilerle birleştiğinde fenol ve potasyum sülfit oluşur:

C₆H₅SO₃K + KOH → C₆Н₅OH + K₂YANİ₄.

KOH varlığında elde edilen fenol, fenolata dönüştürülür:

С₆Н₅OH + KOH → C₆Н₅Tamam+H₂O.

Fenolat ayrıca sülfürik asit ile ayrışır ve serbest fenol oluşur:

С₆Н₅Tamam+H₂YANİ₄ → C₆Н₅OH + KHSO₄.

3. Kümenden (izopropilbenzen) elde edilmesi.

Kümen atmosferik oksijen ile oksitlenir; sülfürik asidin etkisi altında ortaya çıkan kümen hidroperoksit, fenol ve başka bir değerli ürün - aseton verir:

kümen → kümen hidroperoksit → fenol.

4. Diazonyum tuzlarından elde etmek, fenolik hidroksil eklemenin önemli bir yoludur.

Kümen, katalizörlerin (örneğin, AICl) mevcudiyetinde benzenin propilen ile (kraking çıkış gazlarından ayrı olarak) alkillenmesiyle üretilir.₁₃).

fiziksel özellikler

Çoğu durumda fenoller, suda çok az çözünür olan katı kristal maddelerdir. Güçlü bir karakteristik kokuya sahiptirler.

kimyasal özellikleri

Fenolleri alkollerden ayıran en önemli özellik asitlikleridir. Aynı zamanda alkoller (R-OH) ile ortak bir yapıya sahip olan fenoller, alkollerin de özelliği olan bazı reaksiyonlara girerler.

Tüm fenoller, fenolat oluşumu ile alkalilerde çözünme yeteneklerinde kendini gösteren hafif asidik özelliklere sahiptir.

Fenollerin asit özellikleri çok zayıf bir şekilde ifade edilir. Bu nedenle, fenoller turnusol kağıdını lekelemez. En zayıf inorganik asit - karbonik - fenolleri tuz benzeri bileşiklerinden - fenolatlardan uzaklaştırır:

40. Fenollerin kimyasal özellikleri

Eterlerin oluşumu. Alkoller gibi fenoller de eterler gibi bileşikler üretebilir. Pratikte, fenollerin eterlerini elde etmek için fenolatlar haloalkiller (1) veya haloariller (2) ile işlenir:

C₆H₅ONa+IC₂H₅ → C₆H₅-OC₂H₅ + NaI(1)

C₆H₅ONa + BrC₆H₅ → C₆H₅-OC₆H₅ + NaBr (2)

Birinci durumda (1), bir fenol radikali ve bir alkol radikali içeren bir eter, yani bir karışık aromatik yağlı eter elde edilir. İkinci durumda (2), iki fenol kalıntısı içeren bir eter, yani saf aromatik bir eter elde edilir.

Esterlerin oluşumu. Alkoller gibi fenoller de esterler gibi bileşikler verebilir. Pratikte, fenollerin esterlerini elde etmek için fenolatlar genellikle asit halojenürlerle muamele edilir. Fenoller hem organik hem de mineral asitli esterler verir. Örneğin, fenol sülfat esterin potasyum tuzu insan idrarıyla atılır.

Demir klorür ile boyama reaksiyonu. Herşey

ferrik klorürlü fenoller renkli bileşikler oluşturur; monohidrik fenoller genellikle mor veya mavi bir renk verir.

Benzen halkasında hidrojen atomlarının yer değiştirmesi. Fenollerdeki benzen kalıntısı hidroksil grubunu etkileyerek ona asidik özellikler kazandırır. Ancak benzen molekülüne eklenen hidroksil, benzen kalıntısını etkileyerek benzen halkasındaki hidrojen atomlarının reaktivitesini arttırır. Sonuç olarak, fenol molekülünün çekirdeğindeki hidrojen atomları, aromatik hidrokarbonlara göre çok daha kolay bir şekilde değiştirilir:

1) halojenlerle ikame. Halojenlerin, hatta brom suyunun fenoller üzerindeki etkisi altında, üç atom çok kolay bir şekilde değiştirilir ve trihalojen ikameli fenoller elde edilir. Brom atomları, hidroksil grubuna göre orto ve para konumlarındaki hidrojen atomlarının yerini alır. Tribromofenol suda az çözünür ve çökelir ve bu nedenle oluşumunun reaksiyonu fenolün saptanmasına hizmet edebilir;

2) nitrik asidin geri kalanıyla ikame. Fenoller çok kolay nitratlanır. Böylece, çok seyreltik nitrik asidin bile etkisi altında bir nitrofenol karışımı elde edilir;

3) sülfürik asidin geri kalanıyla değiştirme. Fenoller kolaylıkla sülfonlanır; bu durumda fenolden o- ve p-fenolsülfonik asitlerin bir karışımı elde edilir.

Bir veya diğer izomerin baskınlığı sıcaklığa bağlıdır: 25 °C'de ortoizomer ağırlıklı olarak oluşur, 100 °C'de paraizomer oluşur.

Fenollerin oksidasyonu. Fenoller, atmosferik oksijenin etkisi altında bile kolayca oksitlenir. Aynı zamanda renklerini değiştirerek pembe, kırmızı-pembe veya koyu kırmızıya dönüşürler. Fenollerdeki safsızlıklar oksidasyonu hızlandırır ve bu nedenle saflaştırılmamış fenoller genellikle çok güçlü ve hızlı bir şekilde koyulaşır.

Antiseptik özellikler. Fenoller birçok mikroorganizmayı öldürür, bu özellik tıpta fenoller ve türevlerini dezenfektan ve antiseptik olarak kullanarak kullanılır. Fenol (karbolik asit), 1867'de Lister tarafından ameliyata alınan ilk antiseptiktir. Fenollerin antiseptik özellikleri, proteinleri katlama yeteneklerine dayanır.

41. Fenollerin bireysel temsilcileri

Fenol veya karbolik asit, ACldum carboli-cum, C₆H₅OH, karakteristik bir kokuya sahip, oksidasyon nedeniyle havada pembeye dönüşen kristal bir maddedir. Su ile kristal bir hidrat oluşturur₆Н₅OH, 16 °C'de eriyor. Suda, fenol 1: 15 oranında (20 ° C'de) çözünür. FeCl ile fenol çözümleri₃ mor bir renk verin. Havadaki fenol kristalleri, atmosferik nemi emer ve yayılır, fenolde bir su çözeltisi oluşturur.

Fenolün toksisitesi nedeniyle tıpta kullanımı sınırlıdır ve sadece harici bir ajan olarak kullanılmaktadır. Boyaların, pikrik asit, salisilik asit ve diğer tıbbi maddelerin sentezi için ve ayrıca yapay reçinelerin - bakalitler gibi fenolik reçinelerin üretimi için büyük miktarda fenol kullanılır.

Fenol eterler. Fenolün metil ve etil esterlerine sırasıyla anizol ve fenetol denir.

Her iki madde de sıvıdır.

nitrofenoller. Mono-, di- ve trinitro-fenoller vardır. Bir fenol molekülüne bir nitro grubunun katılması, asidik özelliklerini büyük ölçüde artırır: fenollerin aksine nitrofenoller, karbonik asitin yerini alarak karbonik tuzları parçalayabilir. Nitrofenollerin bu özelliği, iki totomerik formda olma yetenekleriyle ilişkilidir - benzenoid ve kuinoid veya asit formu.

Asiform oluşumu sırasında, fenol hidroksilden gelen hidrojen atomu, kimyasal afinite kuvvetlerinin yeniden dağılımı ile birlikte nitro grubundaki oksijen atomuna geçer. Serbest nitrofenoller genellikle değişen yoğunluk ve tonlarda sarı bir renge sahiptir veya neredeyse renksizdir. Nitrofenollerin iki totomerik formunun nicel oranına bağlıdır: renksiz bir benzenoid ve parlak sarı bir asiform. Bu oran sadece nitrofenolün doğasına değil, aynı zamanda hidrojen ve hidroksit iyonlarının konsantrasyonuna da bağlıdır.

Ortamın reaksiyonuna, yani hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlı olarak nitrofenollerin renginin değişmesi nedeniyle, indikatör olarak bazı nitrofenoller kullanılır.

