Mövzu 1: GİRİŞ, ÜZVİ Kİmyanin məQSƏDİ,VƏZİFƏLƏRİ, yaranma tariXİ, NƏZƏRİ Əsaslari
Yüklə 1,24 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Polimerləşmə reaksiyaları
- ƏDƏBİYYAT
- Mövzu 4: ALKİNLƏR , ELEKTRON QURULUŞU, ADLANDIRIL
- Vəziyyət Izomerliyi
|
Sp 2 sp sp 2 CH 2 = C = CH 2 allen propadien CH 2 = C = CH – CH 3 metilallen 1,2 butadien
CH
– CH = CH – CH = CH 2 pentadien 1-3 H 2 C = CH – C = C – CH = CH 2 3,4 dipropil heksatrien 1, 3, 5 | | CH 3 –CH 2 –CH 2 CH
2 –CH
2 –CH
3
CH 2 = CH – CH 2 – CH 2 – CH = CH 2 heksadien 1-5
Sp 2
H H
C C C C H H
0,134nm 0,148 nm 120 0
120 0
CH 2 = CH – CH = CH – CH 3 CH 2 = C – CH = CH 2
Pentadien 1,3 2 metil butadien 1,3 CH 2 = CH – CH = CH 2 CH 2 = C = CH – CH 3
Butadien 1,3 Butadien 1,2 Molekulunda iki ikiqat rabitəsi və ümumi formulu C n H
olan açıq zəncirli karbohidrogenlər dien k/h-i və ya alkadienlər adlanır. Dien k/h-in müvafiq alkenin “en” şəkilçisi “dien” şəkilçisi ilə əvəz olunmaqla. Beynəlxalq nomenklaturaya görə adlandırmada 2 – ikiqat rabitə daxil olmaqla ən uzun zəncir seçilir. Nömrələnmə ikiqat rabitənin birinin yaxın olduğu tərəfdən başlanır. Zəncirə birləşən radikallar oxunur uzun zəncir oxunmaqla ikiqat 28
3. Fəza (həndəsi, sis, trans) izomerliyi
4. Optiki izomerlik: Asimmetrik karbon atomu olan alkadienlər optiki izomerlik ə/g-r
Alınma üsulları: 1. Lebedev üsulu
60-70-ci illərə qədər istifadə olunmuşdur.
3.Alman üsulu ikiatomlu spirtlərin dehidratlaşması
H 3 C CH 2 =CH 2 H 3 C H C = C C = C H H H CH=CH 2
C 2 H 5 C 2 H
*| *|
2 C = C – C – CH = CH 2 H 2 C = CH – C – C = CH 2
| |
2C 2 H 5 OH CH 2 = CH – CH =CH 2 + H
2 + 2H
2 O
Al 2 O 3 , ZnO, MgO 400 0
0 S
2. CH 3 – CH = CH – CH 3
CH 2 = CH – CH = CH 2 + H
2 CH 3 – CH 2 – CH = CH 2
CH 3 – C = CH – CH 3
| CH 3 CH 2 = C – CH = CH 2 + H
2
CH 3 – CH – CH = CH 2 | | CH 3 CH 3
560 Cr 2 O 3,
Al 2 O 3 560% Al
2 O 3 , Cr 2 O 3
HO – CH 2 – CH
2 – CH
2 – CH
2 – OH
CH 2 = CH – CH =CH 2 + 2H
2 O 1,4 butandiol t
2CH 2 =CH – CH 2 Cl + 2Na CH 2 = CH – CH 2 – CH
2 – CH = CH 2
4. CH 2 = CH – CH 2 Cl + Mg → CH 2 = CH – CH 2 MgCl + CH 2 =CH – CH 2 Cl → CH
2 =CH – CH
2 – CH =CH
29 T ər., tqay. 0 M M N, izom ẁ % C
M ẁ % H
M
molyar kütləsi artdıqda bərk hala keçirlər. Molyar kütlələrindən asılı olaraq bəzi fiziki sabitlərinin dəyişməsi aş-ki qrafiklərdən görmək olar.
