uy > Tarix > Birikish reaktsiyalari. Organik kimyoda kimyoviy reaksiyalar turlari Elektrofil qo'shilish reaksiyalari


Birikish reaktsiyalari. Organik kimyoda kimyoviy reaksiyalar turlari Elektrofil qo'shilish reaksiyalari




uglevodorodlar

13-sonli ma’ruza

Alkinning gidratlanishida hosil bo'lgan enolni ajratib bo'lmaydi, chunki tautomer muvozanati doimo keto shakli tomon kuchli siljiydi.

Enolning keto shakliga qayta joylashishi O-H aloqasining yuqori polaritesi tufayli sodir bo'ladi, bu esa gidroksil guruhining protonini oson yo'q qilishga olib keladi.

Keyin proton enolat anionining kislorodiga yoki uglerodga qayta ulanishi mumkin. Agar u uglerod atomiga qo'shilsa, u holda proton aniq dissotsiatsiyalanish tendentsiyasini ko'rsatmaydigan kamroq kislotali birikma hosil bo'ladi. Shunday qilib, keto shakli reaksiya aralashmasida to'planadi.

Kucherov reaktsiyasida aldegid hosil bo'lgan yagona holat - asetilenning o'zini hidratsiyasi. Boshqa barcha reaksiyalar ketonlarni hosil qiladi.

Propinning hidratsiyasi propionaldegiddan ko'ra asetonga olib keladi.

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari. Alkinlar katalizator ishtirokida nukleofil reagentlarni qo'shishga qodir. Natijada, turli sinflarning vinil hosilalari hosil bo'ladi. Bu reaksiyalar vinillash reaksiyalari deyiladi.

Alkinlarga nukleofil qo'shilishning ayrim reaksiyalari yuqorida ko'rsatilgan. Ular ko'pincha HMC sintezida monomer bo'lib xizmat qiluvchi birikmalar tayyorlash uchun ishlatiladi. Masalan, asetilen bilan reaksiyasi n-butanol butilvinil efirga olib keladi, uning polimerlanishi beradi vinilin (Shostakovskiyning balzami) qimmatli dori hisoblanadi.

Oksidlanish. Ko'p uglerod-uglerod aloqalarini o'z ichiga olgan barcha organik birikmalar singari, alkinlar ham kaliy permanganat yoki kaliy dixromat kabi turli oksidlovchi moddalar bilan oson oksidlanadi. Reaksiya uchlik bogʻlanishning toʻliq uzilishi va karboksilik kislotalarning hosil boʻlishi bilan davom etadi (terminal uch bogʻli alkinlar karboksilik kislota va karbonat angidrid hosil qiladi).

Bu reaksiyalar yordamida alkinlarning tuzilishini aniqlash mumkin.

Ba'zi oksidlovchi moddalar, masalan, selen dioksidi, alkinlarning tanlab oksidlanishiga imkon beradi, bunda faqat p-bog'lar parchalanadi. Bunda ikki almashtirilgan alkinlar a-diketonlarga, monosubstitusiyalanganlar esa a-keto kislotalarga aylanadi.

Alkinlarning polimerlanishi. Alkinlar qatorida di-, trimerlanish, shuningdek siklotri- va siklotetramerlanish reaksiyalari eng qiziq.

Katta sanoat ahamiyatiga ega bo'lgan atsetilenning chiziqli di- va trimerlarini bir valentli mis tuzlari ishtirokida olish mumkin.

Vinilasetilen xloroprenni (2-xlorbutadien-1,3) sintez qilish uchun boshlang'ich birikma bo'lib, polimerizatsiya natijasida xloropren kauchuk hosil bo'ladi.

Asetilenning benzolga olib keladigan siklotrimerizatsiyasi 1866 yilda M. Berthelot tomonidan kashf etilgan va N.D. tomonidan o'zgartirilgan. Zelinskiy va B.A. Kazanskiy (1922).

Siklotetramerizatsiyani V. Reppe (1949) kashf etgan.

) boshqa kimyoviy birikmaning aloqalari. Qo'shilish ulanish sifatida amalga oshirilishi mumkin uglerod-uglerod, va aloqa orqali uglerod geteroatomi. Qo'shish reaktsiyalari inglizcha harflar bilan belgilanadi "Reklama".

Bog'lanish orqali qo'shilish reaksiyalarining umumiy ko'rinishi uglerod-uglerod:

Bog'lanish orqali qo'shilish reaksiyalarining umumiy ko'rinishi uglerod-kislorod:

Odatda, qo'shilish sodir bo'ladigan reagent chaqiriladi substrat, va boshqa ( "X-Y") - hujum reaktivi.

Qo'shilish reaktsiyasiga etilenning bromlanishi misol bo'ladi:

Qo'shilish reaktsiyalari ko'pincha qaytariladi, yo'q qilish reaktsiyalari bilan qo'shiladi, shuning uchun bunday "juftlashgan" qo'shilish-eliminatsiya reaktsiyasining mexanizmi keng tarqalganligini yodda tutish kerak.

Hujum qiluvchi zarrachaning tabiatiga va reaktsiya mexanizmiga qarab, nukleofil, elektrofil, radikal yoki sinxron qo'shilish farqlanadi.

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari

Nukleofil qo'shilish reaksiyalarida hujum qiluvchi zarracha nukleofil, ya'ni manfiy zaryadlangan yoki erkin elektron juftiga ega bo'lgan zarrachadir.

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalarining umumiy ko'rinishi:

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari belgilanadi "AdN".

Bog'lanishda nukleofil qo'shilish reaktsiyalari C=C juda kam uchraydi, eng keng tarqalgan va amaliy ahamiyati ulanish orqali ulanishdir C=O :

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari orasida eng keng tarqalgani yuqoridagi ikki bosqichli bimolekulyar mexanizmdir. E'lon N 2: Dastlab, nukleofil asta-sekin ko'p bog'lanishga qo'shilib, karbanion hosil qiladi, ikkinchi bosqichda esa elektrofil tur tomonidan tez hujumga uchraydi.