Büyük önem taşıyan, yaygın olarak pikrik asit olarak adlandırılan trinitrofenoldür. Pikrik asit, fenolün konsantre nitrik ve sülfürik asitlerin bir karışımı ile nitrasyonu ile elde edilebilir; başka uygun maliyetli yöntemler de vardır.

Diğer nitrofenoller gibi, pikrik asit de iki totomerik formda bulunur.

Acı bir tada sahip sarı kristal bir maddedir. Isıtıldığında kolayca patlar. Pikrik asit, üç nitrik asit kalıntısının varlığı nedeniyle, mineral asitlere ayrışma derecesine yaklaşan oldukça güçlü bir asittir.

Pikrik asit, serbest halde ve potasyum ve amonyum tuzları şeklinde bir patlayıcı olarak ve ayrıca bir renklendirici madde olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Yanık tedavisinde kullanılır.

42. Fenol-formaldehit reçineleri

Reçineli ürünler oluşturmak için fenolün formaldehit ile etkileşimi 1872. yüzyılın başlarında biliniyordu. (Bayer, XNUMX). Fenol-formaldehit reçinelerinin oluşum mekanizması çok karmaşıktır.

Fenol ve formaldehitin etkileşimi sırasında, ana ürün olarak fenol alkol oluşur - o-hidroksibenzil alkol veya saligenin ve ayrıca benzen halkasındaki ikame kurallarına uygun olarak p-izomeri. Elde edilen o- ve p-izomerleri, suyun salınmasıyla yoğunlaşır.

Bu dimerler, sırayla, formaldehit ve fenol moleküllerinin yanı sıra birbirleriyle (reaksiyon koşullarına, özellikle başlangıç ürünlerinin miktarına bağlı olarak) yoğunlaşabilir. Nihai olarak, hidroksifenil kalıntılarının metilen köprüleri ile bağlandığı karmaşık bir ağ yapısına sahip ürünler oluşturulabilir.

Diğer malzemelerle (dolgu maddeleri) kombinasyon halinde kullanılan fenol-formaldehit reçinelerine topluca fenolikler denir. Bunlara karbolit (reçine + odun unu), tektolit (reçine + pamuklu kumaş), getinaks (reçine + kağıt), cam elyafı (reçine + cam elyaf) vb. dahildir. Fenolik plastiklerden yapılan ürünler son derece çeşitlidir: sessiz dişliler ve diğer parçalar makineler, yapı parçaları, araba gövdeleri, ev eşyaları vb.

İyon değiştiricilerin temeli olarak fenol-formaldehit reçineleri kullanılır. İyonitler veya iyon değişim reçineleri, çözeltide bulunan karşılık gelen iyon için katyonlarını veya anyonlarını kolayca değiştirebilen fonksiyonel gruplar içeren yüksek moleküler reçinelerdir (fenol-formaldehit, polistiren, vb.). Değiştirilen iyona bağlı olarak iyon değiştiriciler, katyon değiştiriciler ve anyon değiştiriciler olarak ikiye ayrılır. İyon değişim katyon grupları olarak, genellikle gruplar kullanılır - SO₃H, -COOH; anyon değiştiricilerde - [Ar-NR3]OH, vb. gibi kuaterner baz grupları.

İyon değiştiricilerin kullanımı son derece çeşitlidir. Tuz içeren su sırasıyla katyon değiştiricilerden ve ardından anyon değiştiricilerden geçirildiğinde, tüm tuz katyonları önce H ile değiştirilir.⁺ve sonra OH üzerindeki tüm tuz anyonları^-, yani suyun tuzdan arındırılması.

İyonitler, bilimsel çalışmalarda ve endüstride çeşitli organik maddelerin, örneğin B, C vitaminleri gibi karmaşık karışımlardan izole edilmesini mümkün kılar. İyonitler ayrıca fabrikada alkaloidleri, streptomisin ve diğer antibiyotikleri izole etmek için kullanılır.

Katyon değiştiriciler, hidrojen iyonlarından vazgeçerek asit katalizörlerinin yerini alarak işlem sonunda daha yumuşak ve nötralizasyon gerektirmeden hareket ederler.

İyonitler ayrıca ilaç olarak da kullanılır (örneğin, mide suyunun artan asitliği ile).

43. İki atomlu fenoller

En basit üç dihidrik fenol vardır: o-dioksibenzen veya katekol, m-dioksibenzen veya resorsinol, p-dioksibenzen veya hidrokinon.

Bazı dihidrik fenoller en sık olarak bitki ürünlerinde - tanenler, reçineler, vb. doğada türevler şeklinde bulunur. Dihidrik fenoller genellikle disülfonik asitlerin tuzlarının veya fenomonosülfonik asitlerin tuzlarının alkalilerle kaynaştırılmasıyla sentetik olarak elde edilir. Dihidrik fenoller, halihazırda düşünülen monohidrik fenollerin özelliklerine benzer özelliklere sahiptir: fenolatlar, eterler ve esterler oluştururlar ve FeCl ile boyanırlar.₃, hidrojen atomlarının ikame ürünleri vb.

Bununla birlikte, iki fenolik hidroksilin varlığı, iki atomlu fenollerin özelliklerini etkiler. Bu nedenle, dihidrik fenoller suda monohidrik olanlardan çok daha kolay çözünür. Monatomik fenollerin oksitlenmesi nispeten kolaydır; dihidrik fenollerde bu yetenek daha belirgindir: bazı dihidrik fenoller o kadar kolay oksitlenir ki fotoğrafçılıkta indirgeyici ajanlar (geliştiriciler) olarak kullanılırlar (hidrokinon). Dihidrik fenoller, monohidrik olanlardan daha az toksiktir. FeCl ile₈ dihidrik fenoller karakteristik bir renk verir, bu da onları renkle ayırt etmeyi mümkün kılar.

Pirokatekin veya ortodioksibenzen tanenlerde ve reçinelerde bulunur. FeCl ile₈ katekol yeşil renk verir. Kolay oksitlenir. Böylece, pirokatekin, soğuğa maruz kaldığında, AgNO'nun bir amonyak çözeltisinden gümüşü geri kazandırır.₃.

Adrenalin veya metilaminoetanolpirokateşin, adrenal bezlerde üretilir ve kan damarlarını daraltma yeteneğine sahip bir hormondur. Genellikle hemostatik bir ajan olarak kullanılır. Adrenal bezlerden ve sentetik olarak katekolden elde edilir.

İlginç bir şekilde, yalnızca sola dönüşlü (doğal) adrenalin biyolojik aktiviteye sahipken, dekstrorotatör biyolojik olarak aktif değildir.

Resorsinol veya m-dioksibenzen. Resorsinol, alkali ile füzyon yoluyla benzen disülfonik asitten elde edilebilir.

Alkali varlığında resorsinol hemen fenolata dönüştürülür ve bu daha sonra asit tarafından ayrıştırılır.

FeCl ile resorsinol menekşe rengi verir. Oldukça kolay oksitlenir, ancak katekolden çok daha kararlıdır. Örneğin, AgNO'nun bir amonyak çözeltisini geri yükler.₈ katekol gibi sadece ısıtıldığında ve soğukta değil. Resorsinol, katekol ve hidrokinondan çok daha az toksiktir ve bu nedenle tıpta antiseptik olarak (örneğin merhem şeklinde) kullanılır.

Hidrokinon veya p-dioksibenzen. Doğal koşullar altında, bazı bitkilerde (örneğin, tıbbi bitki Uvae ursi'de) arbutin glukozit şeklinde oluşur. Endüstride hidrokinon genellikle kinon indirgenerek hazırlanır.

Hidrokinon, soğukta gümüş tuzlarını çok hızlı bir şekilde geri yükler. Hidrokinon, oksitlenme eğiliminin yüksek olması nedeniyle fotoğrafçılıkta geliştirici olarak kullanılır.

44. Triatomik fenoller

Sıradan, simetrik ve asimetrik bir hidroksil düzenlemesi ile benzen türevleri olan triatomik fenollerin üç izomeri vardır: pirogallol, hidroksihidrokinon, floroglusinol.

En önemlileri, sıradan ve simetrik bir hidroksil - pirogallol ve floroglusin düzenlemesine sahip triatomik fenollerdir.

