Transcript ალკადიენები

ორგანული ქიმიის მოკლე კურსი
• SR და AE რეაქციების მექანიზმები;
• ალკადიენები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
დღეს განვიხილავთ...
• რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციის მექანიზმს
• ელექტროფილური მიერთების რეაქციის მექანიზმს
• ალკადინებს
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციის
მექანიზმი
ალკანებში C-H ბმა მცირედ პოლარულია.
ამიტომ, მათთვის ძირითადად დამახასიათელებელია
რადიკალური რეაქციები.
 რადიკალური რეაქციების დროს ადგილი აქვს ბმის
ჰომოლიზურ გახლეჩას და წარმოიქმნება ნაწილაკები
ერთი გაუწყვილებელი ელექტრონით, რომლებსაც
რადიკალები (ანუ თავისუფალი რადიკალები)
ეწოდებათ.
A B
/ j vj k bpb
A + B
hfl brfk t, b
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ყურადღება მიაქციეთ
გამოყენებულ ისრების
ფორმას. მოცემული
ისრები მიუთითებენ არა
ელექტრონული წყვილის,
არამედ ერთი
ელექტრონის
გადაადგილებას.
„ორთავიანი ისრები“
მიუთითებენ
ელექტრონული წყვილის
გადაადგილებას, ხოლო
„ერთთავიანი“ ისრები კი
– ერთი ელექტრონის
გადაადგიდებას.
რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციის
მექანიზმი
• რადიკალების წარმოქმნა.
• კოვალენტური ბმის ჰომოლიზური გახლეჩა არ არის
თავისთავადი პროცესი და ესაჭიროება საკმაოდ
დიდი ენერგია – გაცხელება ან მაღალი ენერგიის
სხივებით დასხივება.
• ჰალოგენების მოლეკულებში Hal-Hal ბმას აქვს
უნარი ჰომოლიზურად გაიხლიჩოს დასხივების ან
გაცხელების პირობებში:
/ j vj k bpb
X X
t° fy h
X + X
hfl brfk t, b
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციის
მექანიზმი
• SR რეაქციის მექანიზმი
ჰალოგენის მოლეკულის
ჰომოლიზური დისოციაცია
ჯაჭვის
ინიცირება
ჯაჭვის
გაგრძელება
ჯაჭვის გაწყვეტა
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციის
მექანიზმი
• ალკანების ჰალოგენირება
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
AE
ელექტროფილური მიერთების რეაქციის
მექანიზმი
რეაქციის ზოგადი სქემა – კარბოკატიონის წარმოქმნა
Nu
C

C C
C
rfh, j rfnbj yb
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
+
Nu
ელექტროფილური მიერთების რეაქციის
მექანიზმი
C C
+
H
Hal
C C
H Hal
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ელექტროფილური მიერთების რეაქციის
მექანიზმი
კონკრეტული მაგალითი
Br
H2C CH2
+ HBr
CH2 CH2
H
ბრომეთანი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ალკადიენები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ალკადიენები
ალკადიენები ეწოდება უჯერ ნახშირწყალბადებს,
რომელთა ჰომოლოგიური რიგის ფორმულაა CnH2n-2,
მოიცავენ მხოლოდ ორ ორმაგ ბმასა და
sp2-ჰიბრიდულ ნახშირბადატომებს.
• ალკადიენებს ხშირად შემოკლებით დიენებსაც
უწოდებენ
• მიაქციეთ ყურადღება! ალკინებს და
ალკადიენებს ერთნაირი ზოგადი
ჰომოლოგიური რიგის ფორმულა აქვთ!
დავალება!
დაწერეთ ალკადიენების ჰომოლოგიური რიგის პირველი ათი წევრის
ბრუტო–ფორმულა
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2013, საავტორო უფლებები დაცულია
www.chemistry.ge/eliz
გამოყენება
შეუღლებული
დიენები
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ საავტორო უფლებები დაცულია
ნომენკლატურა
ალკადიენი
კუმულირებული
H2C C
შეუღლებული
H2C
CH2
IUPAC: პროპადიენი
ტრივიალური: ალენი
იზოლირებული
CH
CH
H2C
CH2
IUPAC: 1,3–ბეტადიენი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH
CH
CH2
IUPAC: 1,4-პენტადიენი
CH2
იზომერია
• ალკენებისათვის დამახასიათელებელია სხვადასხვა სახის
იზომერია:
კონსტიტუციური იზომერია
ორმაგი ბმის მდებარეობის იზომერია
H3C
CH
H2C
CH
CH2
CH2
1,4-პენტადიენი
C
CH2
H2C
CH
2–მეთილ–1,3-ბუტადიენი
CH
H2C
CH2
H
C
H
ტრანს–1,4-პენტადიენი
H3C
CH
CH
CH3
1,3-პენტადიენი
H
C
CH CH2
CH2
კლასებეს შორის იზომერია
H
C
CH
H2C
1,4-პენტადიენი
სტერეო იზომერია
H3C
CH
CH
C
H2C
CH
CH2
HC
C
CH3
CH CH2
ცის-1,4-პენტადიენი
1,3-პენტადიენი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH2
1-ბუტინი
14
ალკადიენების აღნაგობა
ნახაზი. პროპადიენის (ალენის) აღნაგობა – კუმულირებული სისტემა
ნახაზი. 1,3-ბუტადიენის აღნაგობა –
შეუღლებული სისტემა
ნახაზი. 1,3-პენტადიენის აღნაგობა –
იზოლირებული სისტემა
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
alkadienebis qimiuri Tvisebebi
H3C
CH2
CH
H2C
CH
CH2
+
CH2 CH
H
H3C
H2C HC
H2
CH2
+ 2 H2
H
CH2
H2C
H
H
CH CH2
CH
H2C
CH
CH
2 H2
CH2 +
H2C
CH2
-60,8 კკალ/მოლი
H
H
H
დაახლოებით
2–ჯერ მეტი
• ჰიდრირების რეაქციები
სხვაობა
3,7 კკალ/მოლი
H
CH
CH CH2
H
H
მოცემულ ენერგიის სხვაობას
ეწოდება რეზონანსის ენერგია
რაც უფრო დიდია რეზონანის ენერგია, მით უფრო სტაბილურია მოლეკულა!
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ქიმიური თვისებები
• დიენებისათვის, ისევე როგორც ალკენებისათვის,
დამახასიათებელია AE რეაქციები.
• ელექტროფილური მიერთების რეაქციები დიენებში
მიმდინარეონბს ორ საფეხურად
H2C CH
CH2 CH CH2
1,4- პენტადიენი
+
20 °C
Br
Br
H2C
CH
CH2 CH
CH2
+
Br Br
4,5-დიბრომ-1-პენტენი
(პირველი საფეხურის პრუდუქტი)
H2C
CH CH2 CH
Br Br
Br
CH2
Br
1,2,4,5-ტეტრაბრომპენტანი
(მეორე საფეხურის პრუდუქტი)
დავალება!
გაიხსენეთ ელექტროფილური მიერთების რეაქციის მექანიზმი.
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
Br
Br
ქიმიური თვისებები (1,4- მიერთება)
• შეუღლებული დიენებისათვის AE რეაქციები
მიმდინარეობს 1,4-მიერთების მიმართულებით.
H2C CH
CH
CH2
+
20 °C
Br Br
1
2
H2C
CH
Br
1,2 -მიერთება
-78°C
1,4- ბუტადიენი
3
4
CH CH2
+
Br Br
Br
60-70%
1,4-დიბრომ-2-ბუტენი
(პირველი საფეხურის პრუდუქტი)
H2C
CH
Br Br
CH CH2
Br
Br
1,2,3,4-ტეტრაბრომბუტანი
(მეორე საფეხურის პრუდუქტი)
CH2
Br
CH
CH
Br
3,4-დიბრომ-1-ბუტენი
60-70%
CH2
გვახსოვდეს!
შეუღლებულ ალკადიენებში
ჩვეულებრივ პირობებში მიმდინარეობს
1,4-მიერთება, ნაცვლად 1,2-მიერთებისა
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ქიმიური თვისებები (1,4- მიერთება)
• 1,4-მიერთების დამატებითი მაგალითები:
H2C CH
CH
CH2
+
20 °C
H
4
H2C
Br
3
CH
2
Br
H
1,4- ბუტადიენი
1
CH CH2
1-ბრომ-2-ბუტენი
(პირველი საფეხურის პრუდუქტი)
H2C CH
CH
CH2
20 °C
+
H
4
H2C
OH
3
2
CH
OH
H
1,4- ბუტადიენი
1
CH CH2
ბუტ-2-ენ-1-ოლი
(პირველი საფეხურის პრუდუქტი)
1
6
H3C
CH3
CH CH
CH
2,5- ჰექსადიენი
CH
+
20 °C
H
H3C
5
4
CH CH
Br
H
3
2
CH3
CH CH
Br
2-ბრომ-3- ჰექსენი
(პირველი საფეხურის პრუდუქტი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ქიმიური თვისებები (ციკლომიერთება)
• ალკადიენებისათვის დამახასიათებელია 2+2, 4+2...
და ა.შ. ციკლომიერთების რეაქციები
• ციკლომიერთების რეაქცია ატარებს დილს–
ალდერის სახელს
დის–ალდერის რეაქცია
CH2
HC
+
HC
CH2
1,3–ბეტადიენი
დიენი
CH2
CH2
HC
CH2
CH2
HC
CH2
CH2
ეთენი
დიენოფილი
ციკლოჰექსენი
ადუქტი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ქიმიური თვისებები (ჟანგვა)
• ჟანგვის რეაქციის პროდუქტები დამოკიდებულია
მჟანგავის გვარობაზე
CH2
CH
H2C
CH
[O]
OH
OH
CH
CH2
H2C
CH
OH
sust i mJangavi
OH
O3
O
H2C
+
O
CH
O
CH
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
+
O
H2C
Zl i er i
mJangavi
ქიმიური თვისებები (პოლიმერიზაცია)
მცენარე ჰევეა
ბუნებრივი ლატექსის
შეგროვება
ჰევეას პლანტაცია
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ქიმიური თვისებები (პოლიმერიზაცია)
CH3
CH3
C
CH2
H2C
C
CH
CH2
CH2
CH
n
2–მეთილ–1,3–ბუტადიენი
იზოპრენი
პოლიმერი
პოლიმერიზაციის
ხარისხი
CH2
H3C
CH2
C
CH
n
CH2
C
CH
n
CH2
H3C
ცის–იზომერი
ბუნებრივი კაუჩუკი
ელასტიური მასალა,
გამოიყენება რეზინის
დასამზადებლად
ტრანს–იზომერი
გუდაპერჩი
მყიფე მასალა,
გამოიყენება ელექტრო–
იზოლატორებად
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
ალკადიენების მიღება
•
სინთეზური კაუჩუკი:
CH
H2C
CH2
CH
CH
CH2
CH2
CH
n
1,3–ბუტადიენი
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
პოლიმერი
მიღება
1. დეჰიდრირება (საწარმოო მეთოდი)
CH2
H3C
CH3
CH2
CH
H3C
[Ni]
CH3
CH
H2C
CH2
CH
-H2
CH
2. დეჰიდრატაცია (საწარმოო მეთოდი)
CH2
HO
CH2
CH2
OH
CH2
Al2O3
-2 H2O
CH
H2C
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH2
CH
მიღება
1. დეჰიდროჰალოგენირება (ელიმინირება)
Cl
CH2
CH2
CH2
KOH (EtOH)
CH2
CH
H2C
CH2
CH
-2 HCl
Cl
2. დეჰალოგენირება (ელიმინირება)
Br
Br
CH2
HC
HC
Br
CH2
Zn
- 2 ZnBr2
CH
H2C
Br
ელიზბარ ელიზბარაშვილი @ 2011, საავტორო უფლებები დაცულია
http://www.gtu.ge/katedrebi/dep33/eliz/lecturs_eliz.htm
CH2
CH