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalarida hujum qiluvchi zarracha elektrofil, ya'ni musbat zaryadlangan zarracha, ko'pincha proton H+, yoki elektron yetishmaydigan zarracha.

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalarining umumiy ko'rinishi:

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari belgilanadi "Ad e".

Toʻyinmagan uglevodorodlar: alkenlar, alkinlar va dienlarning reaksiyalari orasida elektrofil qoʻshilish reaksiyalari keng tarqalgan.

Bunday reaksiyalarga alkenlarning gidratlanishi misol bo'la oladi:

Elektrofil bog'lanish uglerod geteroatomi ham juda keng tarqalgan va ko'pincha bunday aloqa mavjud C=O:

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari orasida eng keng tarqalgani yuqoridagi ikki bosqichli bimolekulyar mexanizmdir E'lon E 2: Dastlab, elektrofil asta-sekin ko'p bog'lanishga qo'shilib, ikkinchi bosqichda nukleofil hujumga uchragan karbokatiya hosil qiladi.

Radikal qo'shilish reaktsiyalari

Radikal qo'shilish reaktsiyalarida erkin radikallar hujum qiluvchi turlardir.

Radikal qo'shilish reaktsiyalari belgilanadi "Reklama R".

Radikal qo'shilish reaktsiyalari odatda erkin radikallar manbai ishtirokida elektrofil qo'shilish reaktsiyalari o'rniga boradi:

Sinxron qo'shilish reaktsiyalari

Ba'zi hollarda, bir nechta bog'lanish bilan qo'shilish ikkala atomning bir vaqtning o'zida hujumi bilan sodir bo'ladi, bu esa hujumning ustuvorligini aniqlashga imkon bermaydi. Bunday mexanizm deyiladi sinxron ulanish. Sinxron qo'shilish reaktsiyalari tsiklik mahsulotlarning shakllanishiga olib keladi, shuning uchun ular ko'pincha deyiladi tsiklik yuklanish.

Eslatmalar

Organik kimyoda kimyoviy reaksiyalar
Almashtirish reaksiyalari Nukleofil almashinish reaksiyalari Elektrofil almashinish reaksiyalari Radikal almashinish reaksiyalari
Qo'shilish reaktsiyalari Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari Radikal qo'shilish reaktsiyalari Bir vaqtning o'zida qo'shilish reaktsiyalari
Eliminatsiya reaktsiyalari Geterolitik eliminatsiya reaktsiyalari Peritsiklik eliminatsiya reaktsiyalari Radikal eliminatsiya reaktsiyalari
qayta tartibga solish reaktsiyalari Nukleofil qayta tuzilishlar Elektrofil qayta tuzilishlar Radikal o'zgarishlar
Oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari Oksidlanish reaksiyalari Qaytarilish reaksiyalari
Boshqa Organik kimyoda nominal reaksiyalar

Wikimedia fondi. 2010 yil.

Boshqa lug'atlarda "Qo'shish reaktsiyalari" nima ekanligini ko'ring:

    qo'shilish reaktsiyasi polimeri- - EN qo'shilish polimeri - olefinlar kabi to'yinmagan monomer molekulalarining suv sifatida qo'shimcha mahsulot hosil qilmasdan bir-biri bilan zanjir qo'shilishi natijasida hosil bo'lgan polimer;… … Texnik tarjimon uchun qo'llanma

    - (inglizcha qo'shilish elektrofil reaktsiyasi) qo'shilish reaktsiyalari, bunda dastlabki bosqichda hujum musbat zaryadlangan yoki elektronlar etishmasligi bo'lgan elektrofil zarracha tomonidan amalga oshiriladi. Yakuniy bosqichda, natijada ...... Vikipediya

    - (inglizcha qo'shilish nukleofil reaktsiyasi) qo'shilish reaktsiyalari, bunda dastlabki bosqichda hujum manfiy zaryadlangan yoki erkin elektron juftiga ega bo'lgan nukleofil zarracha tomonidan amalga oshiriladi. Yakuniy bosqichda, natijada ...... Vikipediya

    - (ing. qo'shilish radikal reaktsiyasi) qo'shilish reaktsiyalari bo'lib, ularda bir yoki bir nechta juftlashtirilmagan elektronlar mavjud bo'lgan zarrachaning erkin radikallari tomonidan hujum amalga oshiriladi. Shu bilan birga, radikallar boshqa radikallarga ham, ... ... Vikipediyaga ham hujum qilishi mumkin

    Bir vaqtning o'zida bir nechta bog'larning ikkala atomiga ham hujum qilinadigan qo'shilish reaktsiyalari. Bu turdagi reaksiyalarning boshqa nomi siklo yuklanish reaksiyalaridir, chunki bunday reaksiyalarning yakuniy mahsuloti siklik substratlardir. Ikki ... ... Vikipediya mavjud

    - (inglizcha nukleofil o'rnini bosish reaksiyasi) o'rin almashish reaktsiyalari bo'lib, bunda hujum taqsimlanmagan elektron juftini olib yuruvchi nukleofil reagenti tomonidan amalga oshiriladi. Nukleofil almashinish reaksiyalarida chiqib ketuvchi guruh nukleofug deyiladi. Hammasi ... Vikipediya

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

Alkanlar

Alkanlar uglevodorodlar bo'lib, molekulalarida atomlari bitta bog' bilan bog'langan va $C_(n)H_(2n+2)$ umumiy formulasiga mos keladi.

Metanning gomologik qatori

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

Cheklangan uglevodorodlar metanning gomologik qatorini tashkil qiladi.

Izomeriya va nomenklatura

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

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

1. Asosiy sxemani tanlash.

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

2.

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

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

3. Ism shakllanishi.

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

Strukturaviy formulalari yuqorida keltirilgan moddalarning nomlari quyidagicha:

- A tuzilmasi: $2$ -metilpropan;

- B tuzilmasi: $3$ -etilgeksan;

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

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

Alkanlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar. Metanning gomologik qatorining dastlabki to'rtta vakili gazlardir. Ulardan eng oddiyi metan - rangsiz, ta'msiz va hidsiz gaz (siz hidlagandan keyin $104 deb atashingiz kerak bo'lgan gazning hidi merkaptanlarning hidi bilan belgilanadi - uy sharoitida ishlatiladigan metanga maxsus qo'shiladigan oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar va boshqalar. sanoat gaz moslamalarini yaqin atrofdagi odamlar oqish hidini his qilishlari uchun).

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

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

Kimyoviy xossalari.

1. almashtirish reaktsiyalari. Alkanlarning eng xarakterli xususiyati erkin radikallarni almashtirish reaktsiyalari bo'lib, ular davomida vodorod atomi galogen atomi yoki ba'zi bir guruh bilan almashtiriladi.

Eng xarakterli reaksiyalar tenglamalarini keltiramiz.

Galogenlash:

$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$.

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

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

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

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

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

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

$CH_3—CH_3→CH_2=CH_2+H_2$

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

$CH_4+2O_2→CO_2+2H_2O+880 kJ.$

Umuman olganda, alkanlarning yonish reaktsiyasini quyidagicha yozish mumkin:

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

Uglevodorodlarning termik parchalanishi:

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

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

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

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

$R—CH_2CH_2+CH_2—R→R—CH=CH_2+CH_3—R$.

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

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

$CH_4(→)↖(1000°C)C+2H_2$

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

$2CH_4(→)↖(1500°C)CH=CH+3H_2$

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

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

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

Alkenlar

Toʻyinmagan uglevodorodlarga molekulalardagi uglerod atomlari oʻrtasida koʻp bogʻlangan uglevodorodlar kiradi. Cheksiz alkenlar, alkadienlar (polienlar), alkinlar. Tsiklda qo`sh bog`ni o`z ichiga olgan siklik uglevodorodlar (sikloalkenlar), shuningdek, siklda oz sonli uglerod atomlari (uch yoki to`rt atom) bo`lgan sikloalkanlar ham to`yinmagan xarakterga ega. To'yinmaganlik xususiyati bu moddalarning to'yingan yoki to'yingan uglevodorodlar - alkanlar hosil bo'lishi bilan, birinchi navbatda, vodorodni qo'shish reaktsiyalariga kirishi bilan bog'liq.

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

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

Etenning gomologik qatori

Tarmoqlanmagan alkenlar etenning (etilen) gomologik qatorini tashkil qiladi:

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

Izomeriya va nomenklatura

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

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

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

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

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

Alkenlar sikloalkanlarga izomerdir (sinflararo izomeriya), masalan:

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

1. Asosiy sxemani tanlash.

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

2. Asosiy zanjirning atom raqamlanishi.

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

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

Agar zanjirdagi atomlarning raqamlanishining boshlanishini qo`sh bog`lanish o`rni bo`yicha aniqlashning iloji bo`lmasa, u to`yingan uglevodorodlardagi kabi o`rinbosarlarning joylashuvi bilan ham aniqlanadi.

3. Ism shakllanishi.

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

Masalan:

Alkenlarning fizik va kimyoviy xossalari

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

Qaynatish va erish nuqtalari tabiiy ravishda birikmalarning molekulyar og'irligi oshishi bilan ortadi.

Kimyoviy xossalari.

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

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

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

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

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

$CH_2=CH_2+Br_2→CH_2Br—CH_2Br$.

3.

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

Bu reaktsiyaga bog'liq Markovnikov qoidasi:

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

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

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

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

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

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

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

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

6. Oksidlanish reaktsiyasi.

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

$CH_2=CH_2+3O_2→2CO_2+2H_2O$.

Umuman:

$C_(n)H_(2n)+(3n)/(2)O_2→nCO_2+nH_2O$

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

Alkadienlar (dien uglevodorodlari)

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

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

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

- alkadienlar bilan konjugatsiyalangan ikki tomonlama aloqalar;

$CH_2=CH—CH=CH_2$;

- alkadienlar bilan izolyatsiya qilingan ikki tomonlama aloqalar

$CH_2=CH—CH_2—CH=CH_2$.

Har uch turdagi alkadienlar tuzilishi va xossalari jihatidan bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi. Toʻplangan bogʻlarga ega alkadienlardagi markaziy uglerod atomi (ikkita qoʻsh bogʻ hosil qiluvchi atom) $sp$-gibridlanish holatida boʻladi. U bir xil to'g'ri chiziqda yotgan va qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan ikkita $s$-bog'larni va perpendikulyar tekislikda yotgan ikkita $s$-bog'larni hosil qiladi. $p$-bog'lar har bir uglerod atomining gibridlanmagan p-orbitallari tufayli hosil bo'ladi. Izolyatsiya qilingan qo'sh bog'li alkadienlarning xossalari juda o'ziga xosdir, chunki konjugatsiyalangan $p$-bog'lar bir-biriga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

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

Izomeriya va nomenklatura

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

Strukturaviy izomeriya.

— uglerod skeletining izomeriyasi:

— Ko'p bog'lanish pozitsiyasining izomeriyasi:

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

cis-, trans- izomeriya (fazoviy va geometrik)

Masalan:

Alkadienlar alkinlar va sikloalkenlar sinflarining izomer birikmalaridir.

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

Masalan:

Alkadienlarning fizik va kimyoviy xossalari

jismoniy xususiyatlar.

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

Kimyoviy xossalari.

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

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

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

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

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

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

Konjugatsiyalangan dienlarning polimerizatsiyasi 1,4-qo'shimcha sifatida davom etadi.

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

Alkinlar

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

Etinning gomologik qatori

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

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

Izomeriya va nomenklatura

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

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

Alkinlarda uglerod skeletining izomeriyasi pentindan boshlab mumkin:

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

Ushbu sinfdagi uglevodorod molekulalarida uchlik bog'lanishning mavjudligi qo'shimcha orqali aks ettiriladi -in, va uning zanjirdagi holati - uglerod atomining soni.

Masalan:

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

Alkinlarning fizik va kimyoviy xossalari

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

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

Kimyoviy xossalari.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

$R-C≡C-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH=CH-R,$

$R-CH=CH-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH_2-CH_2-R$

Uchlik bog'lanish ikkita reaktiv $p$ aloqani o'z ichiga olganligi sababli, alkanlar vodorodni bosqichma-bosqich qo'shadilar:

1) trimerizatsiya.

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

2) dimerizatsiya.

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

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

Ushbu modda xloropren ishlab chiqarish uchun ishlatiladi:

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

polimerizatsiyasi natijasida xloropren kauchuk olinadi:

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

Alkin oksidlanishi.

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

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

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

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

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

Organik kimyoda kimyoviy reaksiyalarning turlari

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

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

Almashtirish reaksiyalari

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

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

Keling, bunday reaktsiyalarga misollar keltiraylik.

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

$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$

Vodorodni galogen bilan almashtirishning yana bir misoli benzolning bromobenzolga aylanishidir:

Ushbu reaksiya tenglamasini boshqacha yozish mumkin:

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

Qo'shilish reaktsiyalari

Ikki yoki undan ortiq reaktiv molekulalarning biriga birlashishi natijasida yuzaga keladigan reaktsiyalar qo'shilish reaktsiyalari deb ataladi.

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

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

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

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

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

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

3.Galogenlash- halogen qo'shilish reaktsiyasi:

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

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

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

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

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

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

Organik kimyoda reaktiv zarrachalar turlari

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

$H + H→H:H,$ yoki $H-H$

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

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

Bunday zarralar deyiladi erkin radikallar.

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

Erkin radikallar ta'sirida va ishtirokida sodir bo'ladigan reaktsiyalar erkin radikal reaktsiyalar deb ataladi.

Noorganik kimyo kursida bular vodorodning kislorod, galogenlar bilan o'zaro ta'siri, yonish reaktsiyalari. E'tibor bering, ushbu turdagi reaktsiyalar yuqori tezlik, katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan tavsiflanadi.

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

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

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

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

Kislotalarning elektrolitik dissotsiatsiyasini ko'rib chiqing:

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

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

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

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

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

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

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

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

Asosiy reaktsiya mexanizmlari

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

- erkin radikal;

- elektrofil;

- nukleofil.

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

1.Erkin radikallarni almashtirish:

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

2. Erkin radikal qo'shilishi:

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

3. Elektrofil almashtirish:

4. Elektrofil ulanish:

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

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

5. Nukleofil qo'shilish:

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

6. Yo'q qilish:

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

V. V. Markovnikov qoidasi

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

Gidrogalogenlash (galogen vodorod qo'shilishi):

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

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

; bunda bitta p-bog' uziladi va bir yoki ikkita s-bog' hosil bo'ladi. Reaksiyalarning qo'shilishini belgilash uchun Ad belgisi qo'llaniladi (inglizchadan. qo'shish - qo'shilish); tsiklik yuklanishning p-tionlari uchun bunday belgi ishlatilmaydi.

Substratning tabiatiga ko'ra, qo'shilish reaktsiyalari izolyatsiya qilingan yoki konjugatsiyalangan ko'p bog'lanishlar bilan farqlanadi, masalan: C = C, C = C, C = C-C = C, C = O, C = N, C = N. Farqlash p. -tion gomolitik (Ad R) va geterolitik. qo'shilishlar. Ikkinchisi, hujum qiluvchi reaktivning zaryadiga qarab, elektrof tumanlariga bo'linadi. (Ad E) va nukleof. (AdN) qo'shimchalar. Reagentning xatti-harakati substrat turiga va p-tionni o'tkazish shartlariga bog'liq (erituvchi, katalizator mavjudligi, UV nurlanishining ta'siri va boshqalar). Mn. turli sharoitlarda reagentlar dek. reaksiyalar turlari. qobiliyatlar, masalan. halogenlar radikal, elektrofobik rol o'ynashi mumkin. va hatto nukleof. agentlar.

Naib. bir nechta uglerod-uglerod bog'lari ustidagi qo'shilish reaktsiyalari o'rganildi. Bu jarayonlar bosqichma-bosqich (bosqichli) yoki sinxron (muvofiqlashtirilgan) mexanizmga muvofiq davom etadi. Bosqichli mexanizm bilan birinchi bosqich nukleofil, elektrofil yoki erkin hujumdir. radikal, ikkinchisi - natijada olingan oraliqning ijobiy bilan rekombinatsiyasi., Salbiy. yoki neytral zarracha, masalan:

Elektr. yoki nukleof. zarralar ion bo'lishi shart emas; ular molekulaning elektron tortib oluvchi yoki elektron beruvchi qismini (guruhini) ifodalashi mumkin. Ad N ning R-tsionlari faqat elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar tomonidan faollashtirilgan C=C bog'lari bilan mumkin; Ad E ni amalga oshirish uchun almashtirilmagan C = C aloqalari yoki elektron beruvchi o'rinbosarlar tomonidan faollashtirilgan aloqalar kerak. p-tion Ad R uchun C=C bog'lanishdagi o'rinbosarning tabiati unchalik ahamiyatga ega emas.

Stereokimya. bosqichli qo'shilish natijasi p-tion mexanizmiga va reaksiyaga kirishuvchi birikmalarning tabiatiga bog'liq. Ha, elektro. olefinlarga qo'shilish o'g'il-qo'shimcha sifatida davom etishi mumkin - Y va W zarralari qo'sh bog' tekisligining bir tomonidan molekulaga hujum qiladi yoki qo'shilishga qarshi - zarralar tekislikning turli tomonlaridan hujum qiladi; ba'zi hollarda tumanlar stereospesifik emas. Nukleof. Karbanionlarni o'z ichiga olgan qo'shilish, qoida tariqasida, stereospesifik bo'lmagan holda amalga oshiriladi. Uch marta bog'lanish reaktsiyalarida sin qo'shilishi cis izomeriga va trans izomeriga anti-qo'shilishga olib keladi.

Sinxron mexanizm holatida ikkala C atomiga hujum bir vaqtning o'zida amalga oshiriladi va p-tion dipolyar qo'shilish sifatida davom etadi (Qarang: "Tsikloadlanish"), qo'sh yoki uchlik bog'lanishda reaktsiyaning qo'shilishi esa o'z-o'zidan davom etadi. qo'shish (masalan, Reppe reaktsiyalariga qarang).

P Bosqichli mexanizm bilan sodir bo'ladigan konjugatsiyalangan qo'sh bog'larda qo'shilish reaktsiyalari 1,2 va 1,4 qo'shilgan mahsulotlarning hosil bo'lishiga olib keladi:

Sinxron 1,4-dienlarga qo'shilish quyidagicha davom etadi. yo'l:


Qo'shilish reaktsiyalarining alohida turi konjugatsiyalangan qo'shilishdir. Bunday p-ionlarning oqimi jarayonning yakuniy bosqichida p-erituvchining (yoki maxsus qo'shilgan reagentning) bog'lanishi bilan birga keladi. Masalan, konjugatsiyalangan elektrof. CH 3 COOH tarkibidagi alkenlarga galogenlarning qo‘shilishi 1,2-digalidlar bilan birga b-atsetoksialkil galogenidlariga olib keladi:

Konjugatsiyalangan nukleoflarga misollar. qo'shilish - Maykl reaktsiyasi va o'zaro ta'siri. SH protik p-erituvchilarda siyanid anioni bilan faollashtirilgan alkenlar:


Ko'p uglerod-hetero-atom bog'lari bo'yicha qo'shilish reaktsiyalari bo'lsa, unda qo'yiladi. zaryad C atomida lokalizatsiya qilinadi (C=O, C=N, C=N va C=S aloqalar), nukleofillar doimo C atomiga, elektrofillar esa geteroatomga biriktiriladi. Naibda. Karbonil guruhidagi nukleofil qo'shilish reaktsiyalari ma'lum darajada o'rganilgan:



P C atomidagi bog'lanish reaktsiyasi aromatikda p-tion almashinish bosqichlaridan biri bo'lishi mumkin. qatorda, masalan:

Alkanlarning kimyoviy xossalari

Alkanlar (parafinlar) siklik bo'lmagan uglevodorodlar bo'lib, ularning molekulalarida barcha uglerod atomlari faqat bitta bog'lar bilan bog'langan. Boshqacha aytganda, alkanlarning molekulalarida ko'p, qo'sh yoki uch bog'lanish mavjud emas. Aslida, alkanlar vodorod atomlarining maksimal miqdorini o'z ichiga olgan uglevodorodlardir va shuning uchun ular cheklovchi (to'yingan) deb ataladi.

To'yinganlik tufayli alkanlar qo'shilish reaktsiyalariga kira olmaydi.

Uglerod va vodorod atomlari juda yaqin elektromanfiylikka ega bo'lganligi sababli, bu ularning molekulalaridagi CH-bog'larning juda past qutbliligiga olib keladi. Shu munosabat bilan alkanlar uchun S R belgisi bilan belgilangan radikal almashinish mexanizmiga muvofiq kechadigan reaksiyalar xarakterlidir.

1. O`rin almashish reaksiyalari

Ushbu turdagi reaktsiyalarda uglerod-vodorod aloqalari buziladi.

RH + XY → RX + HY

Galogenlash

Alkanlar galogenlar (xlor va brom) bilan ultrabinafsha nurlar ta'sirida yoki kuchli issiqlik bilan reaksiyaga kirishadi. Bunday holda, vodorod atomlarini almashtirish darajasi har xil bo'lgan galogen hosilalari aralashmasi hosil bo'ladi - mono-, di-tri- va boshqalar. halogen bilan almashtirilgan alkanlar.

Metan misolida u quyidagicha ko'rinadi:

Reaksiya aralashmasidagi halogen/metan nisbatini o'zgartirish orqali mahsulotlar tarkibida har qanday alohida metan halogen hosilasi ustun bo'lishini ta'minlash mumkin.

reaktsiya mexanizmi

Keling, metan va xlorning o'zaro ta'siri misolida erkin radikallarni almashtirish reaktsiyasi mexanizmini tahlil qilaylik. U uch bosqichdan iborat:

  1. boshlash (yoki zanjir boshlash) - tashqaridan energiya ta'sirida erkin radikallarning hosil bo'lish jarayoni - UV nurlari yoki isitish bilan nurlanish. Ushbu bosqichda xlor molekulasi erkin radikallar hosil bo'lishi bilan Cl-Cl bog'ining gomolitik parchalanishiga uchraydi:

Erkin radikallar, yuqoridagi rasmdan ko'rinib turibdiki, bir yoki bir nechta juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lgan atomlar yoki atomlar guruhlari (Cl, H, CH 3, CH 2 va boshqalar);

2. Zanjirning rivojlanishi

Bu bosqich faol erkin radikallarning faol bo'lmagan molekulalar bilan o'zaro ta'siridan iborat. Bunday holda, yangi radikallar hosil bo'ladi. Xususan, xlor radikallari alkan molekulalariga ta'sir qilganda, alkil radikali va vodorod xlorid hosil bo'ladi. O'z navbatida, alkil radikali xlor molekulalari bilan to'qnashib, xlor hosilasi va yangi xlor radikalini hosil qiladi:

3) zanjirning uzilishi (o'limi):

Ikki radikalning bir-biri bilan faol bo'lmagan molekulalarga rekombinatsiyasi natijasida paydo bo'ladi:

2. Oksidlanish reaksiyalari

Oddiy sharoitlarda alkanlar konsentrlangan sulfat va nitrat kislotalar, permanganat va kaliy bixromat (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) kabi kuchli oksidlovchi moddalarga nisbatan inertdir.