Pirogallol veya p-trioksibenzen. Gallik asidin ısıtılmasıyla elde edilir.

FeCl ile₃ pirogallol kırmızı bir renk verir. Pyrogallol çok kolay oksitlenir. Örneğin, havadaki alkali çözeltileri oksidasyon nedeniyle hızla kahverengiye döner. Pyrogallol, gümüş tuzlarından metalik gümüşü hemen serbest bırakır. Son derece yüksek oksitlenme eğilimi nedeniyle, gaz analizinde pirogallolün alkali çözeltileri kullanılır: pirogallol, gaz karışımından oksijeni emer. Pyrogallol ayrıca fotoğrafçılıkta ve boyaların sentezinde de kullanılır.

Phloroglucinum iki totomerik formda bulunur: üç hidroksil içeren bir form ve üç keton grubu içeren bir form.

Phloroglucinol oldukça kolay oksitlenir, ancak oksidasyona pirogallolden çok daha dirençlidir. Analitik uygulamada, örneğin pentozların kantitatif tayini için kullanılır: pentozlar, hidroklorik asit çözeltisinde floroglusinol ile renkli bir yoğunlaştırma ürünü veren furfural'a dönüştürülür.

Naftoller - fenollere benzer maddeler - naftalin çekirdeğindeki hidrojen atomlarının hidroksil ile ikame edilmesinin ürünleri olarak düşünülebilir.

a-naftol - naftalin - b-naftol

Naftoller, fenollerle aynı reaksiyonlar kullanılarak elde edilebilir. Naftol elde etmek için en önemli genel yöntemlerden biri, naftalinsülfonik asitlerin sodyum tuzlarının NaOH ile kaynaştırılması yöntemidir.

Naftoller, suda az çözünür olan kristal maddelerdir. Kimyasal özellikleri açısından naftoller fenollere benzer. Örneğin, naftolatlar oluşturmak için alkalilerde kolayca çözünürler. Fenoller gibi, renkli bileşikler vermek için demir klorür çözeltisi ile reaksiyona girerler.

FeCl8 ile reaksiyon kullanılarak a- ve b-naftoller ayırt edilebilir: a-naftol onunla mor bir çökelti verir ve b-naftol yeşil bir renk ve bir çökelti verir.

Fenoller gibi naftoller de dezenfektan özelliklere sahiptir, a-naftol toksisitesi nedeniyle tıpta kullanılmaz, ancak b-naftol bağırsak hastalıklarının tedavisinde dezenfektan olarak kullanılır, a- ve b-naftoller büyük miktarlarda kullanılır. boyaların üretiminde.

45. Aldehitler

Aldehitler, bir hidrojen atomunun hidrokarbonlarında bir aldehit grubu - C (OH) ile ikame ürünleri olarak adlandırılır.

Ketonlar, iki hidrokarbon kalıntısı ile ilişkili bir karbonil grubu - C (O) - içeren maddelerdir.

Bu nedenle, her iki bileşik grubu da bir karbonil grubu -C(O)- varlığı ile karakterize edilir, ancak aldehitlerde bir radikal ve bir hidrojen atomu ile bağlantılıyken, ketonlarda karbonil grubu iki radikal ile bağlantılıdır.

Doymuş hidrokarbonlardan üretilen aldehit ve ketonların genel formülü SpH2PO'dur ve aynı sayıda karbon atomuna sahip aldehitler ve ketonlar birbirine izomeriktir. Yani, örneğin, formül C₃Н₆₀ aldehit H var₃C-CH₂-C(OH) ve keton H₃ C-C(O) - CH₃.

Aldehitlerin yapısı genel formül R-C (O) - H ile ifade edilir.

Aldehitlerin karbonil grubunun çift bağının elektronik yapısı \uXNUMXd C \uXNUMXd O, bir s-bağının ve bir p-bağının varlığı ile karakterize edilir, ayrıca p-bağının elektron bulutu bir düzlemde bulunur belirli bir karbon atomunun s-bağlarının bulunduğu düzleme dik.

Bununla birlikte, karbonil grubunun çift bağı, etilen hidrokarbonların çift bağından önemli ölçüde farklıdır. Temel fark, karbonil grubunun çift bağının, karbon atomunu elektronları güçlü bir şekilde çeken elektronegatif oksijen atomuna bağlamasıdır, dolayısıyla bu bağ yüksek oranda polarize olur.

Aldehitlerin ve ketonların karbonil gruplarında yüksek oranda polarize bir çift bağın varlığı, bu bileşiklerin yüksek reaktivitesinin ve özellikle çok sayıda ilave reaksiyonunun nedenidir.

"Aldehitler" adı, bu bileşiklerin elde edilmesi için genel yöntemden gelir: aldehit, alkolün dehidrojenasyonunun, yani hidrojenin ondan çıkarılmasının bir ürünü olarak düşünülebilir. İki kısaltılmış Latince kelimenin Alkol dehidrojenatus (dehidrojene alkol) kombinasyonu aldehit adını verdi.

Radikalin doğasına bağlı olarak, doymuş veya doymamış aldehitler, aromatik aldehitler vb.

Aldehitler, çoğunlukla oksidasyon üzerine dönüştürüldükleri asitlerden sonra adlandırılır. Bu nedenle, H-C (O) - H aldehitlerinin ilk temsilcisine formik aldehit (veya formaldehit) denir, çünkü oksidasyon sırasında formik aside (ACldum formicum); CH'nin bir sonraki homologu₃ -C (O) - H'ye asetaldehit (veya asetaldehit) denir, çünkü oksitlendiğinde asetik asit (ACldum aceticum) vb. verir.

En basit aromatik aldehit C₆H5 -C (O) - H'ye benzoik aldehit veya benzaldehit denir, çünkü oksitlendiğinde benzoik asit (ACldum benzoicum) verir.

Uluslararası terminolojiye göre, aldehitlerin adları, bunlara karşılık gelen hidrokarbonların adlarından türetilir ve bunlara - al. Yani örneğin formik aldehite metanal, asetik aldehide etanal, benzoik aldehide fenilmetanal denir.

Aldehitlerin izomerizmi, radikal zincirinin izomerizminden kaynaklanır.

46. Aldehit elde etme yöntemleri

1. Aldehit elde etmenin en önemli yolu birincil alkollerin oksidasyonudur:

1) alkolün potasyum dikromat ile oksidasyonu esas olarak laboratuvar koşullarında, örneğin asetaldehit elde etmek için kullanılır;

2) metal katalizörlerin mevcudiyetinde alkolün atmosferik oksijen ile oksidasyonu. En aktif katalizör, oda sıcaklığında bile hareket eden platindir. Daha az aktif, ancak çok daha ucuz, yüksek sıcaklıklarda çalışan ince bölünmüş bakırdır. Hava ile karışan metil alkol buharları sistem tarafından emilir. Metil alkol, bakır oksit ile oksitlenir ve elde edilen metalik bakır, atmosferik oksijen ile tekrar oksitlenir. Böylece, bu reaksiyonlar sınırsız sayıda tekrarlanır.

Metil alkolün bakır oksit ile oksidasyon reaksiyonu ekzotermiktir, yani ısı salınımı ile ilerler, bu nedenle ısıtma sadece reaksiyonun başlangıcında gereklidir. Bu yöntem, formaldehit gibi bazı aldehitlerin teknik üretiminin temelini oluşturur.

2. Aynı birincil karbon atomunda her iki halojene sahip dihalojen türevlerinden, halojenlerin hidroksiller için nükleofilik ikamesinin reaksiyonunun bir sonucu olarak aldehitler elde edilir. Bu yöntem benzoik aldehit elde etmek için kullanılır.

fiziksel özellikler

Aldehit grubunun en basit temsilcisi - formaldehit - normal koşullar altında gaz halindeki bir maddedir. Bir sonraki temsilci, 20 °C'de kaynayan bir sıvı olan asetaldehittir. Sonraki temsilciler de sıvıdır. Palmitik aldehit gibi daha yüksek aldehitler katılardır. Aldehitlerin kaynama noktası, karşılık gelen alkollerin kaynama noktasından düşüktür. Düşük aldehitler suyla her oranda karışabilir; sonraki temsilciler suda daha az çözünür. Aldehitler alkol ve eterde oldukça çözünür. Düşük aldehitlerin keskin, boğucu bir kokusu vardır; sonraki bazı temsilciler çiçekleri anımsatan daha hoş bir kokuya sahiptir.

