ІІ. Алу және синтездеу әдістері

Сонда этилен молекуласында 5σ және 1π байланыстар бар. Байланыс бұрышы 120 0, көміртек атомдарының арақашықтығы -0,134 нм, байланыс бұзу энергиясы 606 кДж/моль.

Этиленнің радикалы- СН₂=СН-винил деп аталады.

Аталуы:

1) алдымен қос байланыс бар ұзын тізбегін алады;

2) номерлеуді қос байланыс жақын орналасқан жерден бастайды;

3) қос байланыстың орнын ең соңында белгілейді;

СН₃

1 2 3 4 5

Мысалы: СН₃ - С = СН – С - СН₃

СН₃ СН₃

2,4,4 үшметил пентен-2

Номенклатура және изомерия. Алкендердін атаулары сәйкес келетін алканның ан жұрнағын ен жұрнағына ауыстырылып жасалады. Тізбекті нөмірлегенде негізгі тізбектің құрамына міндетті түрде қос байланыс кіруі қажет. Тізбекті қос байланыс жақын жағынан нөмірлейді. Тізбектін атауынан кейін дефис арқылы қос байланыстың орналасқан жерінің цифрын қояды.

СН₃ – СН = СН – СН₃ Н₃С—СН=СН₂

бутен –2 пропен –1

Изомериясы.

Алкендерге 4 түрлі изомерия тән:

1) көміртек қаңқасы: С₅Н₁₀

1 2 3 4 5 1 2 3 4

СН₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃ СН₂=С-СН₂-СН₃

Пентен-1

СН₃ 2-метил бутен-1

2) қос байланыстың әртүрлі орналасуы:

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

СН₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃ СН₃-СН=СН-СН₂-СН₃

Пентен-1 пентен-2

3) класс аралық:

СН₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃ Н₂С СН₂

Пентен-1

Н₂С СН₂

СН₂ циклопентан

4) геометриялық (кеңістік) –цис-транс-изомерия (лат.cis-бір жақты; trans-әр жақты)

Н₃С СН₃ Н СН₃

С=С С=С

Н Н СН₃ Н

Цис-изомер тарнс-изомер

Алу жолдары.

Рационалдық номенклатура бойынша алкендерді олардың қарапайым -өкілі этиленнің туындысы ретінде қарастырады.

СН₃ – СН = СН – СН₂ – СН₃ СН₃ – С = СН – СН₂ – СН₃

метилэтилэтилен

СН₃

диметилэтилэтилен

Алкендерден түзілген кқміртекті радикалдар-“енил” жқрнағын алады. Бірақта қарапайым алкенил радикалдарға тривиалды (қалыптасқан) атауларды қолдануға болады:

СН₃

Н₂С=СН- Н₂С=СН – СН₂ - Н₂С=С –

винил аллил изопропенил

(этенил) (2 пропенил) (1 метилэтенил)

ІІ. Алу және синтездеу әдістері

Алкендер табиғатта кездеспейді, олар мұнайды біріншілік және екіншілік қайта өңдегенде және тас көмірді кокстау сатыларында пайда болады.

1. Спирттерден катализаторлар қатысында (Н⁺, АІ₂О₃, ұшқыш емес карбон қышқылдары, мысалы Н₂С₂О₄) дегидратация реакциясы арқылы.

Н₃С–СН₂–ОН→ Н₂С = СН₂ + Н₂О

Температура: 350-400 ⁰С

Сутегі сутектері көбірек көміртегі атомынан айырылады (Зайцев ережесі):

СН₃ – СН – СН₂ – СН₃ → СН₃ – СН = СН – СН₃ + Н₂О

|

ОН

Реакция элиминирлеу (жұпты айырылу) механизмі бойынша жүреді.

2. Алкилгалогенидтерге күшті сілтімен (NaOC₂H₅, NaOH спирттегі ерітіндісі) әсер еткенде НГ бөлініп қос байланыс пайда болады

Н₃С–СН₂– СН₂–СІ + NaOC₂H₅ ® Н₃С–СН=СН₂ + C₂H₅ + NaСІ

Н₃С–СН₂– СН₂–СІ + NaOH_(спирт) ® Н₃С–СН=СН₂ + H₂О + NaСІ

Реакция элиминирлеу (жұпты айырылу) механизмі бойынша жүреді.