Kislorodda yonish

A) kislorodning ortiqcha bo'lishi bilan to'liq yonish. Karbonat angidrid va suv hosil bo'lishiga olib keladi:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

B) kislorod etishmasligi bilan to'liq bo'lmagan yonish:

2CH 4 + 3O 2 \u003d 2CO + 4H 2 O

CH 4 + O 2 \u003d C + 2H 2 O

Kislorod bilan katalitik oksidlanish

Alkanlarni kislorod (~200 o C) bilan katalizatorlar ishtirokida qizdirish natijasida ulardan turli xil organik mahsulotlar: aldegidlar, ketonlar, spirtlar, karboksilik kislotalar olinishi mumkin.

Masalan, metan, katalizatorning tabiatiga qarab, metil spirti, formaldegid yoki chumoli kislotasiga oksidlanishi mumkin:

3. Alkanlarning termik transformatsiyalari

Yoriq

Krekking (inglizchadan to crack - yirtmoq) yuqori haroratda sodir boʻladigan kimyoviy jarayon boʻlib, buning natijasida alkan molekulalarining uglerod skeleti asl alkanlarga nisbatan molekulyar ogʻirligi past boʻlgan alken va alkan molekulalarining hosil boʻlishi bilan parchalanadi. Masalan:

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + CH 3 -CH \u003d CH 2

Yoriqlar termal yoki katalitik bo'lishi mumkin. Katalitik krekingni amalga oshirish uchun katalizatorlardan foydalanish tufayli termal krekingga nisbatan sezilarli darajada past haroratlar qo'llaniladi.

Dehidrogenatsiya

Vodorodni yo'q qilish C-H aloqalarini buzish natijasida sodir bo'ladi; yuqori haroratlarda katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladi. Metanni gidrogenlash natijasida asetilen hosil bo'ladi:

2CH 4 → C 2 H 2 + 3H 2

Metanni 1200 ° C ga qizdirish uning oddiy moddalarga parchalanishiga olib keladi:

CH 4 → C + 2H 2

Boshqa alkanlarning gidrogenlanishi alkenlarni beradi:

C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2

Dehidrogenlashda n-butan, buten-1 va buten-2 hosil bo'ladi (ikkinchisi shaklida cis- va trans-izomerlar):

Degidrotsikllanish

Izomerizatsiya

Sikloalkanlarning kimyoviy xossalari

Tsikllarda to'rtdan ortiq uglerod atomiga ega bo'lgan sikloalkanlarning kimyoviy xossalari odatda alkanlarniki bilan deyarli bir xil. Siklopropan va siklobutan uchun, g'alati, qo'shilish reaktsiyalari xarakterlidir. Bu tsikl ichidagi yuqori kuchlanish bilan bog'liq bo'lib, bu tsikllarning buzilishiga olib keladi. Shunday qilib, siklopropan va siklobutan brom, vodorod yoki vodorod xloridni osongina qo'shadi:

Alkenlarning kimyoviy xossalari

1. Qo‘shish reaksiyalari

Alken molekulalaridagi qo'sh bog'lanish bitta kuchli sigma bog'dan va bitta kuchsiz pi bog'idan iborat bo'lganligi sababli ular qo'shilish reaktsiyalariga osonlikcha kirishadigan juda faol birikmalardir. Alkenlar ko'pincha bunday reaktsiyalarga engil sharoitlarda ham kiradi - sovuqda, suvli eritmalarda va organik erituvchilarda.

Alkenlarning gidrogenlanishi

Alkenlar katalizatorlar (platina, palladiy, nikel) ishtirokida vodorod qo'shishga qodir:

CH 3 -CH \u003d CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3

Alkenlarning gidrogenlanishi oddiy bosim va ozgina qizdirilganda ham oson kechadi. Qizig'i shundaki, bir xil katalizatorlar alkanlarni alkenlarga dehidrogenlash uchun ishlatilishi mumkin, faqat dehidrogenatsiya jarayoni yuqori haroratda va past bosimda davom etadi.

Galogenlash

Alkenlar brom bilan suvli eritmada ham, organik erituvchilarda ham oson qo'shilish reaksiyasiga kirishadi. O'zaro ta'sir natijasida dastlab bromning sariq eritmalari rangini yo'qotadi, ya'ni. rangsizlanish.

CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → CH 2 Br-CH 2 Br

Gidrogalogenlash

Nosimmetrik alken molekulasiga galogen vodorod qo'shilishi nazariy jihatdan ikkita izomer aralashmasiga olib kelishi kerakligini tushunish oson. Masalan, propenga vodorod bromid qo'shilsa, quyidagi mahsulotlarni olish kerak:

Shunga qaramay, o'ziga xos shartlar bo'lmasa (masalan, reaktsiya aralashmasida peroksidlar mavjudligi), vodorod galogenid molekulasini qo'shish Markovnikov qoidasiga muvofiq qat'iy tanlab olinadi:

Alkenga vodorod galogenidining qo'shilishi shunday sodir bo'ladiki, vodorod ko'proq vodorod atomlari bo'lgan uglerod atomiga (ko'proq vodorodlangan), galogen esa kamroq miqdordagi vodorod atomlari bo'lgan uglerod atomiga biriktiriladi. (kamroq vodorodlangan).

Hidratsiya

Bu reaktsiya spirtli ichimliklarni hosil bo'lishiga olib keladi va Markovnikov qoidasiga muvofiq davom etadi:

Siz taxmin qilganingizdek, alken molekulasiga suv qo'shilishi Markovnikov qoidasiga ko'ra sodir bo'lganligi sababli, birlamchi spirtning hosil bo'lishi faqat etilen gidratatsiyasida mumkin:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH

Aynan shu reaksiya orqali etil spirtining asosiy miqdori katta quvvatli sanoatda amalga oshiriladi.