Tüm karbonil içeren bileşiklerin (aldehitler, ketonlar ve asitler) karbonil grubu, yoğun (güçlü polarizasyon nedeniyle) bir absorpsiyon bandı verir ve her bir karbonil bileşiği grubu için bu bant dar bir aralıktadır. Formaldehit için - 1745 cm'de^-1, diğer alifatik aldehitler için - 1740-1720 cm bölgesinde^-11.

Aldehitler ve ketonlar, bir karbonil grubu =C=O'nun varlığından dolayı, ultraviyole ışığında seçici absorpsiyona sahiptir ve 2800 A bölgesinde absorpsiyon maksimumunu verir. Birçok aromatik aldehitin hoş kokuları vardır.

47. Aldehitlerin kimyasal özellikleri

Aldehitler, bileşiğin en reaktif gruplarından birini temsil eden çok sayıda reaksiyona girer. Aldehitlerin reaksiyonlarını göz önünde bulundurmanın kolaylığı için, aldehit molekülünde bulunan atomlara ve atom gruplarına göre gruplara ayrılabilirler.

Oksidasyon reaksiyonları.

Aldehitler çok kolay oksitlenir. Bazı diğer organik bileşikler üzerinde etkili olmayan bazı ağır metal oksitleri ve hidroksitleri gibi zayıf oksitleyici ajanların, serbest metallerin aldehitlerini veya bunların oksitlerini (aldehit reaksiyonları) kolayca oksitlemesi, aldehitlerin özellikle özelliğidir:

1) gümüş oksit ("gümüş ayna" reaksiyonu) ile oksidasyon. Şeffaf renksiz amonyak gümüş oksit çözeltisine bir aldehit çözeltisi eklenirse ve sıvı ısıtılırsa, test tüpünün duvarlarında yeterli saflıkta bir ayna şeklinde metalik gümüş bir kaplama oluşur; test tüpünün duvarları yeterince temiz değilse, açık gri bir çökelti şeklinde metalik gümüş açığa çıkar. Bu durumda, aldehit, orijinal aldehitte olduğu gibi aynı sayıda karbon atomuna sahip bir aside oksitlenir;

2) bakır hidroksit ile oksidasyon. Açık mavi bir bakır hidroksit çökeltisi olan bir sıvıya aldehit içeren bir çözelti eklenirse ve karışım ısıtılırsa, mavi bir çökelti yerine sarı bir bakır hidroksit (I) CuOH çökeltisi belirir. Aldehit daha sonra bir aside dönüştürülür.

Isıtıldığında sarı bakır (II) hidroksit kırmızı bakır (I) okside dönüşür:

2CuOH → Cu₂O+H₂Ö;

3) hava oksijeni, benzaldehit gibi aromatik aldehitleri içeren en kolay oksitlenen aldehitlerin sadece bazılarını oksitler. Bir saat camına ince bir tabaka benzaldehit sürülür ve birkaç saat bırakılırsa, benzoik asit kristallerine dönüşecektir. Benzaldehitin atmosferik oksijen ile oksidasyonu, serbest radikallerin oluşumu ve perbenzoik asit olarak adlandırılan, kolayca ayrışan peroksit tipi bir ürün ile karmaşık çok aşamalı bir süreç olarak ilerler;

4) Cannizzaro reaksiyonu veya dismutasyon reaksiyonu, iki aldehit molekülünden birinin aside oksitlenirken diğerinin alkole indirgendiği bir oksidasyon-redüksiyon reaksiyonudur (oksit indirgemesi). Ağırlıklı olarak aromatik aldehitlerin karakteristiği olan bu reaksiyon, 1853 yılında İtalyan bilim adamı Cannizzaro tarafından, konsantre bir alkali çözeltisinin (örneğin, %60'lık bir KOH çözeltisinin) varlığında benzaldehitin bir tuza dönüştürüldüğünü bulan keşfedildi. benzoik asit ve benzil alkol.

Sadece aldehitin a-karbon atomunda hidrojen atomuna sahip olmayan aldehitler Cannizzaro reaksiyonuna girer.

48. Hidrojen, su, alkol, hidrosiyanik asit, hidrosülfit ilavesi

Karbonil grubunun reaksiyonları:

Aldehitlerin karboniline ilave reaksiyonları: bu reaksiyonlar sırasında, çoğu durumda, ilk aşama, negatif yüklü bir parçacığın karbonil \uXNUMXd C \uXNUMXd O'nun pozitif yüklü karbon atomuna eklenmesidir (örneğin, OH anyonu). Bu nedenle, bu grubun birçok reaksiyonu nükleofilik ekleme reaksiyonlarına aittir:

1) hidrojen ilavesi (hidrojenasyon), aldehitin karbonil grubunun çift bağının kırılmasıyla meydana gelir. Aldehitler birincil alkollere dönüştürülür. Koşullara, özellikle indirgeyici reaktifin doğasına bağlı olarak, mekanizma farklı olabilir;

2) su ilavesi aldehit hidratların oluşumuna yol açar.

Reaksiyon mekanizması şu şekildedir: suyun hidroksil anyonunun karbon atomuna nükleofilik ekleme meydana gelir; daha sonra oluşan anyona bir proton katılır. Aynı karbon atomunda iki hidroksil içeren bileşikler kırılgandır: bir su molekülünü kaybederler ve aldehitlere dönüşürler. Bu nedenle, yukarıdaki reaksiyon tersine çevrilebilir. Çoğu durumda, aldehit hidratlar sadece sulu çözeltilerde bulunur ve bunları serbest halde izole etmek mümkün değildir. Varlıkları, özellikle kızılötesi spektrumları inceleyerek fiziksel yöntemlerle kanıtlanmıştır. Su aldehit hidratlarındaki bağlanma kuvveti, farklı aldehitlerdeki radikallerin doğasına bağlı olarak değişir;

3) aldehitlere alkol eklenmesi hemiasetal oluşumuna yol açar. Nükleofilik ekleme de burada meydana gelir. Hemiasetaller, aldehitin hidratlı formunun türevleri olan kısmi eterler olarak düşünülebilir. Aldehitler eser miktarda susuz HCl varlığında alkollerle ısıtıldığında asetaller oluşur. Asetaller, aldehitlerin hidratlı formunun türevleri olan tam eterler olarak düşünülebilir.

Asetaller genellikle hoş bir kokuya sahip sıvılardır, suda az çözünürler. Asitlerin varlığında kolayca hidrolize olurlar, ancak alkaliler tarafından hidrolize edilmezler;

4) aldehitlere hidrosiyanik asit eklenmesi, oksinitrilleri veya siyanohidrinleri verir. Nükleofilik ekleme meydana gelir. Alkaliler küçük miktarlarda bu reaksiyonu katalize eder;

5) sodyum hidrosülfit (bisülfit) ilavesi, aldehit çözeltilerinin konsantre bir sodyum hidrosülfit çözeltisi ile çalkalanmasıyla gerçekleşir. Aldehitlerin hidrosülfit bileşikleri, konsantre bir sodyum hidrosülfit çözeltisi içinde az çözünür ve çökeltilir. Bu reaksiyon büyük pratik öneme sahiptir.

49. Aldehitlere fuksülfüröz asit eklenmesi, aldehitlerin polimerizasyonu

Aldehitlere fuksin sülfür asidinin eklenmesi, aldehitlerin kalitatif keşfi için sıklıkla kullanılan karakteristik boyama reaksiyonunun temelini oluşturur. Kükürt dioksit SO kırmızı bir fuksin çözeltisinden geçirilirse₂, daha sonra fuksin sülfürik asit veya Schiff reaktifinin renksiz bir çözeltisi elde edilir. Bir aldehit çözeltisine fuksin sülfürik asit eklendiğinde, karışım kırmızı veya kırmızı-mor bir renk alır. Daha sonra mineral asitlerin eklenmesiyle, bu renklenme kural olarak kaybolur; istisna formaldehittir; formaldehitin neden olduğu fuksin kükürtlü asit boyaması, asitlerin eklenmesiyle kaybolmaz.

aldehitlerin polimerizasyonu. Aldehitlere karbonil gruplarının yerine yalnızca birkaç madde bağlanmakla kalmaz, aynı zamanda aldehit moleküllerinin kendileri de birbirleriyle birleşebilir (karbonil gruplarının çift bağında bir kırılma ile). Bu reaksiyonlar polimerizasyon ve aldol yoğunlaşmasını içerir. Bir polimerizasyon reaksiyonunda, polimerdeki moleküllerin geri kalanı genellikle bir oksijen, nitrojen atomu veya başka bir element (karbon değil) aracılığıyla bağlanır. Aldehitlerin polimerizasyonu mineral asitler tarafından katalitik olarak hızlandırılır (H₂YANİ₄, H₂YANİ₃, HCI). Bu reaksiyonun bir sonucu olarak, bazı durumlarda, nispeten küçük bir siklik polimer molekülleri oluşur. Diğer durumlarda, polimerizasyon sırasında çeşitli uzunluklarda açık molekül zincirleri oluşur. Polimerizasyon reaksiyonları tersinirdir.

