Сабақ ДӘріс тақырыбы : Қаныққан көмірсутектер
жүктеу/скачать 29,46 Kb.
|
1 2
Байланысты:Лекция-38 (1)
|
КОЛЛЕДЖІ Химия, 1 курс ЖМБ: 38-сабақ ДӘРІС Тақырыбы: Қаныққан көмірсутектер. Молекуласындағы бүкіл көміртек атомдары бір-бірімен қарапайым байланыста болатын, сондықтан да қосып алу реакциясына және полимерлену процесіне қабілетсіз көмірсутектер. Қаныққан көмірсутектерге метанды (балауызды) және нафтенді (полиметиленді) көмірсутектер жатады. Көмір атомдары қосарлана байланысқан және үштік байланыстағы көмірсутектер "қанықпаған көмірсутектер" деп аталады. Көмір арасындағы мұндай еселі байланыстар олардың қосып алу реакциясына және полимерленуге қабілеттілігін қамтамасыз етеді. Синонимі — "шектік көмірсутектер". Қаныққан көмірсутектердің алу тәсілдері.Қаныққан көмірсутектерді кем және артық көміртек атом сандары бар қосылыстардан алуға болады. 1.Көміртек атом саны артық емес (11-ге дейінгі қоса) қаныққан көмірсутектерді табиғи газдардан фракциялы айдау арқылы немесе мұнайдың бензиндік фракциясынан бөліп алуға болады,немесе көмірді сутектендіргенде алынатын көмір сутектері қоспасынан ,сонымен қатар көміртек тотығынан және көміртек қос тотығынан да алуға болады. 2.Пентаннан бастап қаныққан көмірсутектер көбінесе лабароториялық жағдайда этилендік немесе одан да қанықпығын,көміртек атомы саны тізбек құрылысы бірдей көмірсутектерді сутектендіру арқылы алады. R—CH=CH2+H2□(→┴(кат.) )R—CH2—CH3 Көміртек тізбегінің белгілі құрылысты қанықпаған көміртек сутектерін алу қаныққан көмірсутектен гөрі жеңілірек . Катализаторлар ретінде қалыпты қысым мен коллойдтық немесе ұсақ дисперстік металдар-Pd,Pt,Ni қолданылады.Реакция қалыпты жағдайдағы қысым мен температурада жүргізіледі.Сутектендіру кейбір никель қолданған жағдайда жоғары температурада мен қысымда жүргізіледі.Соңғы кездерде мыс хромиті катализатор ретінде жиі қолданылады. 3.Қаныққан көмірсутектер галоген туындыларды каталитикалық активтенген сутекпен,бөліну сәтіндегі сутекпен тотықсыздандыру арқылы немесе тотықсыздандырғыштардың,мысалы,иодты сутектің көмегімен алады. C2H5Cl+H2□(→┴Pd )C2H6+HCl Хлорлы этил C2H5Cl+2H—˃C2H6+HCl C2H5Cl+HI—˃C2H6+I2 Галоген туындыларынан магнийорганикалық қосылыстар алып,содан кейін оларды сумен әрекеттестіру арқылы алуға болады. С2H5I+Mg—˃C2H5MgI Йодты этилмагний C2H5MgI+H2O—˃C2H6+Mg(OH)I 4.Көміртек атомдар саны аз қаныққан көмірсутектер алудың маңызды синтетикалық реакциясы натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіру (Вюрцтің реакциясы) болып саналады. 2С2H5I+2Na—˃C2H5—C2H5+2NaI Металл натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіргенде натрийалкилдер оңай түзеледі,олар одан әрі гаогеналкилдермен әрекеттеседі(П.П.Шорьгин): C2H5I+2Na—˃C2H5Na+NaCl Этил натрий C2H5Na+C2H5—˃C2H5—C2H5+NaCl немесе CH3—CH2Na+ICH2—CH3—˃CH3—CH2—CH2—CH3+NaCl Вюрц синтезінің өзгешелігі сол,егерде реакцияға қажетті заттар ретінде әр түрлі галогеналкилдерді пайдаланса,реакция нәтижесінде көмірсутектердің үш түрлі изотопы алынады: —˃ CH3—CH3 CH3I+(Na) +C2H5I —˃ —˃ C2H5—C2H5 —˃ CH3—C2H5 Бұл қоспаны бөлуге тура келеді,бірақ мұны бұлай бөлу әр уақытта мүмкін емес.Осындай жолмен біріншілік галогеналкилдерден көмірсутектер зоғары шығымда алынады.