Polimerizatsiya

Qo'shilish reaktsiyasining o'ziga xos holati polimerizatsiya reaktsiyasi bo'lib, u halogenlash, gidrogalogenlash va hidratsiyadan farqli o'laroq, erkin radikal mexanizm orqali boradi:

Oksidlanish reaksiyalari

Boshqa barcha uglevodorodlar singari, alkenlar kislorodda oson yonib, karbonat angidrid va suv hosil qiladi. Ortiqcha kislorodda alkenlarning yonish tenglamasi quyidagi shaklga ega:

C n H 2n + (3/2)nO 2 → nCO 2 + nH 2 O

Alkanlardan farqli ravishda alkenlar oson oksidlanadi. KMnO 4 ning suvli eritmasining alkenlarga ta'sirida rang o'zgarishi, bu organik moddalar molekulalarida ikki va uch karra CC bog'lariga sifatli reaktsiya.

Neytral yoki ozgina gidroksidi eritmada alkenlarning kaliy permanganat bilan oksidlanishi diollar (dihidrik spirtlar) hosil bo'lishiga olib keladi:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH (sovutish)

Kislotali muhitda qo'sh bog'ning to'liq ajralishi qo'sh bog'ni hosil qilgan uglerod atomlarining karboksil guruhlarga aylanishi bilan sodir bo'ladi:

5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O (isitish)

Agar qo'sh C=C bog'i alken molekulasining oxirida bo'lsa, u holda qo'sh bog'da ekstremal uglerod atomining oksidlanish mahsuloti sifatida karbonat angidrid hosil bo'ladi. Buning sababi, oraliq oksidlanish mahsuloti, chumoli kislota, oksidlovchi moddaning ortiqcha miqdorida o'z-o'zidan oson oksidlanadi:

5CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O (isitish)

Qo'sh bog'dagi C atomi ikkita uglevodorod o'rnini bosuvchini o'z ichiga olgan alkenlarning oksidlanishida keton hosil bo'ladi. Masalan, 2-metilbuten-2 oksidlanishi aseton va sirka kislotasini hosil qiladi.

Qo'sh bog'lanishda uglerod skeletini buzadigan alkenlarning oksidlanishi ularning tuzilishini o'rnatish uchun ishlatiladi.

Alkadienlarning kimyoviy xossalari

Qo'shilish reaktsiyalari

Masalan, galogenlarning qo'shilishi:

Brom suvi rangsiz bo'ladi.

Oddiy sharoitda butadien-1,3 molekulasining uchlarida galogen atomlarining qoʻshilishi sodir boʻladi, p boglar uzilib, ekstremal uglerod atomlariga brom atomlari biriktiriladi va erkin valentliklar yangi p bogʻ hosil qiladi. Shunday qilib, go'yo qo'sh bog'lanishning "harakati" mavjud. Bromning ortiqcha miqdori bilan hosil bo'lgan qo'sh bog'lanish joyiga yana bitta brom molekulasi qo'shilishi mumkin.

polimerlanish reaksiyalari

Alkinlarning kimyoviy xossalari

Alkinlar to'yinmagan (to'yinmagan) uglevodorodlardir va shuning uchun qo'shilish reaktsiyalariga kirishga qodir. Alkinlar uchun qo'shilish reaktsiyalari orasida elektrofil qo'shilish eng keng tarqalgan.

Galogenlash

Alkin molekulalarining uchlik aloqasi bitta kuchli sigma bog'idan va ikkita kuchsizroq pi bog'idan iborat bo'lganligi sababli ular bir yoki ikkita halogen molekulalarini biriktira oladilar. Bir alkin molekulasi tomonidan ikkita halogen molekulasining qo'shilishi elektrofil mexanizm bilan ketma-ket ikki bosqichda davom etadi:

Gidrogalogenlash

Vodorod galogenid molekulalarining qo'shilishi ham elektrofil mexanizm bilan va ikki bosqichda davom etadi. Ikkala bosqichda ham qo'shish Markovnikov qoidasiga muvofiq amalga oshiriladi:

Hidratsiya

Alkinlarga suv qo'shilishi kislotali muhitda rutiy tuzlari ishtirokida sodir bo'ladi va Kucherov reaktsiyasi deyiladi.

Asetilenga suv qo'shilishining hidratsiyasi natijasida atsetaldegid (sirka aldegid) hosil bo'ladi:

Asetilen gomologlari uchun suv qo'shilishi ketonlarning hosil bo'lishiga olib keladi:

Alkin gidrogenatsiyasi

Alkinlar vodorod bilan ikki bosqichda reaksiyaga kirishadi. Platina, palladiy, nikel kabi metallar katalizator sifatida ishlatiladi:

Alkin trimerizatsiyasi

Asetilen yuqori haroratda faollashtirilgan ugleroddan o'tkazilganda, undan turli xil mahsulotlar aralashmasi hosil bo'ladi, ularning asosiysi asetilen trimerizatsiyasi mahsuloti bo'lgan benzoldir:

Alkinlarning dimerlanishi

Asetilen ham dimerlanish reaksiyasiga kiradi. Jarayon katalizator sifatida mis tuzlari ishtirokida davom etadi:

Alkin oksidlanishi

Alkinlar kislorodda yonadi:

C n H 2n-2 + (3n-1) / 2 O 2 → nCO 2 + (n-1) H 2 O

Alkinlarning asoslar bilan o'zaro ta'siri

Molekula uchida uch karra C≡C bo'lgan alkinlar, boshqa alkinlardan farqli o'laroq, uchlik bog'dagi vodorod atomi metall bilan almashtiriladigan reaksiyalarga kirisha oladi. Masalan, atsetilen suyuq ammiakdagi natriy amid bilan reaksiyaga kirishadi:

HC≡CH + 2NaNH 2 → NaC≡CNa + 2NH 3,

shuningdek, kumush oksidning ammiak eritmasi bilan atsetilenidlar deb ataladigan erimaydigan tuzga o'xshash moddalarni hosil qiladi:

Ushbu reaksiya tufayli terminal uchlik bog'langan alkinlarni tanib olish, shuningdek, bunday alkinni boshqa alkinlar bilan aralashmasidan ajratish mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, barcha kumush va mis asetilenidlari portlovchi moddalardir.