Aldol yoğunlaşması. Aldehitler az miktarda seyreltik alkaliye maruz kaldıklarında, doğrudan karbon atomlarına bağlanan ilk moleküllerin bağlantısının doğası gereği, genellikle yoğuşma olarak adlandırılan aldehitlerin polimerizasyonu meydana gelir. Bu reaksiyonun ürünü bir aldehit ve bir alkol grubuna sahiptir, yani bir aldehit alkoldür. Son terim kısaltılarak bu maddelere aldol denilmeye başlandı ve söz konusu reaksiyona aldol kondenzasyonu adı verildi. Aldol yoğunlaşmasının reaksiyonu, örneğin şekerli maddelerin oluşumunda büyük önem taşır.

Aldol yoğunlaşmasının reaksiyonunun elektronik mekanizması aşağıdaki gibidir. Hidroksil anyonu (bu reaksiyonu katalize eder), a-karbondan (hidrojen atomları aldehit grubuna yakınlıklarından dolayı oldukça reaktif olan) bir protonu soyutlar. Elde edilen güçlü nükleofilik karbon anyonu, başka bir aldehit molekülünün elektrofilik karbon atomuna eklenir. Elde edilen hidroksialdehit anyonu, sudan bir hidroksit iyonu (katalizör) salan bir proton eklenerek stabilize edilir.

50. Aldehitlerin ayrı temsilcileri

Normal koşullar altında formaldehit, suda oldukça çözünür, keskin, hoş olmayan (keskin) bir kokuya sahip bir gazdır; Formalin adı verilen %40 sulu formaldehit çözeltisi tıbbi uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Formaldehit çözeltisinin statik durumunda, içinde kademeli olarak oksidasyon-indirgeme işlemleri gerçekleşir. Dismutasyon nedeniyle formalin genellikle formaldehit ile birlikte metil alkol ve formik asit içerir. Dismutasyon reaksiyonu alkaliler tarafından katalize edilir.

Formalin konsantre edildiğinde ve özellikle düşük sıcaklıklarda formaldehitin uzun süreli depolanması sırasında, içinde paraformaldehit veya basitçe paraform adı verilen beyaz bir formaldehit polimer çökeltisi oluşur.

nH₂C=O ↔ (N₂CO)n

Formaldehitin polimerizasyonu aşağıdaki gibi gösterilebilir. Hidratlanmış formaldehit molekülleri suyu ayırır ve daha büyük veya daha az uzunlukta zincirler oluşturur. Paraform molekülleri üç ila sekiz formaldehit molekülü içerir (A. M. Butlerov'un gösterdiği gibi) ve belirli koşullar altında (çok düşük sıcaklıklarda) - çok daha fazlası.

Düşük sıcaklık formaldehitin polimerizasyonunu teşvik eder ve bu nedenle formaldehit 10-12 °C'nin altındaki sıcaklıklarda saklanmamalıdır. Aynı zamanda yüksek sıcaklık, formaldehitin çözeltiden hızla buharlaşmasına katkıda bulunur. Depolimerizasyon ve ters polimerizasyon süreci paraform süblimasyonun temelini oluşturur.

Formaldehitin tıbbi kullanımı, proteinleri katlama yeteneğine dayanmaktadır. Bakterilerin protein maddeleri, ölümlerine neden olan formaldehitten pıhtılaşır. Formaldehitin en önemli tıbbi uygulamalarından biri dezenfeksiyon, yani patojenlerin yok edilmesi amacıyla kullanılmasıdır. Formalin buharı (kaynatıldığında) dezenfekte edilen mekanları dezenfekte etmek için kullanılır, cerrahların elleri, cerrahi aletler vb. formaldehit solüsyonları ile tedavi edilir.Anatomik preparatları korumak (korumak) için formaldehit solüsyonları kullanılır. Plastiklerin sentezinde büyük miktarlarda formaldehit kullanılır. Formaldehitten tıbbi preparat heksametilentetramin veya ürotropin elde edilir. Bu ilaç, formaldehitin (veya paraformun) amonyakla reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:

6CH₂O + 4NH₃ → (CH₂)₆N₄ + 6H₂O.

Rasyonel "heksametilentetramin" adı, molekülde altı metilen grubu ve dört azot atomunun varlığı ile bağlantılı olarak A. M. Butlerov tarafından verildi. A. M. Butlerov, ürotropin alan ve onu inceleyen ilk kişiydi.

Asitlerin varlığında bir ürotropin çözeltisi ısıtıldığında, ilk ürünlerin oluşumu ile hidrolize olur - formaldehit ve amonyak:

(CH₂)₆N₄ + 6H₂O → 6CH₂O + 4NH₃.

51. Rongalit, asetalhid, glioksol

Hem ilaçların sentezi için (örneğin novarsenol) hem de teknolojide indirgeyici madde olarak kullanılan rongalit veya sodyum formaldehit sülfoksilat da bir formaldehit türevidir. Rongalit elde etmek için formaldehit, sodyum hidrosülfit ile işlenir ve bu da formaldehitin bir hidrosülfit bileşiği ile sonuçlanır. Daha sonra formaldehit hidrosülfit bileşiği çinko tozu ile indirgenir.

Endüstriyel ölçekte asetik aldehit (asetaldehit veya etanal), genellikle bir katalizör (bakır) etkisi altında etil alkol buharının dehidrojenasyonuyla elde edilir: iki hidrojen atomu alkolden ayrılır. Asetaldehit elde etmek için önemli bir yöntem de Kucherov reaksiyonudur - asetilene su ilavesi.

Laboratuvar koşullarında, asetaldehit genellikle alkolden asidik bir ortamda potasyum dikromat ile oksitlenerek elde edilir.

Asetaldehit uçucu bir sıvıdır. Yüksek konsantrasyonlarda, hoş olmayan boğucu bir kokuya sahiptir; küçük konsantrasyonlarda, hoş bir elma kokusuna sahiptir (içinde az miktarda bulunur).

Asetaldehite oda sıcaklığında bir damla asit eklendiğinde, paraaldehite polimerize olur; düşük sıcaklıklarda asetaldehit, kristal bir katı olan metaldehite polimerleşir.

Paraldehit, döngüsel bir trimerdir (CH₃AtoN)₃, metaldehit - siklik tetramer (CH₃AtoN)₄, bazen günlük hayatta "kuru alkol" adı altında yakıt olarak kullanılır. Paraldehit daha önce hipnotik olarak kullanılıyordu.

Asetaldehitin önemli bir türevi trikloroasetaldehit veya kloraldır. Kloral ağır bir sıvıdır. Kristal bir katı kloral hidrat veya kloral hidrat oluşturmak için su ekler. Kloral hidrat, kararlı aldehit hidratların çok az örneğinden biridir. Kloral hidrat, kloroform ve formik asit tuzu oluşumu ile alkaliler tarafından kolayca (zaten soğukta) ayrışır. Kloral hidrat uyku hapı olarak kullanılır.

Glyoxal, dialdehitlerin en basit temsilcisidir - iki aldehit grubuna sahip bileşikler.

Benzoik aldehit veya benzaldehit, doğada acı badem, defne ve kuş kirazı yaprakları, şeftali, kayısı, erik vb. içinde bulunan amigdalin glikozit formunda bulunur. Emülsin enziminin etkisi altında, asit hidrolizi sırasında olduğu gibi, amigdalin hidrosiyanik asit, benzaldehit ve iki glikoz molekülüne ayrılır.