Kimyəvi xassələri: a) Birləşmə reaksiyaları hallogenlər və Hhal –lər HOH alkadenlərə 1,2 ( 0 0
0 s-dan yuxarı) vəziyyətdə birləşə bilərlər.
5. CH 2 Br – CHBr – CH 2 Br CH 2 = CBr – CH 2 Br CH 2 = C – CH 2
6. HC≡CH + 2CH 2 O HOCH 2 – C≡C – CH 2 OH HOCH 2 – CH
2 - CH
2 – CH
2 OH
CH 2 =CH – CH =CH 2
7. Prins reaksiyası
CH
- CH = CH 2 + CH 2 O CH 2 =C – CH =CH 2
| CH 3
8. Favorski reaksiyası
CH
– C – CH 3 + CH ≡ CH CH 2 = C – CH =CH 2
║ | O CH 3 CH 3 ONa
HBr Zn
ZnBr 2 Cu 2 C 2 -2H 2 O H + -H 2 O KOH -H 2 O
H 2 C = CH – CH = CH 2 + X X=Cl 2 , Br
2
CH 2 – CH – CH = CH 2
X X CH 2
2
| |
X X t<0
0 C 40 0 C
CH 2 = CH – CH = CH 2 + HX
t<0 0 C t>40 0 C CH 3 – CH – CH = CH 2
X 2
CH 2 – CH = CH - CH 2
|
X 2
X = HCl, HBr, HJ, HOH 30 2 H 2 O H 2 C CH 2 CH CH
Dimerləşmə :
2CH 2 =CH – CH = CH 2
1,5 tsiklooktadien HC – CH = CH 2
2CH
2 =CH – CH = CH 2
1 – vinil tsikloheksen
və izopren polimerləşərək təbii və sintetik kauçukları 1-2 rabitə qalır. Bromlu suyu və KMnO
4 rəngsiz-ləşdirirlər.
n
2 = CH – CH = CH 2 → (- CH
2 – CH = CH – CH 2 -)
– süni butadien (divinil kauçuku) n CH
= C – CH = CH 2 → (- CH 2 – C = CH – CH 2 -)
– təbii izopren kauçuku | | CH 3
3
CH 2 = C – CH = CH 2 + 2Br
2 → CH
2 – CBr – CH – CH 2
| | CH 3 Br CH 3 Br Br 8
6 5 4 3 1
t, k
CH 2 CH 2 CH 2 H C = C C = C
H H n H CH 2 n
Sis forma Trans forma 31
Rezin – kauçukun kükürdlə 130-140 0 S qızdırmaqla alınır. Kükürd çox olduqda ebonit alınır.
( - CH
2 – CH – CH – CH 2 )n - H 2 C – CH – CH – CH 2 – CH
2 – CH – CH – CH 2
| | S S
- H 2
2 – CH
2 –CH – CH – CH 2
| | S S
n
Kauçuk + S → Rezin Rezin – KMnO 4 və bromlu su məhlullarını rəngsizləşdirmir. Tətbiq sahələri: Alkadienlərin ən çox istifadə edilən nümayəndələri divinil və izopropendir. Onlardan alınan kauçuk və rezindən aqrar sahədə maşın, traktorlar, kombaynların hissələri, təkərləri hazırlanır. Həmçinin müxtəlif qablar, alətlərin dəstəkləri, ələklər, xüsusi geyimlər hazırlanır. Bu məhsullar bir çox yerdə metalları əvəz edərək yaxşı nəticə göstərirlər. Həmçinin qapı və pəncərə hazırlanmasında bir çox məqsədlərdə geniş istifadə olunur.
8) Грандберг И.И. Органическая химия. Москва, «Высшая школа», 1980. 9) Баркан Я.Г. Органическая химия. Москва, «Высшая школа», 1980. 10) Шаваров Ю.С. Органическая химия. Москва, Издательства химия, 2002. 32 11) Петров А.А., Трафимов А.Т. Органическая химия. Санкт - Петербург, 2002. 12) Qarayev Ş.F., İmaşev İ.B., Talıbov G.M. Üzvi kimya, Bakı, 2003. 13) Məhərrəmov A.M., Məhərrəmov M.M. Üzvi kimya, BDU, Bakı, 2007.
14) Məhərrəmov A.M.,Allahverdiyev M.Ə. Üzvi kimya, BDU, Bakı, 2007.
MASI, İZOMERLİYİ, ALINMASI, XASSƏLƏRİ, TƏTBİQ SAHƏLƏRİ. P L A N
1. Alkinlər, homoloji sırası, elektron quruluşu. 2. Alkinlərin adlandırılması. 3. Alkinlərdə izomerlik (quruluş, vəziyyət, optiki izomerlik). 4. Alkinlərin sənaye və laboratoriyada alınma üsulları. 5. Fiziki və kimyəvi xassələri. 6. Aqrar sahədə mühüm birləşmələrinin tətbiqi.
33
Molekulunda bir üçqat rabitəsi olan C n H 2n-2 formuluna malik alifatik açıq zəncirli k/h-lər sırası Alkinlər və ya asetilen sırası karbohidrogenləri deyilir. Alkinlər də üçqat rabitə ilə birləşən karbon atomları sp hibridləşmə vəziyyətindədir və 180 0 bucaq əmələ gətirirlər (yəni açıq bucaqlar). Alkinlər bir-birindən –CH 2 – qrupu ilə fərqlənirlər. Doymuş k/h-də olan “an” şəkilçisi “in” şəkilçisi ilə əlavə etməklə oxunur.
C : H H – C C – H
0,12 nm
Asetilen molekulunda 3 σ 2 π rabitə, 2 polyar və 3 q/polyar rabitə vardır. Mr alken = 14n-2, iki qonşu alkinin molyar kütləsinin cəmi 28n+10. molekulda rabitələrinin ümumu sayı 3n-1, polyar rabitələrinin ümumi sayı 2n-2, molekulda atomlarının ümumi sayı 3n-2 düsturları ilə müəyyən olunur. Alkin molekulunda orbitalların və rabitələrin sayını hesablayaq :
Sp 3 – sp 3 = 2
Sp 3 – s = 10 Sp 3 - sp = 2 Sp – sp = 1 34 H 3 C – C ≡ C – CH – CH 3
| CH 3
σ = 15
π = 2
17
Adlandırılma (nomenklatura): Alkinləri adlandırılması üçün tarixi (trivial və ya təsadüfi), səmərəli və sistematik üsullardan istifadə olunur..
Tarixi adlandırılmada eyni sayda olan doymuş k/h-rin adının sonuna “in” şəkilçisi əlavə edilir. Yalnız asetilində bu ad saxlanılmışdır. Səmərəli adlandırılmada: sıraya asetilinin törəməsi kimi baxılır. Üçqat rabitəli karbonlara birləşən radikallar oxunur (kiçikdən böyük radikala keçməklə). Axırda asetilinin sözü əlavə edilir.
CH ≡ C – CH – CH 3 H 3 C – C ≡ C – CH – CH 3 | CH 3 İzopropil asetilen metil etil asetilen
CH
– CH – C ≡ C – CH 2 – CH – CH 3
| | CH 3 CH 3
İzopril izobutil asetilen Ancaq mürəkkəb molekulda bu adlanma özünü doğrultmur. Sistematik və ya beynəlxalq adlandırma: Bu üsulla adlandırmada 3 qat rabitə daxil olmaqla ən uzun zəncir seçilir. Üçqat rabitə yaxın olan yerdən nömrələnir, əvvəlcə kiçik sonra isə böyük radikallar (halogen varsa əvvəlcə F, Cl, Br, J ardıcıllığı ilə onlar oxunur), yeri yazılır, ən nəhayət uzun zəncir oxunur və 3 qat rabitənin yeri yazılır “in” şəkilçisi əlavə edilir. Əgər zəncirdə 2 qat rabitə olarsa əvvəlcə onların yeri yazılır.