Atsetilidlar galogen hosilalari bilan reaksiyaga kirisha oladi, ular murakkabroq organik birikmalar sintezida uch tomonlama bog‘lanishga ega:

CH 3 -C≡CH + NaNH 2 → CH 3 -C≡CNa + NH 3

CH 3 -C≡CNa + CH 3 Br → CH 3 -C≡C-CH 3 + NaBr

Aromatik uglevodorodlarning kimyoviy xossalari

Bog'lanishning aromatik tabiati benzollar va boshqa aromatik uglevodorodlarning kimyoviy xossalariga ta'sir qiladi.

Yagona 6pi elektron tizimi an'anaviy pi bog'lanishlariga qaraganda ancha barqaror. Shuning uchun aromatik uglevodorodlar uchun qo'shilish reaktsiyalariga qaraganda almashtirish reaktsiyalari ko'proq xarakterlidir. Arenlar elektrofil mexanizm bilan almashtirish reaktsiyalariga kiradi.

Almashtirish reaksiyalari

Galogenlash

Nitrlash

Nitrlash reaktsiyasi eng yaxshi sof nitrat kislota ta'sirida emas, balki uning konsentrlangan sulfat kislota bilan aralashmasi, ya'ni nitratlash aralashmasi deb ataladi:

Alkillanish

Aromatik yadrodagi vodorod atomlaridan biri uglevodorod radikali bilan almashinadigan reaksiya:

Galogenli alkanlar o'rniga alkenlar ham ishlatilishi mumkin. Alyuminiy galogenidlari, temir temir galogenidlari yoki noorganik kislotalar katalizator sifatida ishlatilishi mumkin.<

Qo'shilish reaktsiyalari

gidrogenlash

Xlorning qo'shilishi

U ultrabinafsha nurlar bilan kuchli nurlanish ostida radikal mexanizm bilan ishlaydi:

Xuddi shunday, reaksiya faqat xlor bilan davom etishi mumkin.

Oksidlanish reaksiyalari

Yonish

2C 6 H 6 + 15O 2 \u003d 12CO 2 + 6H 2 O + Q

to'liq bo'lmagan oksidlanish

Benzol halqasi KMnO 4 va K 2 Cr 2 O 7 kabi oksidlovchi moddalarga chidamli. Reaktsiya ketmaydi.

Benzol halqasidagi o'rinbosarlarning ikki turga bo'linishi:

Misol sifatida toluoldan foydalangan holda benzol gomologlarining kimyoviy xossalarini ko'rib chiqing.

Toluolning kimyoviy xossalari

Galogenlash

Toluol molekulasini benzol va metan molekulalarining bo'laklaridan tashkil topgan deb hisoblash mumkin. Shuning uchun, toluolning kimyoviy xossalari ma'lum darajada alohida olingan bu ikki moddaning kimyoviy xossalarini birlashtirishi kerak, deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri. Xususan, bu uning galogenlanishi paytida aniq kuzatiladi. Biz allaqachon bilamizki, benzol elektrofil mexanizm bilan xlor bilan almashtirish reaktsiyasiga kiradi va bu reaktsiyani amalga oshirish uchun katalizatorlar (alyuminiy yoki temir galogenidlari) ishlatilishi kerak. Shu bilan birga, metan xlor bilan reaksiyaga kirishishga qodir, ammo erkin radikal mexanizm bilan, dastlabki reaktsiya aralashmasini UV nurlari bilan nurlantirishni talab qiladi. Toluol, xlorlanishga duchor bo'lgan sharoitga qarab, benzol halqasida vodorod atomlarini almashtirish mahsulotlarini berishga qodir - buning uchun siz benzolni xlorlashda bo'lgani kabi sharoitlardan yoki almashtirish mahsulotlarini ishlatishingiz kerak. metil radikalidagi vodorod atomlari, agar u ustida bo'lsa, ultrabinafsha nurlar bilan nurlanganda xlor bilan metanga qanday ta'sir qiladi:

Ko'rib turganingizdek, alyuminiy xlorid ishtirokida toluolning xlorlanishi ikki xil mahsulot - orto- va para-xlorotoluolga olib keldi. Bu metil radikalining birinchi turdagi o'rinbosar ekanligi bilan bog'liq.

Agar AlCl 3 ishtirokida toluolni xlorlash xlordan ortiqcha amalga oshirilsa, triklor bilan almashtirilgan toluol hosil bo'lishi mumkin:

Xuddi shunday, toluol yuqori xlor/toluol nisbatida yorug'likda xlorlanganda, diklorometilbenzol yoki triklorometilbenzol olinishi mumkin:

Nitrlash

Toluolni konsentrlangan nitrat va sulfat kislotalar aralashmasi bilan nitrlash paytida vodorod atomlarining nitroguruh bilan almashtirilishi metil radikalida emas, balki aromatik yadroda o'rnini bosuvchi mahsulotlarga olib keladi:

Alkillanish

Yuqorida aytib o'tilganidek, metil radikali birinchi turdagi yo'nalishdir, shuning uchun uning Friedel-Crafts alkilatsiyasi orto va para pozitsiyalarida o'rnini bosuvchi mahsulotlarga olib keladi:

Qo'shilish reaktsiyalari

Toluolni metall katalizatorlar (Pt, Pd, Ni) yordamida metilsiklogeksanga gidrogenlash mumkin:

C 6 H 5 CH 3 + 9O 2 → 7CO 2 + 4H 2 O

to'liq bo'lmagan oksidlanish

Kaliy permanganatning suvli eritmasi kabi oksidlovchi vositaning ta'siri ostida yon zanjir oksidlanishga uchraydi. Bunday sharoitda aromatik yadro oksidlanishi mumkin emas. Bunda eritmaning pH darajasiga qarab yo karboksilik kislota yoki uning tuzi hosil bo'ladi.