Amigdalin hidrolizinin bir ara ürünü olarak, benzaldehit ve HCN etkileşiminin bir ürünü olarak kabul edilebilecek benzaldehit siyanohidrin izole edilebilir.

Acı badem suyunda Aqim amuda agit atagarum, acı bademlerin bir müstahzarı olan hidrosiyanik asit esas olarak benzal dehidsiyanohidrin formunda bulunur.

52. Ketonlar

Ketonlar, iki radikalle ilişkili bir karbonil grubu - C (O) - içeren maddelerdir. Ketonların genel formülü RC(O)-R' şeklindedir.

Radikaller alifatik (sınırlayıcı veya doymamış), alisiklik, aromatik olabilir.

Aromatik ketonlar iki alt gruba ayrılabilir:

1) bir aromatik kalıntı içeren karışık yağlı-aromatik;

2) iki aromatik kalıntı içeren tamamen aromatik ketonlar.

Adlandırma ve izomerizm

Genellikle ketonlar, moleküllerinde bulunan radikallerden sonra keton kelimesi eklenerek adlandırılır. Yani, H'nin en basit temsilcisi₃C-C(O) - CH₃ dimetil keton, H olarak adlandırılan₃C-C(O) - C₂Н₅ - metil etil keton, N₃C-C(O) - C₆Н₅ - metil fenil keton, C₆H-C(O) - C₆Н₅ - difenil keton, vb.

Uluslararası terminolojiye göre, ketonların adları, karşılık gelen hidrokarbonların adlarından türetilir ve bu isme son eklenir - o. Bu nedenle, dimetil ketona pro-panon, metil etil keton - bütanon vb.

Karbonil grubunun konumunu belirtmek için, karbon atomları, karbonil grubunun daha yakın olduğu uçtan başlayarak numaralandırılır ve ketonu adlandırırken, karbonil konumu karşılık gelen sayı ile gösterilir.

Bazı ketonların da kendi ampirik isimleri vardır. Örneğin, dimetil keton yaygın olarak aseton, metil fenil keton asetofenon ve difenil keton benzofenon olarak adlandırılır.

Ketonların izomerizmi, zincirdeki karbonil grubunun pozisyonuna ve ayrıca radikallerin izomerizmine bağlıdır. Nasıl alınır

Ketonlar, aldehitleri yapmak için kullanılanlara benzer şekillerde yapılabilir.

1. Sekonder alkollerin oksidasyonu.

2. Her iki halojen atomunun da aynı ikincil karbon atomunda yer aldığı dihalojen türevlerinden elde edilmesi.

3. Kalsiyum tuzlarından kuru damıtma yoluyla karboksilik asitlerin elde edilmesi. Böylece kalsiyum asetattan aseton elde edilir.

Karışık ketonlar (farklı radikallerle) elde etmek için, istenen radikalleri içeren ilgili asitlerin tuzları alınır.

Ahşabın kuru damıtılması, aseton ve metil etil keton gibi bazı ketonlar üretir.

Aromatik ketonlar, bir yağlı veya aromatik asit klorürün, alüminyum klorür mevcudiyetinde bir aromatik hidrokarbon ile muamele edilmesiyle Friedel-Crafts reaksiyonu ile uygun şekilde hazırlanır.

fiziksel özellikler

En basit keton olan aseton bir sıvıdır. Sonraki temsilciler de sıvıdır. Daha yüksek alifatik ve aromatik ketonlar katılardır. En basit ketonlar su ile karışabilir. Tüm ketonlar alkol ve eterde yüksek oranda çözünür. En basit ketonların karakteristik bir kokusu vardır.

53. Ketonların kimyasal özellikleri

Ketonlar, onları aldehitlere yaklaştıran karbonil grubuna özgü bir takım özelliklere sahiptir. Aynı zamanda, ketonlar, aldehitlerin karakteristiği olan karbonil ile ilişkili bir hidrojen atomuna sahip değildir ve bu nedenle aldehitlerin çok özelliği olan bir dizi oksidatif reaksiyon vermez. Ketonlar, aldehitlerden daha az reaktif maddelerdir. Daha önce bahsedildiği gibi, aldehitlere birçok ilave reaksiyonu, iyonik mekanizmaya göre karbonil grubunun güçlü polarizasyonundan dolayı gerçekleşir.

Karbonil grubuyla ilişkili radikaller sözde pozitif endüktif etkiye sahiptir: radikalin diğer gruplarla bağının elektron yoğunluğunu arttırırlar, yani karbonilin karbon atomunun pozitif yükünü söndürürler gibi.

Sonuç olarak, karbonil içeren bileşikler, kimyasal aktivitelerindeki azalmaya göre aşağıdaki sıraya göre düzenlenebilir:

formaldehit - asetaldehit - aseton.

Aldehitlere kıyasla ketonların daha düşük reaktivitesinin başka bir - stereokimyasal - nedeni vardır. Aldehitlerin karbonil grubunun pozitif yüklü karbon atomu, bir radikale ve küçük bir hidrojen atomuna bağlıdır. Ketonlarda, bu karbon atomu, her ikisi de genellikle çok hacimli olan iki radikale bağlanır. Böylece, zaten ketonların karbonil grubuna yaklaşan bir nükleofilik parçacık (OH, OR, vb.), "sterik engeller" ile karşılaşabilir. Ayrıca, karbonil karbonuna bir nükleofilik partikülün ve karbonil oksijene karşılık gelen atomların veya atom gruplarının eklenmesinin bir sonucu olarak, bu karbonun elektronlarının hibridizasyonu değişir: sp₂ -sp₃. Üç boyutlu uzayda, üç veya daha az hacimli grup ve bir hidrojen atomu, aldehitin "eski" karbonil karbonunun yanına yerleştirilmelidir.

Aynı zamanda, bir keton durumunda, bu karbon atomunun etrafında bulunan 4 grubun tümü oldukça hacimli olacaktır.

1. Oksidasyonla ilişkisi: ketonlar, aldehitleri kolayca oksitleyen zayıf oksitleyici ajanlar tarafından oksitlenmezler. Bu nedenle, örneğin ketonlar "gümüş ayna reaksiyonu" vermezler, bakır hidroksit ve Fehling çözeltisi ile oksitlenmezler. Ancak ketonlar, KMn04 veya krom karışımı gibi güçlü oksitleyici ajanlar tarafından oksitlenebilir. Bu durumda ketonun karbon zinciri, orijinal ketona göre daha az sayıda karbon atomuna sahip asitlerin oluşması ile karbonil grubunda kırılır. Bu aynı zamanda ketonları aldehitlerden ayırır.

Ketonların oksidatif bölünmesinin reaksiyonu, yapılarını oluşturmak için büyük önem taşır, çünkü keton molekülündeki karbonil grubunun konumu, oluşan asitlerden yargılanabilir.

2. Karbonil grubunun reaksiyonları: aldehitlerin karbonil grubunun karakteristik reaksiyonları, keton karbonil grubu ile tamamen aynı şekilde ilerler.

54. Ketonların bireysel temsilcileri

Aseton (dimetil keton, propanon) N₃C-C(0) - CH₃ - keton grubunun en basit temsilcisi. Aseton elde etmenin en önemli kaynaklarından biri ahşabın kuru damıtılmasıdır. Aseton ayrıca kalsiyum asetatın kuru damıtılmasıyla da elde edilir. Serbest asetik asit ayrıca, buharı ısıtılmış katalizörlerden (AI) geçirildiğinde kalsiyum asetatınkine benzer bir bölünmeye uğrar.₂O₃, THO₂ ve diğerleri).

Bu reaksiyon, mühendislikte aseton üretmek için de kullanılır. Aseton elde etmek için önemli bir yöntem kümendir. Aseton ayrıca biyokimyasal olarak da elde edilir - belirli bakterilerin etkisi altında meydana gelen nişastanın aseton fermantasyonunun bir sonucu olarak.

Aseton, karakteristik bir kokuya sahip renksiz bir sıvıdır. Aseton suyla tamamen karışabilir. Aseton, bir dizi organik maddeyi (örneğin nitroselüloz, vernikler vb.) Çok iyi çözer, bu nedenle çözücü olarak büyük miktarlarda kullanılır (dumansız toz, suni ipek vb. üretimi).

