To’yinmagan uglevodorodlar (alkenlar). Olinishi, xossalari, ishlatilishi.
To’yinmagan uglevodorodlar. Molekulasida qo‘sh bog‘ tutgan uglevodorodlarga alkenlar (olefinlar) deyiladi. Gomologik qatorning umumiy formulasi CnH2n. Gomologik qatorga quyidagilar misol bo‘ladi: C2H4, C3H6, C4H8, C5H10, C6H12. Alkenlarning birinchi vakili etilendir. Etilenning vodorodlarini alkil guruhlarga almashtirilsa, uning gomologik qatori hosil bo‘ladi. M-n: etilen vodorodini metil radikaliga almashtirilsa metiletilen hosil bo‘ladi. Metiletilenda uch xil vodorodlar bo‘lib, ularni CH3 ga almashtirilsa uchta alken hosil bo‘ladi: etiletilen CH3CH2CH=CH2, sim. dimetiletilen CH3CH=CHCH3, nosim. dimetiletilen (CH3)2С=CH2. Bu alkenlar bir-biriga izomerdir. Alken birikmalarni ratsional nomenklaturada nomlash uchun etilen asos qilib olinadi va radikallarning nomi qo‘shib yoziladi. Alkenlarni sistematik nomenklaturada nomlash uchun tegishli alkanning an qo‘shimchasi –en ga almashtiriladi. Alkenlarni nomlash uchun uzun zanjir tanlab olinadi va qo‘sh bog‘ yaqin tomondan nomerlanadi:
| CH2=CH2 | CH3CH=CH2 |
| eten | propen |
buten-1 buten-2
2,3,3-trimetilbuten-1 7-metil-3-uchlamchibutilokten-2
Alkenil radikallar quyidagicha nomlanadi:
etenil, vinil
propenil-2, allil
1-metiletenil, izopropenil
propenil-1,
Alkenlarda uch xil izomeriya mavjud:
- Zanjirdagi qo‘sh bog‘ning holatini o‘zgarishi hisobiga izomerlar hosil bo‘ladi:
CH3CH2CH=CH2 , CH3CH=CHCH3
- Zanjirni tarmoqlanishi hisobiga izomerlar hosil bo‘ladi:
CH3CH2CH=CH2, (CH3)2C=CH2
- Qo‘sh bog‘ga nisbatan o‘rinbosarlarning joylashishi hisobiga fazoviy izomerlar hosil bo‘ladi:
Tri– va tetra– almashgan alkenlarni sis– va trans– izomerlarini belgilash uchun E, Z sistemadan foydalaniladi. Buning uchun qo‘sh bog‘li uglerod atomidagi o‘rinbosarlarning katta kichikligi aniqlanadi, kattasi 1, kichkinasi 2 bilan belgilanadi. Agar katta o‘rinbosarlar bog‘ tekisligining bir tomonida bo‘lsa Z (sis-), ikki tomonida joylashgan bo‘lsa ZE (trans-) deb belgilanadi. Alken molekulasidagi o‘rinbosarlarni katta kichikligi aniqlanadi. Radikallarning katta kichikligi quyidagi qatorda ortib boradi:
-CH3-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2CH2CH2CH3-CH(CH3)2-S(CH3)3.
Galogenlarning katta kichiklik qatori quyidagicha H FCl Br I. Shu qoidalarni hisobga olib alkenni quyidagicha nomlash mumkin:
Olish usullari. 1. To‘yingan uglevodorodlardan degidrogenlash orqali olish:
Pt, Pd, Ni Pt, Pd, Ni
СnH2n+ 2 СnH2n + H2 СН3-СН2-СН3 СН3СН=СН2+ H2
- Spirtlarni degidratlash usuli bilan olish:
Н2SO4
СН3-СН2-ОН o СН2=СН2 + H2О
170 C
Katalizator sifatida H2SO4, H3PO4 va Al2O3 ishlatish mumkin. Ikkilamchi butil spirtidan Al2O3 yordamida buten-2 olinadi:
CH3СН=СНCH3
СН3-СН-CН2-CH3 Al2O3o + H2О
300-350 C
Reaksiya Zaytsev A.M. qoidasi bo‘yicha ketib, vodorod vodorodi kam uglerod atomidan ketadi.
- Molekulasida bitta uglerod atomi tutgan birikmalardan alkanlar, alkenlar va aromatik birikmalarni olish mumkin. Buning uchun seolit katalizatoridan foydalaniladi:
Uglerod (II)-oksidini temir, kobalt, nikel katalizatorlari ishtirokida qaytarilsa alkanlar va alkenlarning aralashmasi hosil bo‘ladi:
Fe, Co, Ni
nCO + (2n+1) H2 СnH2n+ 2 (50 %) + СnH2n (50 %)
Agar katalizator sifatida kobalt olinsa alkenning unumi 80 % ga yetadi.
- Alkenlarni mono- yoki digalogenli birikmalardan ishqorning kon-sentrlangan yoki spirtdagi eritmasi ta’sirida olish mumkin:
CH3CH2CH2CH2Br + NaOH CH3CH2CH=CH2 + NaBr + H2O
Digalogenli birikmalardan rux metali yordamida qizdirish orqali alken olinadi: R – CHX – CHX – R + Zn R – CH=CH – R + ZnX2
- To‘rtlamchi ammoniy asoslaridan qizdirib alken olinadi:
[(CH3CH2CH2)3N+-CH3]OH–CH3CH=CH2 + H2O + (CH3CH2CH2)2N-CH3
- Diyen va alkinlarni selektiv katalizatorlar ishtirokida vodorod bilan qaytarib alken olinadi:
Ni CH2=CH-CH=CH2 + H2 CH3CH=CHCH3
Pd/PbCO3
CH3-CC-CH3+ Н2 CH3CH=CHCH3
- Neftni kreking qilishda hosil bo‘ladigan mahsulotlarni bosim ostida haydab alkenlar olinadi.
- Ko‘mirni kokslash jarayonida hosil bo‘ladigan gazlardan haydab alkenlar olinadi.
To’yinmagan uglevodorodlar (alkenlar). Olinishi, xossalari, ishlatilishi. Xossalari.Eetilen, propilen va butilenlar oddiy sharoitda o‘tkir hidli gaz moddalar. C5 dan boshlab suyuq moddalar. Eetilen qutblanmagan modda, propilenning dipol momenti 0.30
D, izobutilenniki esa 0,49 D ga teng. Sis– va trans-izomerlar fizik doimiyliklari bilan birbiridan farq qiladi.
Alken molekulasidagi elektronni tortib olish energiyasi ionlanish energiyasi (IE) deyiladi. Bu jarayonni quyidagicha yozish mumkin:
:+ –
RCH CHR+ e
Umuman, -orbitalning elektronlari atom yadrosidan uzoqroqda joylashgan bo‘lib, harakatchan va -orbitalning energiyasidan kichik. Shuning uchun alkenlarning IE alkanlarnikidan kichik. Etilen uglevodorodlarda uglerod sp2-gibridlanish holatida bo‘ladi. Bitta 2s va 2 ta 2p orbitallari gibridlanadi va 3 ta ekvivalent gibridlangan sp2-orbitallarni hosil qiladi. Gibridlangan orbitallar teng yonli uchburchak shaklida bo‘lib, uchburchakning markazida uglerod atomi yotadi va orbitallar uchburchakning uchlariga yo‘nalgan bo‘lib, orasidagi burchak 120o ga teng. Etilen molekulasi hosil bo‘lganda uglerod atomining sp2-gibridlangan orbitali ikkinchi uglerod atomining sp2-gibridlangan orbitalini maksimal qoplaydi va -bog‘ini hosil qiladi. Uglerod atomlarining sp2-orbitallari vodorod atomlarining 1s orbitallarini qoplaydi va C – H-bog‘larni hosil qiladi va bir tekislikda yotadi.
Gibridlanmagan 2p-orbitallarning gantel ko‘rinishdagi shaklining bir qismi etilen molekulasi yotgan tekislik ustida va ostida yotadi va bir-birini qoplab, -bog‘ni hosil qiladi:
НН
НН
Qo‘sh bog‘ning uzunligi 0,133 nm va C-H bog‘ uzunligi 0,108 nm ga teng.
Alkenlar ftor, xlor, brom, yod bilan oson reaksiyaga kirishadi. Ftor reaksiyaga shiddatli kirishadi, hatto portlash ro‘y berishi mumkin. Yod bilan reaksiya sekin boradi. Bromlash alken molekulasida qo‘sh bog‘ borligini isbotlash uchun sifat reaksiya hisoblanadi. Reaksiyada bromning rangi o‘zgaradi:
СН2СН2 + Br2 CH2Br CH2Br
Alkenlar H-elektrofillar bilan oson reaksiyaga kirishadi. Nosimmetrik alkenlarga H-X birikkanda vodorod vodorodi ko‘p uglerod atomiga, galogen esa vodorod kam uglerod atomiga birikadi (Markovnikov V.V.):
- + -
СН3 СН2 + Н X СН3 СНX СН3
Reaksiya ikki bosqichda boradi. Birinchi bosqichda proton alkenga birikadi va ikkilamchi karbokation hosil bo‘ladi:
- + – +
СН3СН2 + Н X CH3 CH CH3 + X –
Ikkinchi bosqichda nukleofil bilan ta’sirlashadi va reaksiya mahsulotini beradi:
+ –
CH3 CH CH3 + X CH3 CHX CH3
Peroksidlar ishtirokida HBr propilenga teskari birikadi (Karash effekti):
R2O2
CH3-CH=CH2 + HBr CH3CH2CH2Br
Alkenlarni gidrogenlash. Alkenlarni vodorod bilan Rt, Pd, Ni ishtirokida qaytarilsa alkanlar hosil bo‘ladi:
Pd, Pt, Ni
R-CH=CH2 + H2 RCH2CH3
Alkenlarni oksidlash. Alkenlarni oksidlaganda oksidlovchilarning kuchli yoki kuchsiz ekanligiga qarab har xil birikmalar hosil bo‘ladi. Havo kislorodi hisobiga oksidlanganda gidroperoksidlar hosil bo‘ladi:
CH3-CH2-CH=CH2 + O2 CH -CH-CH=CH2
O-OH
Etilen havo kislorodi bilan kumush katalizator ishtirokida oksidlansa etilen oksidini beradi:
2CH2=CH2 + O2 CH2 O
Etilen va uning gomologlari nadkislotalar bilan oksidlansa ham oksidlar hosil bo‘ladi:
2CH2=CH2 + C6H5COOOH CH2 + C6H5COOH
O
Alkenlarni kaliy permanganatning eritmasi bilan oksidlansa glikollarni beradi:
KMnO4+H2O
CH2=CH2 HOCH2-CH2OH
Alkenlar ozon bilan ta’sirlashib ozonidlarni beradi. Ozonidlar suv bilan oson parchalanib, aldegid va ketonlarni hosil qiladi:
Ishlatilishi: C2H4, C3H6, C4H8 ni glikollar, oksidlar, spirtlar, sirka aldegidi, sirka kislota, divinil va polimerlar olish uchun ishlatiladi.
To’yinmagan uglevodorodlar (alkenlar). Olinishi, xossalari, ishlatilishi.To’yinmagan uglevodorodlar