Үшіншілік галогеналкилдер болған жағдайда катализатор ретінде сынаппен бір валентті мыс қосылысын қолдану керек болады.Алайда мұндай жағдайда да көмірсутектердің шығымы әдетте 10-20% шамасында болады. Бұл реакцияда натрийдің орнына басқа да металдарды пайдаланып,мысалы магний,мырыш,литийді алуға болады. 5.Қаныққан көмірсутектерін алу әдістеріне карбон қышқылдары тұздарының ыдырауы да жатады: а)электролиз арқылы анодта аниондар бос радикалдар түзе отырып ,ыдырағанда,олар өзара бірігіп,күрделірек қаыққан көмірсутектер молекулаларына бірігеді(Кольбе реакциясы): R—COONa—˃R—COO-+Na+ қышқыл анионы R—COO-—e-—˃R—CO—О. қышқыл радикалы R—CO—O—> R.+СО2 Көмірсутек радикалы 2R.—˃R—R көмірсутек ә)карбон қышқылдарының тұздарын күйдіргіш сілтілер қосып қыздырумен (әдетте натрондық ізбес пен қышқылдардың натрий тұздаы пайдаланылады); СН3—СООNa+NaO H—˃CH4+Na2CO3 Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын өңдеу] Қаныққан көмірсутектердің химиялық өзгерістері көміртектері атомдарының тізбегін үзу,немесе сутек атомдарының үзіп алып,олар басқа атомдардың немесе топтардың орнын басу арқылы жүргізіледі.Сондықтан қаныққан көмірсутектер үшін бөлшектеу және орын басу реакциялары тән. Сондықтан С—С δ-байланысын үзіп-бөлшектеуге энергияны аз керек етеді,өйткені бұл байланыстың(83,6ккал/моль) беріктігі С-Н δ-байланысқа (98,8ккал/моль) қарағанда нашар,дегенмен химиялық реакциялар С - Н байланысының үзіліп-бөлшектенуімен тез жүреді,себебі байланыста реагенттердің әрекетіне қатыса алады. Орын басу реакциясы иондық немесе радикалдық механизммен де жүре алады.Бұл реакциялар шартты түрде S әрпімен белгіленеді(орын басу латынша-subtitutio).Нуклеофильдік орын басу реакциясы шартты түрде SN,электрофилдік —SE,радикалдық орын басу реакциялары SR деп белгіленеді.Бұл реакцияларды схемалық түрде былай жазуға болады (нүктелер-электрондардың символдық бейнеленуі); A:В+:С-—˃А-:+В:С(SN) A:B+C+—˃А++В:С(SE) A:B+C.—˃А.+В:С(SR) 1.Галогендеу Сутек атомдарының орнын галогендердің басуы қаныққан көмірсутектерге тән реакциялардың бірі болып есептеледі.Қаныққан көмірсутектер галогендердің бәрімен реакцияға түседі.Жеке фтормен реакция қопарылыс беріп жүреді.Хлормен реакцияласқанда да қопарылыс болуы мүмкін. Иод болған жағдайда реакция тепе-теңдікпен шектеледі,өйткені иодты сутек түзілген иодты алкилдерді тотықсыздандырады.Бұлардың ішінде-фторлау мен хлорлаудың практикалық маңызы үлкен. Көмірсутектердің фтормен тікелей әрекеттесуінен көміртек пен фторлы сутек алынады.Бұдан да қолайлырақ жағдайларда тетрафторметан алынуы мүмкін.Сөйтіп жеке фтор көмірсутек тізбегінің крекингленуін тудырады. СН4+4F2□(→┴N2 )CF4+4HF Қаныққан көмірсутектер мен хлор сәуленің,қыздырудың әсерінен немесе катализаторлардың қатысуында реакциялысады және де сутек атомдарының орнын біртіндеп хлор басады: CH4+Cl2—˃CH3Cl+HCl ХЛОРЛЫ МЕТИЛ СН3Cl+Cl2—˃CH2Cl2+HCl хлорлы метилен CH2Cl2+Cl2—˃CHCl3+HCl Хлороформ CHCl4+Cl2—˃CCl4+HCl Төртхлорлы көміртек Фотохимиялық лорлау тәсілі бойынша жүргізілген көптеген жұмыстардың нәтижесінде бұл реакцияның жүруі тізбек радикалдық екені ешбір күмәнсыз анықталған.Мысалы,метанның хлорлау рекациясы үшін Н.Н.Семенов мынандай реакция жүргізуді ұсынған(SR). жүктеу/скачать 29,46 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2