CH ≡ CH CH ≡ C – CH 3 CH 3 – C ≡ C – CH 3 35 Etin Propin Buten -2 CH 3 CH 3
| |
CH 3 – CH – C ≡ C – C – CH 3 H 3 C – CH
2 – CH – C ≡ C – C – CH 3
| | CH 3 CH 3 Cl CH 3
CH ≡ C –C ≡ CH CH 3 – HC = CH – C ≡ C – CH 3
Butadien Heksen -2 , in. – 4
HC ≡ C – CH = CH – CH= CH 2
Heksadien 1,3 , in-5 Radikalların ümumi formulu C n H
ilə ifadə olunur. Alkenlərdən bir hidrogen qoparmaqla alınır.
CH ≡ C - CH ≡ C – CH 2 - -C ≡ C – CH 3
İzomerləri: Alkenlərdə aşağıdakı növ izomerlik mövcuddur: 1. Quruluş Izomerliyi - zəncirin formasının dəyişməsi ilə müəyyən edilir
2. Vəziyyət Izomerliyi – üçqat rabitənin yerini dəyişməsilə müəyyən olunur
3. Optiki Izomerlik – molekulda asimmetrik C – atomunun olması ilə müəyyən olunur CH ≡ C – CH – CH 2 – CH
3
| CH 3 3 metil pentin - 1 CH ≡ C –CH 2 – CH – CH 3
| CH 3
4 metil pentin – 1
HC ≡ C – CH 2 – CH
2 – CH
3
Pentin -1 CH 3 – C ≡ C – CH 2 – CH
3
Pentin -2 CH 3
*|
CH ≡ C – C – CH 2 – CH
3
CH 3
*| CH 3 – CH 2 – C – C ≡ CH 3
| 36 Elektrik boşalması 1500
0 C ROH, NaOH - 2 HCl - 2 HCl
Na R - Hal
-NaHal - CH
4
J Mg
Hal R ′ -Hal
Alınma üsulları: Asetilen sırası karbohidrogenlərinin praktiki daha əhəmiyyətli nümayəndəsi asetilendir. Odur ki, asetilenin sənaye miqyasında alınması üçün bir neçə üsul hazırlanmışdır: 1. Koks və CaCO 3 –dən alınmışdır
2. Metanm asetilenə parçalanma reaksiyası 1400°C-də aparlır: 2 CH 4 C 2 H 2 + 3 H 2
Asetilen həmçinin yüksək
temperaturda metanın
qismən oksidləşdirilməsindən də alınır:
6 CH
4 + O
2 2 C 2 H
+ 2CO + 10H 2
Son illərdə aparılan tədqiqatların nəticələrinə görə asetilen sənaye miqyasında karbon-2-oksid ve hidrogendən də alına bilər; qrafitin təbəqəli birləşmələrinin iştirakında reaksiya daha mülayim şəraitdə gedir
2H
+ 2 CO → HC ≡ CH + 2H 2 O Asetilenin homoloqları laboratoriya şəraitində müxtəlif reaksiyalar üzrə alına bilər 1. Alkanların visinal – gem - dihalogenli törəmələrinin dehidrohalogenləşməsi:
RCHCl – CHCl - R ′ R –C ≡ C – R ′
R – CCl 2 CH 2 – R
′ R –C ≡ C – R ′
HC ≡ CH HC ≡ CNa HC ≡ C – R
HC ≡ CH + CH 3 MgJ H – C ≡ C – MgJ HC ≡ CH
СaC 2 HC ≡ CH CaCO 3 CaO 2500 0 S -CO 2H 2 O -Ca(OH)
2 37 Br Br Zn T ər., tqay. 0 P (sıxl.) ẁ % C ẁ % H
M M M M
R –C ≡ CH + CH 3 MgJ R – C ≡ C – MgJ R – C ≡ C - R ′
4. Tetrahallogenlərin dehalogenləşməsi
Br Br | | R - C – C - R ′ → R – C ≡ C - R ′ + 2ZnBr
2
| | Fiziki xassələri: Alkinlərin ilk 3 nümayəndəsi C 2 H 2 , C
3 H 4 , C 4 H 6 –
qaz halında. Sonrakı nümayəndələri maye,ən çox karbonlu nümayəndələri isə bərk haldadır. Molyar kütlə artdıqca qaynama temperaturu və sıxlığı artır. Aşağıdakı qrafiklərdə bəzi fiziki sabitlərinin dəyişməsi göstərilmişdir.
Asetilendə ikinci π –rabitəsinin enerjisi (837kC- 607 kC/Mol=230kC/Mol) birinci π-rabitəsinin enerjisindən (607kC/Mol-350kC/Mol=257kC/Mol) 27kC/Mol azdır. Digər tərəfdən asetilendə karbon atomlarının elektromənfiliyi və C-H rabitələrinin enerjisi etilendəkindən yüksək olub uyğun olaraq 3,1; 502 kC/Mol ve 2,8; 435kC/Mol t8?kil edir. Odur ki, etilendən asetilenə keçdikdə yeni xassələr meydana çıxır. Məsələn, asetilendə C-H rabitəsi enerjisinin çox olmasına baxma- yaraq etilenə nisbətən asetilen daha-güclü turşudur ve müvafiq şəraitdə asetilendə hidrogen atomları metalla əvəzlənir. Bu sp hibridləşmədə nüvəyə daha yaxın s- elektron orbitalları payının artması nəticəsində karbonun elektromənfiliyinin art- ması ilə izah olunur. Başqa sözlə proton ayrıldıqdan sonra onunla əlaqəli atomun elektron cütünü özündə saxlamaq qabiliyyəti artdıqca turşuluq da artır. Bu eyni dövr atomlarının hidrogenli birləşmələrinin turşuluğunun aşağıdakı sıra üzrə dəyişməsi ilə bir daha təsdiq olunur:
CH
< NH 3
2 O< HF
+2Zn
38 Ni,Pt,Pd HgCl/C HCl
Alkinlərdə ikinci π-rabitəsinin zəif olmasına baxmayaraq elektrofil birləşmə reaksiyalarında Alkinlər alkenlərə nisbətən az, nukleofil birləşmə reaksiyalarında isə əksinə çox aktivdir. Hidrogenləşdirici katalizatorların (Ni; Pt, Pd) iştirakında isə Alkinlər uyğun alkana qədər hidrogenləşır:
CH ≡ CH + 3H 2 CH 3 CH 3
Xüsusi hazırlanmış katalizatorların (Ni-B,Pt/C) iştirakmda Alkenlər sis - alkenlərə, maye ammonyakda Li, Na- la isə trans – alkenlərə hidrogenləşir:
Alkenlərdən fərqli olaraq asetilen ancaq katalizatorun (ikivalentli civə duzları) iştirakında hidroxlorlaşır:
2 = CHCl CH 3 CHCl
2 Vinilxlorid Etilidenxlorid
Hidrogenhalogenidin və halogenin Alkenlərə birləşmə reaksiyaları nisbətən az öyrənilmişdir. Ehtimal olunur ki, hər iki reaksiya trimolekulyar olmaqla əsasən trans - birləşmə kimi gedir:
R R
C = C H H R – C ≡ C - R′
R H H R ′ Ni – B, Pt/C Li, Na Maye NH
3
R – C ≡C - R ′ C ≡ C
H R – C ≡ C - R ′ Br
HBr HBr R H Br R′
Trans –birləşmə Br
H -δ
+δ +δ
-δ 39 KOH ( bərk) H 3 PO 4
KON iştirakında yüksək təzyiq və temperaturda spirtin asetilenə nukleofil birləşməsindən sadə vinil efirləri əmələ gəlir:
HC ≡ CH + C 2 H 5 OH CH 2 = CHOC 2 H 5
Karbon turşularının asetilenə birləşməsindən mürəkkəb vinil efirləri alınır:
HC ≡ CH + CH 3 COOH CH 2 = CHOCOCH 3
Müvafiq şəraitdə asetilen dimerləşir, trimerləşir və sianid turşusu ilə akrilnitril əmələ gətirir:
CH 2 =CH – C ≡ CH
HC ≡ CH CH 2 =CH –C ≡ C – CH =CH 2
CH 2 = CH – CN HC ≡CH HC ≡CH
H – C ≡N Vinilasetilen Divinilasetilen Akrilnitril Cu 2 Cl 2 + NH 4 Cl
|