Aseton, iyodoform gibi bir dizi tıbbi maddenin üretimi için başlangıç ürünüdür. Aseton, alkali bir ortamda klor veya iyot ile işlendiğinde, halojenlenir:

Elde edilen triiyodoaseton, iyodoform ve bir asetik asit tuzu oluşturmak için alkalinin etkisi altında son derece kolay bir şekilde bölünür.

Bununla birlikte, aynı koşullar altında iyodoformun da etil alkol, asetaldehit ve diğer bazı maddelerden oluştuğu göz önüne alındığında, bu reaksiyon genellikle asetonu keşfetmek için kullanılır. Aseton için kalitatif bir renk reaksiyonu, sodyum nitroprussid Na ile reaksiyondur.₂[Fe (CN)₅(NO)], aseton ile yoğun bir şarap kırmızısı renk verir.

Şiddetli diyabet - şeker hastalığı vakalarında idrarda aseton görülür. İdrar aynı zamanda meyveli bir kokuyu andıran aseton kokusunu alır. İdrarda asetonu açmak için iyodoform oluşum reaksiyonu (Liben testi) ve sodyum nitroprussid ile boyama reaksiyonu (Legal testi) kullanılır.

Monohalojenli aseton - bromoaseton ve klor aseton (СlН₂C-C(O) - CH₃) - gözyaşı kimyasal savaş ajanlarıdır (lakrimatörler).

Diasetil (H₃C-C(O) - C(O) - CH₃) diketonların en basit temsilcisidir. Sarı bir sıvıdır. Güçlü bir tereyağı kokusuna sahiptir ve içinde bulunur, kokusuna neden olur; margarine hoş bir koku vermek için kullanılır.

Kafur, karbon iskeletinde terpenlere benzer bir ketondur. Kafur, karakteristik bir kokuya ve tuhaf bir yanma ve acı tada sahip kristal bir maddedir; çok uçucudur ve süblimasyon ile saflaştırılabilir. Kafur suda çözünmez, ancak organik çözücülerde kolayca çözünür.

Çoğu zaman, kafur bir kalp ilacı olarak kullanılır.

55. kinonlar

Kinonlar, iki çift bağ içeren altı üyeli siklik diketonlardır.

Bunlardan hidrokinon veya anilinin oksidasyonu ile elde edilen parakinon, pratik açıdan en büyük öneme sahiptir. Parakinon, hidrokinon sentezinde başlangıç ürünüdür. Kinonun özelliği olan çift bağların düzenlenmesi, bir dizi bileşiğin rengini belirler.

Naftokinonlar, kuinoid çekirdek içeren naftalin türevleridir. En önemlisi, naftalinin oksidasyonu ile elde edilebilen 1,4-naftokinondur.

1,4-naftokinon, bazı özelliklerinde p-benzokinona benzer. Sarı iğneler şeklinde kristalleşir, uçucudur ve keskin, rahatsız edici bir kokusu vardır.

1,4-naftokinonun özü, K vitamininin veya antihemorajik vitaminin (kanamaların ortaya çıkmasını engelleyen) temelidir. K vitamini 2-metil-3-fitil-1,4-naftokinondur. K vitamini yeşil bitkilerde, yapraklarda ve sebzelerde bulunur. Suda çözünmeyen sarı bir yağdır; yüksek vakumda damıtılır.

Fitil grubunun (fitolün doymamış alkol kalıntısı) antihemorajik etkinin tezahürü için gerekli olmadığı ortaya çıktı. Bir dizi başka 1,4-naftokinon türevi bu etkiye sahiptir, örneğin, sentetik olarak kolayca elde edilen ve K vitamini yerine başarıyla kullanılan, genellikle suda çözünür türevler biçiminde kullanılan 2-metil-1,4-naftokinon.

Bazı kinon türevleri biyolojik oksidasyonun ara süreçlerinde önemli bir rol oynar.

Antrakinonlar, bir kinoit çekirdek içeren antrasen türevleridir. Antrakinon, antrasenin nitrik asit veya bir krom karışımı ile oksitlenmesiyle kolayca elde edilebilir. Bu durumda molekülde iki keto grubu oluşur ve orta halka kinon yapısını kazanır. Antrakinon, geleneksel kinonların aksine, sarı kristalli bir maddedir, bir dizi kimyasal etkiye, özellikle oksidasyona karşı oldukça dirençlidir.

Antrahidrokinon, antrakinonun antrasene indirgenmesinde bir ara maddedir. Serbest formdaki an-trahidrokinon, kahverengi kristallerdir. İki fenolik hidroksil içeren antrahidrokinon, alkalilerde çözünür; ortaya çıkan fenolat tipi madde parlak kırmızı bir renge sahiptir. Antrakinon brominasyon, nitrat ve sülfonat yapabilir.

Alizarin 1,2-dioksantrakinondur.

Emodlar. Tıbbi uygulamada, aloe, ravent, cehri, sinameki yaprakları vb. Müstahzarları (tentürler, kaynatmalar vb.) Genellikle müshil olarak kullanılır.Bu bitkilerin aktif maddeleri, ortaya çıktığı gibi antrakinon türevleridir, yani ikame edilmiştir. bitkilerde kısmen serbest formda, kısmen esterler ve glikozitler formunda bulunan di- ve trihidroksi-antrakinonlar. Di- ve trihidroksiantrakinonların bu türevleri genellikle emodinler grubunda birleştirilir. Emodinlere bir örnek, 3-metil-1,6,8-trihidroksiantrakinon olan franguloemodindir. Franguloemodin, topalakta (Frangula) bulunur.

56. Hidrokarbonlar

Karbonhidratlar doğada yaygın olarak bulunur ve insan yaşamında çok önemli bir rol oynar. Bunlar yiyeceklerin bir parçasıdır ve genellikle bir kişinin enerji ihtiyacı, çoğunlukla karbonhidratlar pahasına yemek yerken karşılanır.

Bu bileşik grubunun istisnai önemi son yıllarda özellikle netlik kazanmıştır. Bu nedenle, proteinlerin biyosentezi ve kalıtsal özelliklerin aktarılması için gerekli olan nükleik asitler, karbonhidrat türevlerinden - nükleotidlerden yapılır. Birçok karbonhidrat, kanın pıhtılaşmasını engelleyen, patojenlerin makro organizmalara nüfuz etmesini, bağışıklığı güçlendirmede vb. işlemlerde önemli rol oynar. Karbonhidrat türevleri fotosentez sürecinde büyük önem taşır.

Bazı karbonhidrat türleri, bitki hücrelerinin kabuklarının bir parçasıdır ve mekanik, destekleyici bir rol oynar. Bu tür karbonhidratlardan kimyasal işlemle bir kişi kumaşlar (suni ipek), patlayıcılar (nitroselüloz) vb.

Birçok karbonhidrat ve türevleri ilaçtır.

"Karbonhidratlar" maddelerinin adı, bu bileşik grubunun bilinen ilk temsilcilerinin analizinden elde edilen verilere dayanarak ortaya çıktı, bu grubun maddeleri karbon, hidrojen ve oksijenden ve hidrojen ve sayılarının oranlarından oluşuyor. içlerindeki oksijen atomları sudakiyle aynıdır, yani her iki hidrojen atomu için bir oksijen atomu vardır. Bazen daha yeni bir ad kullanılır - glisitler; azaltılmış genel karbonhidrat formülü C_m(H_2nO)_n temsilcilerin büyük çoğunluğu için geçerlidir.

Büyük bir karbonhidrat sınıfı iki gruba ayrılır: basit ve karmaşık.

Basit karbonhidratlar (monosakaritler veya monolar), daha basit karbonhidratlar oluşturmak için hidrolize edemeyen karbonhidratlardır. Bu maddelerin çoğu, genel formül C'ye karşılık gelen bir bileşime sahiptir._n(K_2nÖ)_n yani, oksijen atomlarının sayısıyla aynı sayıda karbon atomuna sahiptirler.

Kompleks karbonhidratlar (polisakkaritler veya poliozlar), basit karbonhidratlar oluşturmak üzere hidrolize edilebilen karbonhidratlardır. Bu maddelerin çoğu, genel formül C'ye karşılık gelen bir bileşime sahiptir._mH_2nO_n, yani karbon atomlarının sayısı oksijen atomlarının sayısına eşit değildir.