3. 1,2-дигалоидтуындылардан активті металмен (Zn, Mg) әсер етіп алуға болады

R-CHCI-CHCI-R^/ + Zn ® R-CH=CH-R^/ + ZnCI₂

4. Виттиг реакциясы: альдегид карбонилының оттегін метилен тобына фосфинметилендерді (СН₂=РR₃^/) қолданып алмастыру

R-CH=О + СН₂=РR₃^/® R-CH=CH₂ + О=РR₃^/

Реакция аралық циклды қосылыс түзілуі арқылы өтеді

5. Оксоқосылыстарға метиленгалогенидтермен және магниймен бірге әсер еткенде алкендер пайда болады (Каинелли, Бертиани, Грессели, 1967)

СН₂Br₂ + R-CO-R^/ + Mg ® MgBr- СН₂-RR^/CO-MgBr® СН₂=CRR^/ + (MgBr)₂O

6. Өте активті емес катализатордың қатысында үшілік байланысты гидрлеу (Pt, Pd жартылай темірмен активсіздендірілген)

7. Алкандардың крекингі

500° С

СН₃ -СН₃ СН₂ =СН₂ + Н₂

этан этилен

460° С СН-СН=СН₂

СН₃-СН₂-СН₃ пропилен

пропан

СН₂ =СН₂ +СН₄

этилен

мұнай өнімдерін немесе серік газдарды өңдеуде (крекениг)

1) Н₃С-СН₂-СН₂-СН₃ →Н₂С=СН-СН₂-СН₃ +Н₂

Бутен-1

2) Н₃С-СН₂-СН₂-СН₃ →Н₃С-СН=СН-СН₃ +Н₂

Бутен-2

катализатор:Cr₂O₃

температура:700 ₀С

зертханада:

1) алкандардың галоген туындысының спирттік ортада сілтілермен әрекеттеседі.

СН₂-СН₂→Н₂С=СН₂+KCl +Н₂O

Cl H

K OH

ІІІ Физикалық қасиеттері:

1) Физикалық қасиеттері гомологтық қатарда белгілі заңдылықпен өзгереді;

2) С₂Н₄, С₃Н₆, С₄Н₈ –газдар;

С₅Н₁₀- С₁₇Н₃₄-сұйықтар;

С₁₈Н₃₆- әрі қарай қатты заттар;

3) Молекулярлық массалары өскен сайын қайнау, балқу температурасы өседі;

4) Тармақталмаған қанықпаған көмірсутектердің қайнау температурасы тармақталғандарға қарағанда жоғары температурада қайнайды;

5) Цис-изомерлердің қайнау температурасы транс-изомерлерге қарағанда жоғары;

6) Суда ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді;

Химиялық қасиеттері:

Химиялық қасиеті -байланыс болуымен ерекшеленеді. Қанықпаған көмірсутектер болғандықтан оларға қосылу реакциялары тән.

Қосылу реакциялары:

1) сутекті қосып алу- гидрлену реакциясы.

СН₂=СН₂+Н₂→СН₃ - СН₃

этен этан

Катализатор: Ni, Pt,Pd.

2) Галогендерді қосып алу- галогендеу реакциясы:

СН₃ - СН₂=СН₂+Br₂→СН₃СН₂Br-СН₂Br

пропен 1,2 дибромпропан

Галогендерді қосып алу реакциясы мына қатарда F₂ > Cl₂> Br₂ > J₂ төмендейді.

Фтормен қопарыс береді.

3) Галогенсутектерді қосып алу- гидрогалогендеу реакциясы:

СН₃ - СН=СН₂+НCl →СН₃ –СНCl-СН₃ – бұл реакцияның жүруін зерттеп, сутек атомы – сутек көп көміртек атомына, ал галоген-сутек атомы аз көміртек атомына қосылады,оны Марковников ережесі деп атайды.

4) Су молекуласын қосып алу- гидратация. Гидратация реакциясында Марковников ережесі бойынша жүреді:

СН₃ - СН=СН₂+Н-ОН→СН₃ –СНОН-СН₃

пропонол -2

5) Күкірт қышқылын қосып алу- реакция нәтижесінде алкилсульфат алынады.

СН₃ - СН=СН₂+Н-SO₃-OH→СН₃ – СН-СН₃

SO₃OH

пропилкүкірт қышқылы

II. Этилен туындыларына изомерлену реакциялары тән:

1) қос байланыс орны ауысу:

Н₃С - СН₂- СН=СН₂→СН₃ – СН=СН-СН₃

бутен-2

2) көмірсутек қаңқасының өзгеруі:

СН₃ – СН₂- СН=СН₂→СН₃ – С-СН₂

СН₃ - 2 метил пропен

реакциялар жоғары температурада және катализатор қатысында жүреді.

III. Полимерлену реакциялар тән.

1) -байланыс тың үзілу нәтижесінде полимерлену реакциялары жүреді:

СН₂=СН₂→ - [ СН₂-СН₂] _n →[ СН₂-СН₂] _n →[ СН₂-СН₂]

этилен полиэтилен

2)СН₃ – СН=СН₂→[ СН-СН₂] - [ СН-СН₂] →[ СН-СН₂] _n

СН₃ СН₃ СН₃ – полипропилен.

Катализатор: (С₂Н₅)₃Al және TiCl₄)

IV. Тотығу реакциялары:

1) жану реакциясы:

СН₂=СН₂ +3О₂→2СО₂+2Н₂О

2) 2СН₂=СН₂ +3О₂→2Н₂С - СН₂

О

О₂ –ауа қатысында этилен оксиді- этиленді Н.Бехер 1669 жылы алған.

Катализатор:Ag

Температура: 350⁰С

3) KMnO₄-ерітіндісімен тотығады-Вагнер реакциясы:

3СН₂=СН₂ +2KMnO₄+4Н₂О →3СН₂ - СН₂ +2MnO₂ +2KОН

ОН ОН-этиленгликоль

3С^-2₂Н₄+2KMn⁺⁷O₄+4Н₂О →3С^-1₂Н₆О₂+2Mn⁺⁴O₂ +2KОН

2С^-2₂ -2е →2С^-1 3

Mn⁺⁷+3е →Mn⁺⁴ 2

KMnO₄ күлгін түстен қоңыр түсті MnO₂ тотықсызданады. Бұл этиленді көмірсутекті қосылыстардың сапалық реакциясы.

Реакция күкірт қышқылының (H₂SO₄) қатысында былай да жүруі мүмкін:

5СН₂=СН₂ +4KMnO₄+46Н₂SО₄ →5СН₃СООН+MnSО₄ +2K₂SО₄+6Н₂О

сірке қышқылы

2С^-2₂ -4е →2С⁰ 5

Mn⁺⁷+5е →Mn⁺² 4

IV. Отдельные представителя алкенов. Алкены широко применяются в химической промышленности как сырьё для производства низко- и высокомолекулярных соединений.

Этилен — бесцветный газ, малорастворимый в воде; применяют для синтеза этилового спирта, стирола, полиэтилена, и т. д.

Пропилен выделяют из газов нефтепереработки, является сырьём для получения изопропилбензола, глицерина, акрилонитрила, синтеетического каучука, полипропилена и т. д.

Бутилен (бутен-1 и бутен-2), изобутилен (2-метилпропен-1) выделяют из газов пиролиза и крекинга нефти. Бутен-1 применяют для получения бутадиена-1,3 и изооктана.

Қолданылуы:

Этиленді: 1) этил спиртін;

2) галогенді туындыларын;

3) этилен оксидін;

4) полиэтилен алуда:

5) және өсімдіктердің өсуін тездетеді.

Пропиленді:1) ацетон;

2) фенол;

3) глицирин;

4) изопропилспиртін:

5) полипропилен т.б. алуда;

Бутилен: 1) дивинил;

2) изооктан;

полимерлер т.б. алуда

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: