Reja: Amaliy va labaratoriya mashg`ulotlariga tayyorgarlik ko`rish

Diyen sintezi. Kauchukni vulkanlash

Diyen sintezi - qoʻshbogʻlari oralangan diyen uglevodorod (diyen) larning 1,4 uglerod atomiga toʻyinmagan birikmalar biriktirish reaksiyasi. D.s. natijasida boshlangʻich diyenning ik-kinchi va uchinchi uglerod atomlari oʻrtasida qoʻshbogʻ boʻlgan olti aʼzoli sikllar vujudga keladi. Diyen vazifasini geterotsiklik birikmalar, mas, furan bajarishi mumkin. D. s. 1928 yilda organik-kimyogarlar O. Dirs va K. Alderlar tomonidan kashf etilgan. D. s. yordamida boshqa usullar bilan olinishi qiyin boʻlgan politsiklik birikmalar (mas, steroid lar, D vitamin), insektitsidlar va b. moddalar sintez qilinadi
Vulkanizatsiya - 1) kauchukni rezinaga aylantirish jarayoni. V. agentlari (oltingugurt, organik peroksidlar, baʼzi sintetik smolalar) ishtirokida yoki ionlovchi radiatsiya taʼsirida amalga oshiriladi. V.da plastik kauchukning barcha fizik-mexanik xossalari yaxshilanib, rezinaga aylanadi. Kauchukni oltingugurt bilan ishlash natijasida toʻrsimon tuzilish (struktura) hosil boʻladi. V.ni turli xil organik moddalar va tezlatkichlar (aktivatorlar — ZnO, MgO va b.) bilan tezlatish mumkin. Bu jarayon 140...200° da bajariladi. V. qoraquya ishtirokida olib borilsa, tezligi ortadi. Kauchukka 0,5—5% oltingugurt qoʻshilsa, kamera va pokrishka yasaladigan yumshoq rezina hosil boʻladi. Oltingugurt miqdori 30—50%ga yetkazilsa, elastik boʻlmagan qattiq rezina (ebonit) olinadi. Kauchukni oltingugurt bilan V. issiq V. deyilib, uni birinchi marta 1839 y. Ch. Gudir (AQSH) ochgan. 1846 yilda A. Parke sovuq V. jarayonini taklif kildi. Keyingi vaqtlarda oltingugurtsiz va qizdirmay V. reaksiyasini oʻtkazish mumkinligi aniqlandi. Ionlovchi radiatsiya (kobaltning radioaktiv gammanurlanishi, tezlatilgan elektronlar oqimi) yordamida olib boriladigan V.ga radiatsion V. deyiladi. Bu usulda kimyoviy taʼsirlarga va issiqqa chidamli rezinalar olinadi; 2) avtomobil, velosiped, mototsiklning rezina kameralari va pokrishkalarini yamash. Maxsus apparat — vulkanizator yordamida amalga oshiriladi; 3) qogʻozga kimyoviy ishlov berib, uning pishiqligini, qovushoqligini, elektr izolyatsiya xossalarini yaxshilash; 4) qogʻoz va b. tolali materiallardan pishiq charmsimon material— vulkanfibra olish. Vulkanfibradan tasmalar, jomadonlar, izolyatsiya plastinalari va b. buyumlar tayyorlanadi.

Diyen uglevodorodlaridan foydalanib 6 va 8 a’zoli sikloalkanlarni olish mumkin. 6 a’zoli siklik birikmalar diyen sintezi yordamida olinadi: Bu jarayon maxsus katalizatorlar yordlamida olib borilganda 8 a’zoli halqa hosil bo‘ladi: Asetilen nikel va kobalt karbonillari katalizatorligida o‘zaro birikib siklooktatetrayenni hosil qiladi. Bu jarayonni nemis olimi Reppe o‘rgangan. Keyingi yillarda polshalik olima Rujechka ikki asosli karbon kislotalarning toriyli tuzlarini quruq xaydash orkali halqasida 30 va undan ortiq uglerod atomi saqlagan yopiq zanjirli birikmalarni sintez qilib oldi. Fizik xossalari. Sikloalkanlarning dastlabki vakillari gazsimon, siklopentandan boshlab suyuqlik. Ularning qaynash, suyuqlanish haroratlari, zichliklari tegishli teng sonli alkanlarnikiga nisbatan katta. Halqadagi uglerodlarning soni ortib borishi bilan sikloalkanlarning qaynash haroratlari ortib boradi. Ayrim sikloalkanlarning muhim fizik kattaliklari jadvalda keltirilgan. Nomi	Suyuqlanish harorati, ^0C	Qaynash harorati, ^0C	Zichligi, g/l
Siklopropan	-126,9	-33	0,698
Siklobutan	-80,0	13	0,7038
Metilsiklopropan	-177,2	0,7	0,6912
Siklopentan	-94,4	49,9	0,7490
Etilsiklopropan	-149,4	34,5	0,677
Siklogeksan	-6,5	80,7	0,7781
Metilsiklopentan	-142,2	71,9	0,7488

Kimyoviy xossalari. 3-a’zoli sikloalkanlar galogenlash, gidrogalogenlash, gipogalogenlash kabi kimyoviy jarayonlarga oson kirisha oladilar. Reaksiya vaqtida S – S bog‘i uziladi halqa ochiladi.
Galogenlash. Siklopropanga brom bilan ta’sir etilganda 1,3-dibrom propan hosil bo‘ladi:
Siklopropanni xlorlash reaksiyasida 1,3-dixlorpropan bilan birga xlor siklopropan ham hosil bo‘ladi:
Siklobutan va uning gomologlari brom bilan qiyinchilik bilan yuqori haroratda reaksiyaga kirishadilar.
Siklopentan va siklogeksanga galogenlar bilan ta’sir etilganda, halqa ochilmaydi va almashinish reaksiyasi sodir bo‘ladi.
Galoidvodorodlar ta’siri. Siklopropan va siklobutanga galoidvodorodlar, ayniqsa vodorod bilan ta’sir etilganda birikish reaksiyasi sodir bo‘ladi va halqa ochiladi:
Diyen uglevodorodlarining tuzilishida qo‘shbog‘ ishtirok etadi. Ularning umumiy formulalari CnH2n-2 bilan ifodalanib, n=3 sharti qoniqtirilishi shart.
Qo‘shbog‘larning o‘zaro joylashuviga qarab diyen uglevodorodlari 3 guruhga bo‘linadilar va quyidagicha nomlandilar:
1. Qo‘shbog‘lari ketma-ket keladigan (qo‘shbog‘lari yig‘ilgan) diyenlar:
СН₂ = С = СН₂ allen, propadiyen
СН₃ – СН = С = СН₂ metilallen, 1,2-butadiyen
2. Tutash qo‘shbog‘li diyenlar:
СН₂ = СН – СН = СН₂ divinil, 1,3-butadiyen
СН₂ = С(СН₃) – СН = СН₂ izopren, 2-metilbutadiyen-1,3
3. Ajratilgan qo‘shbog‘li diyenlar:
СН₂ = СН – СН₂ – СН₂ – СН = СН₂ diallil, 1,5-geksadiyen
Diyen uglevodorodlari orasida tutash qo‘shbog‘li diyenlarning ahamiyati katta. Ular sintetik kauchuk va boshqa qimmatli birikmalar olishda ishlatiladi. Quyida biz tutash qo‘shbog‘li diyenlarning olinish usullari, xossalari va ishlatilishi bilan tanishib chiqamiz.
Olinish usullari. 1,3-Alkadiyenlar sanoatda quyidagi usullar bilan olinadi. To‘yingan uglevodorodlarni bosqichli degidrogenlash:
To‘yingan ikki atomli spirtlardan suvni tortib olish:
Etil spirtidan olish:
Bu usul rus olimi S.V. Lebedev tomonidan kashf etilgan bo‘lib, dunyoda birinchi marotaba (1929-1931 yillarda) sintetik kauchuk ishlab chiqarilgan.
Asetilen va asetondan foydalanib izoprenni olish:
Fizik xossalari. Divinil oddiy sharoitda gazsimon, qolgan diyenlar suyuqlik holatda bo‘ladi. Uglevodorodlar uchun xos bo‘lgan qonuniyatlar diyen uglevodorodlari uchun ham taaluqlidir.
Kimyoviy xossalari. Bularning tuzilishida ikkita qo‘shbog‘ bo‘lganligi uchun ular birikish jarayonlariga etilen ugevodorodlariga qaraganda oson kirishadilar. Turli molekulalar 1,2-uglerod atomlariga (bunda qo‘shbog‘lardan biri uzulmaydi) yoki 1,4-uglerod atomlariga (bunda qo‘shbog‘lardan biri o‘rtaga siljiydi) birikishi mumkin.
Vodorodning birikishi.
Galogenlarning birikishi. Etilen ugevodorodlarining galogenlash reaksiyasiga o‘xshash bunda ham reaksiya ionli yoki radikal zanjirli mexanizm bilan borishi mumkin.
Ionli mexanizm bilan borganda birinchi bosqich -kompleksni hosil bo‘lishi hisoblanadi:
Bu kompleks tezda karbokationni hosil qiladi. Karbokation quyidagi tuzilishlarga ega bo‘lishi mumkin:
a b (a) va (b) karbokationlar quyidagi oraliq holatlarda bo‘lishi mumkin. Xlor anioni bu oraliq holatdagi karbokationga birikkanda quyidagi mahsulotlar hosil bo‘ladi:
Gidrogalogenlash. Diyen uglevodorodlariga gidrogalogenlarning birikishi ham yuqorida eslatib o‘tilgan qonuniyatlarga muvofiq boradi:
Diyen sintezi. Diyenlar tuzilishida kamida bitta qo‘shbog‘ tutgan birikmalar (diyenofillar) bilan o‘zaro birikib, yopiq zanjirli birikmalarni hosil qiladilar. Bu reaksiyani Dils va Alder reaksiyasi deyiladi. Bu reaksiyaning ahamiyati katta bo‘lganligi uchun reaksiyani kashf etgan va o‘rgangan olimlar ikki martta Nobel mukofoti olishga sazovor bo‘lganlar.
Dimerlanish. Diyen uglevodorodlarini qizdirganda o‘zaro birikish reaksiyalariga kirisha oladilar. Bunda bir molekula 1,2-birikish, ikkinchi molekula 1,4-birikish bo‘yicha ta’sir etadi. Qisman har ikki molekulani 1,4-birikishi bo‘yicha ta’sir etishi ham mumkin:
Polimerlanish. Diyen uglevodorodlari ishqoriy metallar metalloorganik birikmalar ishtirokida polimerlanib yuqori molekulali birikmalar – kauchuk hosil qiladilar. Polimerlanish ham 1,2-1,4 va 1,4-1,4-ko‘rinishlarda borishi mumkin:
Diyen uglevodorodlarining polimerlanishi natijasida hosil bo‘ladigan birikmalar kauchuk deyiladi. Kauchuklar 2 turga – tabiiy va sintetik kauchuklarga bo‘linadilar. Tabiiy kauchuk issiq iqlimli mamlakatlar – Braziliya, Lotin Amerikasi, Vyetnam va boshqa joylarda o‘sadigan kauchuk daraxtidan ajratib olinadi. kauchuk degan so‘z xindcha so‘z bo‘lib, «kaocho» – daraxtning ko‘z yoshi degan ma’noni anglatadi.
Sintetik kauchuk asosan neftni qayta ishlash mahsuotlari asosida olinadi.
Kauchuk mexanik jihatdan mustahkam bo‘lmaganligi uchun uni vulkanlanadi, ya’ni oltingugurt birikmalari bilan qayta ishlab, rezinaga aylatiriladi. Rezinaning tarkibi murakkab bo‘lib, uning tarkibida 50% gacha qorakuya, talk, qo‘rg‘oshin oksidi va boshqalar bor.
Hozirgi kunda dunyo miqyosida 250 milliondan ortiq avtomobil mavjud bo‘lib, har bir avtomobil uchun o‘rtacha 250 kg rezina kerak. Bu miqdordagi rezina asosan sintetik usulda ishlab chiqarilayotganligi sababli diyen uglevodorodlari katta ahamiyatga egadir. Kimyo sanoatimizda butadiyenstirol; butadiyen–akrilonitril, izobutilen-divinil yoki izobutilenizopren kauchuklarini ishlab chiqarish keng yo‘lga qo‘yilgan.

3.