Karbonhidrat içeren biyopolimerler - glikoproteinler, glikolipidler ve vücuttaki en karmaşık işlevleri yerine getiren diğerleri - özellikle karmaşık bir yapıya sahiptir.

Yazarlar: Drozdov A.A., Drozdova M.V.

İlginç makaleler öneriyoruz bölüm Ders notları, kopya kağıtları:

▪ Denetim. Ders Notları

▪ Ceza Hukuku. Özel bölüm. Beşik

▪ Doğum ve jinekoloji. Ders Notları

Diğer makalelere bakın bölüm Ders notları, kopya kağıtları.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine 02.05.2024

Modern tarımda, bitki bakım süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojik ilerleme gelişmektedir. Hasat aşamasını optimize etmek için tasarlanan yenilikçi Florix çiçek seyreltme makinesi İtalya'da tanıtıldı. Bu alet, bahçenin ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilmesini sağlayan hareketli kollarla donatılmıştır. Operatör, ince tellerin hızını, traktör kabininden joystick yardımıyla kontrol ederek ayarlayabilmektedir. Bu yaklaşım, çiçek seyreltme işleminin verimliliğini önemli ölçüde artırarak, bahçenin özel koşullarına ve içinde yetişen meyvelerin çeşitliliğine ve türüne göre bireysel ayarlama olanağı sağlar. Florix makinesini çeşitli meyve türleri üzerinde iki yıl boyunca test ettikten sonra sonuçlar çok cesaret vericiydi. Birkaç yıldır Florix makinesini kullanan Filiberto Montanari gibi çiftçiler, çiçeklerin inceltilmesi için gereken zaman ve emekte önemli bir azalma olduğunu bildirdi. ... >>

Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop 02.05.2024

Mikroskoplar bilimsel araştırmalarda önemli bir rol oynar ve bilim adamlarının gözle görülmeyen yapıları ve süreçleri derinlemesine incelemesine olanak tanır. Bununla birlikte, çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardır ve bunların arasında kızılötesi aralığı kullanırken çözünürlüğün sınırlandırılması da vardır. Ancak Tokyo Üniversitesi'ndeki Japon araştırmacıların son başarıları, mikro dünyayı incelemek için yeni ufuklar açıyor. Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, kızılötesi mikroskopinin yeteneklerinde devrim yaratacak yeni bir mikroskobu tanıttı. Bu gelişmiş cihaz, canlı bakterilerin iç yapılarını nanometre ölçeğinde inanılmaz netlikte görmenizi sağlar. Tipik olarak orta kızılötesi mikroskoplar düşük çözünürlük nedeniyle sınırlıdır, ancak Japon araştırmacıların en son geliştirmeleri bu sınırlamaların üstesinden gelmektedir. Bilim insanlarına göre geliştirilen mikroskop, geleneksel mikroskopların çözünürlüğünden 120 kat daha yüksek olan 30 nanometreye kadar çözünürlükte görüntüler oluşturmaya olanak sağlıyor. ... >>

Böcekler için hava tuzağı 01.05.2024

Tarım ekonominin kilit sektörlerinden biridir ve haşere kontrolü bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Hindistan Tarımsal Araştırma Konseyi-Merkezi Patates Araştırma Enstitüsü'nden (ICAR-CPRI) Shimla'dan bir bilim insanı ekibi, bu soruna yenilikçi bir çözüm buldu: rüzgarla çalışan bir böcek hava tuzağı. Bu cihaz, gerçek zamanlı böcek popülasyonu verileri sağlayarak geleneksel haşere kontrol yöntemlerinin eksikliklerini giderir. Tuzak tamamen rüzgar enerjisiyle çalışıyor, bu da onu güç gerektirmeyen çevre dostu bir çözüm haline getiriyor. Eşsiz tasarımı, hem zararlı hem de faydalı böceklerin izlenmesine olanak tanıyarak herhangi bir tarım alanındaki popülasyona ilişkin eksiksiz bir genel bakış sağlar. Kapil, "Hedef zararlıları doğru zamanda değerlendirerek hem zararlıları hem de hastalıkları kontrol altına almak için gerekli önlemleri alabiliyoruz" diyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

Uzayın soğuğuna dayanabilen bir çip geliştirdi 22.03.2023

New York merkezli kuantum hesaplama girişimi SEEQC, uzayın soğuğunun altındaki sıcaklıklarda çalışabilen bir dijital çip duyurdu. Bu, kriyojenik odalarda bulunan kuantum işlemcilerle kullanılmasına izin verecektir.

Kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarlarda çözülmesi imkansız veya çok zor olan sorunları çözmek için kuantum fiziğinin özelliklerini kullanır. Ancak kuantum bilgisayarların ana unsuru olan kuantum bitleri veya kübitler dış etkilere karşı oldukça hassastır ve durumlarını kaybedebilirler. Bu nedenle, mutlak sıfıra yakın (yaklaşık -273°C) sıcaklıklara soğutulmaları gerekir.

Qubit'leri yönetmek ve kontrol etmek için kuantum işlemci ile iletişim kurabilen klasik bir bilgisayar çipine sahip olmak gerekir. Bununla birlikte, mevcut klasik çiplerin çoğu bu kadar düşük sıcaklıklarda çalışamaz ve kriyojenik odanın dışına yerleştirilmelidir. Bu, sinyal iletimini engeller ve güç tüketimini ve gürültüyü artırır.

Startup SEEQC bu sorunu çözdü - yeni çipleri, klasik ve kuantum bilgisayar arasında hızlı ve güvenilir bilgi alışverişine izin verecek. Ek olarak, başlangıç mühendislerinin gelişimi, harici bir bilgisayara veri göndermeye gerek kalmadan kübitlerin çalışmasını kontrol etmek ve optimize etmek için karmaşık algoritmalar yürütebilir. İşlemci ayrıca daha küçüktür ve daha az güç tüketir.

Ve SEEQC, kübitlerle aynı kriyojenik ortamda çalışabilen dünyanın ilk çipini yarattığını iddia etse de, girişimin birçok rakibi var. Örneğin, IBM, Google, Microsoft, Intel ve Amazon, kuantum hesaplama için kendi programlarına ve platformlarına sahiptir. Kuantum işlemciler ve bulut hizmetleri sunan IonQ, Rigetti Computing ve D-Wave Systems gibi başka girişimler de var.

Bununla birlikte, SEEQC'nin geliştirilmesi, Dijital Kuantum Hesaplama adı verilen bir yaklaşım kullanması bakımından diğerlerinden farklıdır. Bu, projenin mühendislerinin süperiletkenlik teknolojisini kullanarak klasik ve kuantum bilgisayarı tek bir çipte birleştirdiği anlamına geliyor. Bu, kuantum bilgisayarları oluşturmanın ve çalıştırmanın karmaşıklığını ve maliyetini azaltır.

Startup SEEQC'nin ayrıca New York'ta çiplerini farklı kübit türleri için test edip optimize edebildiği kendi Chip Foundry & Fabrication Lab'ı var. Buna ek olarak, şirketin uzmanları, çiplerine dayalı programlar geliştirmek ve göstermek için dünyanın dört bir yanındaki çeşitli ortaklarla işbirliği yapıyor.

SEEQC, İngiltere hükümeti tarafından finanse edilen QCAT (Gelişmiş Teknolojiler için Kuantum Hesaplama) adlı bir projeye liderlik ediyor. Bu projenin amacı, SEEQC dijital çipine dayalı tam teşekküllü bir kuantum bilgisayar oluşturmak ve bunun makine öğrenimi, optimizasyon ve tıbbi araştırma gibi çeşitli alanlarda uygulanmasını göstermektir.

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ site bölümü Ön yükselticiler. Makale seçimi

▪ James Randi'nin makalesi. Ünlü aforizmalar

▪ Makale Hangi yazarın arkadaşları edebiyata ilk adımını atması için ona bir yıllık ücretli izin verdi? ayrıntılı cevap

▪ İşveren makalesi. İş tanımı

▪ makale Tek bir çip üzerinde metal dedektörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale Fotoğraf şakası. Odak sırrı

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri