អ៊ីដ្រូកាបូនមិនឆ្អែត ឬមិនឆ្អែតឆ្អន់នៃស៊េរីអេទីឡែន
(អាល់ខេន ឬ អូឡេហ្វីន)
អាល់ខេន, ឬ អូលេហ្វីន(មកពីឡាតាំង olefiant - ប្រេង - ឈ្មោះចាស់ ប៉ុន្តែត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងអក្សរសិល្ប៍គីមី។ ហេតុផលសម្រាប់ឈ្មោះនេះគឺ អេទីឡែនក្លរីតដែលទទួលបាន សតវត្សទី XVIII, - សារធាតុខ្លាញ់រាវ។ ) - អ៊ីដ្រូកាបូនមិនឆ្អែត aliphatic នៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលមានចំណងទ្វេមួយរវាងអាតូមកាបូន។
អាល់ខេនមានអាតូមអ៊ីដ្រូសែនតិចជាងនៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេជាងអាល់កានដែលត្រូវគ្នា (ជាមួយនឹងចំនួនអាតូមកាបូនដូចគ្នា) ដូច្នេះអ៊ីដ្រូកាបូនបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា គ្មានដែនកំណត់ឬ មិនឆ្អែត។
Alkenes បង្កើតជាស៊េរីដូចគ្នាជាមួយនឹងរូបមន្តទូទៅ CnH2n
1. ស៊េរីដូចគ្នានៃអាល់ខេន
|
ជាមួយ n H 2 n អាល់ខេន |
ឈ្មោះ, បច្ច័យ អេ អ៊ីលីន |
|
C2H4 |
នេះ ននេះ អ៊ីលែន |
|
C3H6 |
propene |
|
C4H8 |
butene |
|
C5H10 |
Penten |
|
C6H12 |
ហេកស៊ីន |
មនុស្សដូចគ្នា៖
ជាមួយហ 2 = ឈ 2 អេទីន
ជាមួយហ 2 = ឈ- ឈ 3 propene
ជាមួយH 2 =CH-CH 2 -CH ៣butene-1
ជាមួយH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -ឈ 3 Penten-1
2. លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត
អេទីឡែន (អេទីឡែន) - ឧស្ម័នគ្មានពណ៌ជាមួយនឹងក្លិនផ្អែមស្រាល ស្រាលជាងខ្យល់បន្តិច រលាយក្នុងទឹក។
C 2 - C 4 (ឧស្ម័ន)
C 5 – C 17 (រាវ)
C 18 – (រឹង)
· អាល់ខេនមិនរលាយក្នុងទឹក រលាយក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ (សាំង បេនហ្សេន។ល។)
ស្រាលជាងទឹក។
ជាមួយនឹងការកើនឡើងលោក ចំណុចរលាយ និងពុះកើនឡើង
3. អាល់ខេនសាមញ្ញបំផុតគឺ អេទីឡែន - C2H4
រចនាសម្ព័ន្ធ និង រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចអេទីឡែនមានទម្រង់៖
នៅក្នុងម៉ូលេគុលអេទីឡែនមួយឆ្លងកាត់ការបង្កាត់ ស- និងពីរ ទំ- គន្លងនៃអាតូម C ( sp២- បង្កាត់) ។
ដូច្នេះ អាតូម C នីមួយៗមានគន្លងកូនកាត់បី និងមួយមិនមែនកូនកាត់ ទំ- គន្លង។ ពីរនៃគន្លងកូនកាត់នៃអាតូម C ត្រួតលើគ្នា និងបង្កើតរវាងអាតូម C
σ - ចំណង។ គន្លងកូនកាត់ចំនួនបួនដែលនៅសល់នៃអាតូម C ត្រួតលើគ្នាក្នុងយន្តហោះតែមួយជាមួយបួន ស-គន្លងនៃអាតូម H និងបង្កើតជាចំណងបួនσ។ ពីរមិនកូនកាត់ ទំ-គន្លងនៃអាតូម C ត្រួតលើគ្នានៅក្នុងយន្តហោះដែលមានទីតាំងនៅកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះ σ-bond ពោលគឺឧ។ មួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ទំ- ការតភ្ជាប់។
តាមធម្មជាតិ ទំ- ការតភ្ជាប់គឺខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពី σ - ការតភ្ជាប់; ទំ- ចំណងមិនសូវរឹងមាំដោយសារការត្រួតស៊ីគ្នានៃពពកអេឡិចត្រុងនៅខាងក្រៅយន្តហោះនៃម៉ូលេគុល។ នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃសារធាតុ ទំ- ការតភ្ជាប់ត្រូវបានខូចយ៉ាងងាយស្រួល។
ម៉ូលេគុលអេទីឡែនគឺស៊ីមេទ្រី; ស្នូលនៃអាតូមទាំងអស់មានទីតាំងនៅក្នុងយន្តហោះដូចគ្នា ហើយមុំចំណងគឺជិតដល់ 120°។ ចម្ងាយរវាងចំណុចកណ្តាលនៃអាតូម C គឺ 0.134 nm ។
ប្រសិនបើអាតូមត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណងទ្វេរ នោះការបង្វិលរបស់ពួកគេគឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានពពកអេឡិចត្រុង ទំ- ការតភ្ជាប់មិនត្រូវបានបើកទេ។
4. Isomerism នៃ alkenes
រួមជាមួយនឹង isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រោងកាបូន Alkenes ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដំបូងដោយប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធ - ទីតាំងចំណងច្រើន isomerismនិង isomerism អន្តរថ្នាក់.
ទីពីរនៅក្នុងស៊េរីនៃ alkenes មាន isomerism លំហ ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងមុខតំណែងផ្សេងគ្នានៃអ្នកជំនួសដែលទាក់ទងទៅនឹង ចំណងទ្វេជុំវិញដែលការបង្វិល intramolecular គឺមិនអាចទៅរួចទេ។
isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនៃ alkenes
1. Isomerism នៃគ្រោងឆ្អឹងកាបូន (ចាប់ផ្តើមពី C 4 H 8):
2. Isomerism នៃទីតាំងនៃចំណងទ្វេ (ចាប់ផ្តើមពី C 4 H 8):
3. Interclass isomerism ជាមួយ cycloalkanes ចាប់ផ្តើមជាមួយ C 3 H 6៖
isomerism លំហនៃ alkenes
ការបង្វិលអាតូមជុំវិញចំណងទ្វេគឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានការបំបែកវា។ នេះគឺដោយសារតែលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃ p-bond (ពពក p-electron ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅខាងលើនិងខាងក្រោមយន្តហោះនៃម៉ូលេគុល) ។ ដោយសារតែការភ្ជាប់យ៉ាងតឹងរឹងនៃអាតូម isomerism បង្វិលទាក់ទងទៅនឹងចំណងទ្វេមិនលេចឡើងទេ។ ប៉ុន្តែវាក្លាយជាអាចធ្វើទៅបាន ស៊ីស-ត្រេកត្រអាល។- isomerism ។
អាល់ខេនដែលមានសារធាតុជំនួសផ្សេងគ្នានៅលើអាតូមកាបូនទាំងពីរនីមួយៗនៅចំណងទ្វេអាចមាននៅក្នុងទម្រង់នៃអ៊ីសូមឺរលំហរពីរដែលខុសគ្នានៅក្នុងទីតាំងនៃសារធាតុជំនួសដែលទាក់ទងទៅនឹងយន្តហោះនៃ p-bond ។ ដូច្នេះនៅក្នុងម៉ូលេគុល butene-2 CH 3 –CH=CH–CH 3ក្រុម CH 3 អាចមានទីតាំងនៅផ្នែកម្ខាងនៃចំណងទ្វេនៅក្នុង ស៊ីស- isomer ឬ ភាគីផ្សេងគ្នាវ ត្រេកត្រអាល។- អ៊ីសូមឺរ។
យកចិត្តទុកដាក់!
cis-trans- Isomerism មិនលេចឡើងទេប្រសិនបើយ៉ាងហោចណាស់អាតូម C មួយនៅចំណងទ្វេមាន 2 សារធាតុជំនួសដូចគ្នា។
ឧទាហរណ៍,
butene-1 CH 2 = CH – CH 2 – CH 3មិនមាន ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។- isomers, ដោយសារតែ អាតូម C ទី 1 ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអាតូម H ពីរដូចគ្នា។
អ៊ីសូមឺរ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។- ខុសគ្នាមិនត្រឹមតែរាងកាយប៉ុណ្ណោះទេ
,
ប៉ុន្តែក៏មានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីផងដែរ ដោយសារតែ ការនាំយកផ្នែកខ្លះនៃម៉ូលេគុលមួយមកជិត ឬឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងលំហ ជំរុញ ឬរារាំងអន្តរកម្មគីមី។
ពេលខ្លះ cis-trans-isomerism មិនត្រូវបានគេហៅថាត្រឹមត្រូវទេ។ ធរណីមាត្រ isomerism . ភាពមិនត្រឹមត្រូវនោះគឺថា ទាំងអស់។ isomers spatial ខុសគ្នានៅក្នុងធរណីមាត្ររបស់ពួកគេ ហើយមិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ។ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។-.
5. នាមត្រកូល
អាល់ខេន រចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញជាញឹកញាប់ត្រូវបានហៅដោយការជំនួសបច្ច័យ -ane ក្នុង alkanes ជាមួយ -ylene: ethane - ethylene, propane - propylene ជាដើម។
ដោយ នាមត្រកូលជាប្រព័ន្ធឈ្មោះនៃអេទីឡែនអ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការជំនួសបច្ច័យ -ane ក្នុងអាល់កានដែលត្រូវគ្នាជាមួយបច្ច័យ -ene (alkane - alkene, ethane - ethene, propane - propene ។ល។) ។ ជម្រើសនៃខ្សែសង្វាក់សំខាន់ និងលំដាប់ដាក់ឈ្មោះគឺដូចគ្នាទៅនឹង alkanes ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ខ្សែសង្វាក់ត្រូវតែចាំបាច់រួមបញ្ចូលចំណងទ្វេ។ លេខរៀងនៃខ្សែសង្វាក់ចាប់ផ្តើមពីចុងបញ្ចប់ដែលការតភ្ជាប់នេះមានទីតាំងនៅជិតបំផុត។ ឧទាហរណ៍:
រ៉ាឌីកាល់មិនឆ្អែត (អាល់ខេន) ត្រូវបានហៅតាមឈ្មោះមិនសំខាន់ ឬដោយឈ្មោះជាប្រព័ន្ធ៖
(H 2 C = CH-) វីនីល ឬ អេទីណល
(H 2 C = CH-CH 2) allyl
រូបមន្តទូទៅអាល់ខេន៖ CnH2n(n 2)
អ្នកតំណាងដំបូងនៃស៊េរីដូចគ្នានៃ alkenes:
រូបមន្តនៃ alkenes អាចត្រូវបានធ្វើឡើងពីរូបមន្តដែលត្រូវគ្នានៃ alkanes ( អ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត) ឈ្មោះអាល់ខេនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការជំនួសបច្ច័យ -ane នៃអាល់កានដែលត្រូវគ្នាជាមួយ -ene ឬ -ylene: butane - butylene, pentane - pentene ។ល។ ចំនួនអាតូមកាបូនដែលមានចំណងទ្វេត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយលេខអារ៉ាប់បន្ទាប់ពីឈ្មោះ។
អាតូមកាបូនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើតចំណងទ្វេរគឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃ sp-hybridization ។ ចំណងបីដែលបង្កើតឡើងដោយគន្លងកូនកាត់ ហើយស្ថិតនៅក្នុងប្លង់តែមួយនៅមុំ 120° ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។ -bond បន្ថែមត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការត្រួតគ្នានៅពេលក្រោយនៃ p-orbitals ដែលមិនមែនជាកូនកាត់៖
ប្រវែងនៃចំណងទ្វេរ C = C (0.133 nm) គឺតិចជាងប្រវែង ចំណងតែមួយ(0.154 nm) ។ ថាមពលនៃចំណងទ្វេគឺតិចជាងថាមពលពីរដងនៃចំណងតែមួយ ពីព្រោះថាមពលនៃ -bond គឺតិចជាងថាមពលនៃ -bond ។
អាល់ខេន isomers
អាល់ខេនទាំងអស់លើកលែងតែអេទីឡែនមានអ៊ីសូមឺរ។ Alkenes ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយ isomerism នៃគ្រោងឆ្អឹងកាបូន, isomerism នៃទីតាំងនៃចំណងទ្វេ, interclass និង isomerism លំហ។
អ៊ីសូមអន្តរថ្នាក់នៃប្រូផេន (C 3 H 6) គឺជាស៊ីក្លូប្រូផេន។ ចាប់ផ្តើមជាមួយ butene (C 4 H 8) isomerism លេចឡើងនៅទីតាំងនៃចំណងទ្វេ (butene-1 និង butene-2), isomerism នៃគ្រោងកាបូន (methylpropene ឬ isobutylene) ក៏ដូចជា isomerism លំហ(cis-butene-2 និង trans-butene-2) ។ នៅក្នុង cis isomers សារធាតុជំនួសមានទីតាំងនៅម្ខាង ហើយនៅក្នុង trans isomers ពួកវាស្ថិតនៅលើជ្រុងម្ខាងនៃចំណងទ្វេ។
លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនិង សកម្មភាពគីមីអាល់ខេនត្រូវបានកំណត់ដោយវត្តមាននៃចំណងទ្វេរនៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់វា។ ប្រតិកម្មធម្មតាបំផុតសម្រាប់អាល់ខេនគឺការបន្ថែមអេឡិចត្រូហ្វីលីកៈ hydrohalogenation, hydration, halogenation, hydrogenation, polymerization ។
ប្រតិកម្មគុណភាពទៅនឹងចំណងទ្វេ - ការប្រែពណ៌ ទឹក bromine:
ឧទាហរណ៍នៃការដោះស្រាយបញ្ហាលើប្រធានបទ "រូបមន្តអាល់ខេន"
ឧទាហរណ៍ ១
| លំហាត់ប្រាណ | តើសារធាតុអ៊ីសូមឺរដែលមានសមត្ថភាពបំប្លែងពណ៌ទឹកប្រូមីនប៉ុន្មានដែលមានសមាសធាតុ C 3 H 5 Cl? សរសេរ រូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធ isomers ទាំងនេះ |
| ដំណោះស្រាយ | C 3 H 5 Cl គឺជាដេរីវេនៃ monochlor នៃអ៊ីដ្រូកាបូន C 3 H 6 ។ រូបមន្តនេះត្រូវគ្នាទៅនឹង propene ដែលជាអ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានចំណងទ្វេមួយ ឬ cyclopropane (អ៊ីដ្រូកាបូនស៊ីក្លូ)។ សារធាតុនេះ។ប្រែពណ៌ទឹក bromine ដែលមានន័យថាវាមានចំណងទ្វេ។ អាតូមកាបូនបីអាចបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធនេះតែប៉ុណ្ណោះ៖ ចាប់តាំងពី isomerism នៃគ្រោងកាបូននិងទីតាំងនៃចំណងទ្វេរដងគឺមិនអាចទៅរួចទេជាមួយនឹងចំនួនអាតូមកាបូនបែបនេះ។ isomerism រចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺអាចធ្វើទៅបានតែដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរទីតាំងនៃអាតូមក្លរីនទាក់ទងទៅនឹងចំណងទ្វេរ: សម្រាប់ 1-chloropropene, cis-trans isomerism គឺអាចធ្វើទៅបាន: |
| ចម្លើយ | លក្ខខណ្ឌបញ្ហាត្រូវបានពេញចិត្តដោយ 4 isomers |
ឧទាហរណ៍ ២
| លំហាត់ប្រាណ | ល្បាយនៃអ៊ីដ្រូកាបូនអ៊ីដ្រូកាបូន (ឧស្ម័នដែលមានដង់ស៊ីតេអ៊ីដ្រូសែន ២១) ដែលមានបរិមាណ ១១,២ លីត្រ (n.s.) មានប្រតិកម្មជាមួយ ទឹក bromine. លទ្ធផលគឺ 40,4 ក្រាមនៃដេរីវេឌីប្រូម៉ូដែលត្រូវគ្នា។ តើអ៊ីដ្រូកាបូនទាំងនេះមានរចនាសម្ព័ន្ធអ្វី? កំណត់មាតិកាបរិមាណរបស់ពួកគេនៅក្នុងល្បាយ (គិតជា%) ។ |
| ដំណោះស្រាយ | រូបមន្តទូទៅនៃអ៊ីដ្រូកាបូនគឺ C x H y ។ ចូរយើងគណនាម៉ាសនៃអ៊ីដ្រូកាបូន៖ ដូច្នេះរូបមន្តនៃអ៊ីដ្រូកាបូនគឺ C 3 H 6 ។ មានតែសារធាតុពីរប៉ុណ្ណោះដែលមានរូបមន្តនេះ - propene និង cyclopropane ។ មានតែ propene ប៉ុណ្ណោះដែលមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងទឹក bromine៖ ចូរយើងគណនាបរិមាណនៃសារធាតុដេរីវេឌីប្រូម៉ូ៖ យោងតាមសមីការប្រតិកម្ម៖ n (propene) mol បរិមាណអ៊ីដ្រូកាបូនសរុបនៅក្នុងល្បាយគឺស្មើនឹង៖ |
4. លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃអាល់ខេន
ថាមពលនៃចំណងកាបូន - កាបូនទ្វេដងនៅក្នុងអេទីឡែន (146 kcal / mol) ប្រែទៅជាទាបជាងថាមពលពីរដងនៃចំណង C-C តែមួយនៅក្នុងអេតាន (2 88 = 176 kcal / mol) ។ ចំណង C-C នៅក្នុងអេទីឡែន ទំនាក់ទំនងកាន់តែរឹងមាំដូច្នេះ ប្រតិកម្មនៃ alkenes អមដោយការបំបែកនៃ -bond ជាមួយនឹងការបង្កើតនៃ -bonds សាមញ្ញថ្មីពីរគឺជាដំណើរការអំណោយផលនៃ thermodynamically ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ននេះបើយោងតាមទិន្នន័យដែលបានគណនាប្រតិកម្មទាំងអស់ខាងក្រោមគឺ exothermic ជាមួយនឹង enthalpy អវិជ្ជមានយ៉ាងសំខាន់ដោយមិនគិតពីយន្តការពិតប្រាកដរបស់ពួកគេ។
តាមទស្សនៈនៃទ្រឹស្តីនៃគន្លងម៉ូលេគុល វាក៏អាចសន្និដ្ឋានបានថា -bond មានប្រតិកម្មច្រើនជាង -bond ។ ចូរយើងពិចារណាគន្លងម៉ូលេគុលនៃអេទីឡែន (រូបភាពទី 2)។
ពិតណាស់ គន្លងនៃការភ្ជាប់អេទីឡែនមានច្រើនទៀត។ ថាមពលខ្ពស់។ជាងការផ្សារភ្ជាប់ -orbital និងច្រាសមកវិញ antibonding *-orbital នៃ ethylene ស្ថិតនៅខាងក្រោម antibonding *-orbital នៃ C=C bond ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា គន្លង *- និង *- នៃអេទីឡែនគឺទំនេរ។ អាស្រ័យហេតុនេះ គន្លងព្រំដែននៃអេទីឡែន និងអាល់ខេនផ្សេងទៀត ដែលកំណត់ពួកវា ប្រតិកម្មវានឹងមាន - orbitals ។
៤.១. កាតាលីករអ៊ីដ្រូសែននៃអាល់ខេន
ទោះបីជាការពិតដែលថាអ៊ីដ្រូសែននៃអេទីឡែននិង alkenes ផ្សេងទៀតទៅ alkanes ត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញកំដៅប្រតិកម្មនេះកើតឡើងក្នុងអត្រាគួរឱ្យកត់សម្គាល់តែនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ។ តាមនិយមន័យកាតាលីករមិនប៉ះពាល់ដល់ឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មទេ ហើយតួនាទីរបស់វាត្រូវបានកាត់បន្ថយដើម្បីកាត់បន្ថយថាមពលសកម្ម។ វាចាំបាច់ក្នុងការបែងចែករវាង អ៊ីដ្រូសែនកាតាលីករ អេលខេន ដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នា និងដូចគ្នា នៅក្នុងការបំប្លែងអ៊ីដ្រូសែនផ្សេងៗគ្នា កាតាលីករដែកដែលកិនល្អិតល្អន់ត្រូវបានប្រើ - ផ្លាទីន ប៉ាឡាដ្យូម រូទីញ៉ូម រ៉ូដ្យូម អូស្មៀម និងនីកែល ឬ ទម្រង់បរិសុទ្ធឬដាក់នៅលើក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអសកម្ម - BaSO 4, CaCO 3, កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម, Al 2 O 3 ជាដើម។ ពួកវាទាំងអស់មិនរលាយក្នុង បរិស្ថានសរីរាង្គនិងដើរតួជាកាតាលីករចម្រុះ។ សកម្មបំផុតក្នុងចំណោមពួកគេគឺ ruthenium និង rhodium ប៉ុន្តែផ្លាទីននិងនីកែលគឺរីករាលដាលបំផុត។ ផ្លាទីនជាធម្មតាត្រូវបានគេប្រើជាទម្រង់ឌីអុកស៊ីតខ្មៅ PtO 2 ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ជាទូទៅថាជាកាតាលីករអាដាម។ ប្លាទីនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានទទួលដោយការលាយអាស៊ីត chloroplatinic H 2 PtCl 6 ។ 6H 2 O ឬ ammonium hexachloroplatinate (NH 4) 2 PtCl 6 ជាមួយ sodium nitrate ។ អ៊ីដ្រូសែននៃអាល់ខេនជាមួយនឹងកាតាលីករអាដាមជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តនៅសម្ពាធធម្មតានិងសីតុណ្ហភាព 20-50 0 C ក្នុងជាតិអាល់កុលអាស៊ីតអាសេទិកអេទីលអាសេតាត។ នៅពេលដែលអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានឆ្លងកាត់ ប្លាទីនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយផ្ទាល់នៅក្នុងនាវាប្រតិកម្មទៅជាប្លាទីនខ្មៅ ដែលជំរុញការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែន។ លោហធាតុក្រុមផ្លាទីនសកម្មផ្សេងទៀត ត្រូវបានប្រើលើជំនួយអសកម្ម ឧទាហរណ៍ Pd/C ឬ Pd/BaSO 4, Ru/Al 2 O 3; Rh/C ជាដើម។ Palladium គាំទ្រនៅលើធ្យូងថ្ម ជំរុញការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែននៃអាល់ខេនទៅជាអាល់កាននៅក្នុងដំណោះស្រាយជាតិអាល់កុលនៅសីតុណ្ហភាព 0-20 0 C និងសម្ពាធធម្មតា។ នីកែលជាធម្មតាត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងទម្រង់នៃអ្វីដែលគេហៅថា "Raney nickel" ។ ដើម្បីទទួលបានកាតាលីករនេះ លោហធាតុនីកែល-អាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានព្យាបាលដោយអាល់កាឡាំង aqueous ក្តៅ ដើម្បីយកអាលុយមីញ៉ូមស្ទើរតែទាំងអស់ចេញ បន្ទាប់មកជាមួយទឹករហូតដល់មានប្រតិកម្មអព្យាក្រឹត។ កាតាលីករមានរចនាសម្ព័ន្ធ porous ហើយដូច្នេះត្រូវបានគេហៅថា skeletal nickel catalyst ។ លក្ខខណ្ឌធម្មតាសម្រាប់ការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែននៃអាល់ខេនលើនីកែល Raney តម្រូវឱ្យប្រើសម្ពាធនៃលំដាប់ 5-10 atm និងសីតុណ្ហភាព 50-100 0 C ពោលគឺកាតាលីករនេះគឺមានសកម្មភាពតិចជាងលោហៈក្រុមប្លាទីន ប៉ុន្តែវាមានតម្លៃថោកជាង។ . ខាងក្រោមនេះគឺជាឧទាហរណ៍ធម្មតាមួយចំនួននៃអ៊ីដ្រូសែនកាតាលីករខុសធម្មតានៃ acyclic និង cyclic alkenes៖
ដោយសារអាតូមអ៊ីដ្រូសែនទាំងពីរត្រូវបានបន្ថែមទៅអាតូមកាបូននៃចំណងទ្វេពីផ្ទៃលោហៈកាតាលីករ ការបន្ថែមជាធម្មតាកើតឡើងនៅផ្នែកម្ខាងនៃចំណងទ្វេ។ ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់នេះត្រូវបានគេហៅថា ស៊ី- ការចូល។ ក្នុងករណីដែលបំណែក reagent ពីរត្រូវបានបន្ថែមជាមួយគ្នា ភាគីផ្សេងៗចំណងច្រើន (ទ្វេ ឬបី) កើតឡើង ប្រឆាំង- ការចូល។ លក្ខខណ្ឌ ស៊ី- និង ប្រឆាំង- មានអត្ថន័យស្មើនឹងពាក្យ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។-. ដើម្បីជៀសវាងការភាន់ច្រឡំ និងការយល់ច្រឡំនៃលក្ខខណ្ឌ ស៊ី- និង ប្រឆាំង- យោងទៅលើប្រភេទនៃការតភ្ជាប់ និងលក្ខខណ្ឌ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។- ទៅរចនាសម្ព័ន្ធនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។
ចំណងទ្វេរនៅក្នុងអាល់ខេនត្រូវបានបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនក្នុងអត្រាខ្ពស់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងក្រុមមុខងារផ្សេងទៀតជាច្រើន (C=O, COOR, CN ។ នៅក្នុង លក្ខខណ្ឌស្រាល(0-200 C និងនៅ សម្ពាធបរិយាកាស) ខាងក្រោមនេះជាឧទាហរណ៍ធម្មតាមួយចំនួន៖
ចិញ្ចៀន benzene មិនត្រូវបានកាត់បន្ថយនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ។
ធំនិងសំខាន់ សមិទ្ធិផលសំខាន់នៅក្នុងកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន គឺជារបកគំហើញនៃស្មុគ្រស្មាញដែករលាយ ដែលបំប្លែងអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងដំណោះស្រាយដូចគ្នា។ ការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនច្រើនប្រភេទលើផ្ទៃនៃកាតាលីករដែកមានគុណវិបត្តិសំខាន់ៗមួយចំនួន ដូចជា isomerization នៃ alkenes និងការបំបែកនៃចំណងកាបូន-កាបូនតែមួយ (hydrogenolysis) ។ អ៊ីដ្រូសែន homogeneous មិនមានគុណវិបត្តិទាំងនេះទេ។ នៅខាងក្រោយ ឆ្នាំមុនក្រុមធំនៃកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែនដូចគ្នា - ស្មុគ្រស្មាញដែកផ្លាស់ប្តូរដែលមានលីហ្គែនផ្សេងៗ - ត្រូវបានទទួល។ កាតាលីករដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនដូចគ្នាគឺស្មុគ្រស្មាញនៃ rhodium (I) និង ruthenium (III) chlorides ជាមួយ triphenylphosphine - tris (triphenylphosphine) rhodium chloride (Ph 3 P) 3 RhCl (កាតាលីករ Wilkinson) និង tris (triphenylphosphine) hydrochloride (triphenylphosphine) ។ ) 3 RuHCl ។ ស្មុគ្រស្មាញ rhodium ដែលអាចចូលដំណើរការបានច្រើនបំផុតគឺទទួលបានដោយប្រតិកម្មក្លរួ rhodium (III) ជាមួយ triphenylphosphine ។ ស្មុគស្មាញ rhodium របស់ Wilkinson ត្រូវបានប្រើដើម្បី hydrogenate ចំណងទ្វេរដងនៅក្នុង លក្ខខណ្ឌធម្មតា។.
អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់នៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺសមត្ថភាពក្នុងការជ្រើសរើសដោយជ្រើសរើសនូវចំណងទ្វេរដង mono- ឬ disubstituted នៅក្នុងវត្តមាននៃចំណងទ្វេរដងដែលបានជំនួស tri- និង tetra ដោយសារតែភាពខុសគ្នាដ៏ធំនៅក្នុងអត្រាអ៊ីដ្រូសែនរបស់វា។
នៅក្នុងករណីនៃកាតាលីករដូចគ្នា ការបន្ថែមអ៊ីដ្រូសែនក៏កើតឡើងផងដែរ។ ស៊ី- ការចូល។ ដូច្នេះការងើបឡើងវិញ ស៊ីស-butene-2 ជាមួយ deuterium នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះនាំឱ្យមាន មេសូ-2,3-dideuterobutane ។
៤.២. ការកាត់បន្ថយចំណងទ្វេរដងដោយប្រើឌីអ៊ីមអ៊ីត
ការកាត់បន្ថយ alkenes ទៅ alkanes ដែលត្រូវគ្នាអាចសម្រេចបានដោយជោគជ័យដោយប្រើ diimide NH=NH ។
Diimide ត្រូវបានទទួលដោយវិធីសាស្រ្តសំខាន់ពីរ: ការកត់សុីនៃ hydrazine ជាមួយអ៊ីដ្រូសែន peroxide នៅក្នុងវត្តមានរបស់ Cu 2+ ions ឬប្រតិកម្មនៃ hydrazine ជាមួយ Ni-Raney (hydrazine dehydrogenation) ។ ប្រសិនបើអាល់ខេនមានវត្តមាននៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្ម នោះចំណងទ្វេរបស់វាត្រូវបានបំប្លែងដោយអ៊ីដ្រូសែនដោយឌីអ៊ីមអ៊ីតដែលមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង។ លក្ខណៈពិសេសប្លែកនៃវិធីសាស្រ្តនេះគឺតឹងរ៉ឹង ស៊ី- ភាពជាក់លាក់នៃដំណើរការស្តារឡើងវិញ។ វាត្រូវបានគេជឿថាប្រតិកម្មនេះដំណើរការតាមរយៈស្មុគស្មាញដែលដំណើរការដោយរង្វិលជាមួយនឹងការតំរង់ទិសយ៉ាងតឹងរឹងនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្មទាំងពីរនៅក្នុងលំហ។
៤.៣. ប្រតិកម្មបន្ថែមអេឡិចត្រូលីតនៅចំណងទ្វេនៃអាល់ខេន
គន្លងព្រំដែន HOMO និង LUMO នៃ alkenes គឺជាគន្លង * ដែលត្រូវបានកាន់កាប់ និងទទេ។ ជាលទ្ធផល -orbital នឹងចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មជាមួយ electrophiles (E +) ហើយ *-orbital នៃចំណង C=C នឹងចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មជាមួយ nucleophiles (Nu -) (សូមមើលរូប 3)។ ក្នុងករណីភាគច្រើន alkenes សាមញ្ញមានប្រតិកម្មយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយ electrophiles ប៉ុន្តែមានប្រតិកម្មជាមួយ nucleophiles ជាមួយនឹងការលំបាកយ៉ាងខ្លាំង។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាជាធម្មតា LUMO នៃ electrophiles ភាគច្រើនគឺនៅជិតថាមពលទៅនឹងថាមពលនៃ -HOMO នៃ alkenes ខណៈពេលដែល HOMO នៃ nucleophiles ភាគច្រើនស្ថិតនៅខាងក្រោម *-LUMO ។
អាល់ខេនសាមញ្ញមានប្រតិកម្មតែជាមួយភ្នាក់ងារ nucleophilic ខ្លាំងបំផុត (carbanions) នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដ៏អាក្រក់ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការដាក់បញ្ចូលក្រុមដកអេឡិចត្រុងទៅជា alkenes ឧទាហរណ៍ NO 2, COR ជាដើម នាំឱ្យមានការថយចុះនៃកម្រិត * ដោយសារតែ ដែលអាល់ខេនទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការប្រតិកម្មជាមួយ nucleophiles នៃកម្លាំងមធ្យម (អាម៉ូញាក់, RO ។ - , Nє C - , enolate anion ជាដើម) ។
ជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃភ្នាក់ងារ electrophilic E + ជាមួយអាល់ខេន carbocation ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់។ carbocation ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពបន្ថែមទៀតដោយការបន្ថែមយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃភ្នាក់ងារ nucleophilic Nu - :
ដោយសារដំណាក់កាលយឺតគឺការបន្ថែមអេឡិចត្រូហ្វីល ដំណើរការនៃការបន្ថែមភ្នាក់ងារប៉ូលណាមួយ E + នូ - គួរតែត្រូវបានចាត់ទុកយ៉ាងជាក់លាក់ថាជាការបន្ថែមអេឡិចត្រូហ្វីលទៅនឹងចំណងច្រើននៃអាល់ខេន។ មួយចំនួនធំនៃប្រតិកម្មនៃប្រភេទនេះត្រូវបានគេដឹងដែលតួនាទីរបស់ភ្នាក់ងារអេឡិចត្រូហ្វីលីកត្រូវបានលេងដោយ halogens, អ៊ីដ្រូសែន halides, ទឹក, អំបិលបារត divalent និងភ្នាក់ងារប៉ូឡូញផ្សេងទៀត។ ការបន្ថែមអេឡិចត្រូហ្វីលីកទៅនឹងចំណងទ្វេរដងក្នុងការចាត់ថ្នាក់នៃយន្តការ ប្រតិកម្មសរីរាង្គមាននិមិត្តសញ្ញា Ad E ( ការបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត) ហើយអាស្រ័យលើចំនួនម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម ត្រូវបានកំណត់ថាជា Ad E 2 (ប្រតិកម្ម bimolecular) ឬ Ad E 3 (ប្រតិកម្ម trimolecular)។
4.3.a ការបន្ថែម halogens
Alkenes ប្រតិកម្មជាមួយ bromine និង chlorine ដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលបន្ថែមនៅចំណងទ្វេរនៃម៉ូលេគុល halogen មួយជាមួយនឹងទិន្នផលជិតនឹងបរិមាណ។ ហ្វ្លុយអូរីនគឺសកម្មពេកហើយបណ្តាលឱ្យមានការបំផ្លាញ alkenes ។ ការបន្ថែមអ៊ីយ៉ូតទៅអាល់ខេនក្នុងករណីភាគច្រើនគឺ ប្រតិកម្មបញ្ច្រាសលំនឹងដែលត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកសារធាតុដើម។
ការផ្លាស់ប្តូរពណ៌យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃដំណោះស្រាយនៃ bromine នៅក្នុង CCl4 បម្រើជាការធ្វើតេស្តដ៏សាមញ្ញបំផុតមួយសម្រាប់ការមិនឆ្អែត ចាប់តាំងពី alkenes, alkynes និង dienes មានប្រតិកម្មរហ័សជាមួយ bromine ។
ការបន្ថែម bromine និង chlorine ទៅ alkenes កើតឡើងដោយ ionic ជាជាងយន្តការរ៉ាឌីកាល់។ ការសន្និដ្ឋាននេះកើតឡើងពីការពិតដែលថាអត្រានៃការបន្ថែម halogen មិនអាស្រ័យលើការ irradiation វត្តមាននៃអុកស៊ីសែន និង reagents ផ្សេងទៀតដែលផ្តួចផ្តើម ឬរារាំងដំណើរការរ៉ាឌីកាល់។ ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យពិសោធន៍មួយចំនួនធំ យន្តការមួយត្រូវបានស្នើឡើងសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះ រួមទាំងដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់គ្នាជាច្រើន។ នៅដំណាក់កាលទី 1 ប៉ូលនៃម៉ូលេគុល halogen កើតឡើងក្រោមសកម្មភាពនៃការភ្ជាប់អេឡិចត្រុង។ អាតូម halogen ដែលទទួលបន្ទុកវិជ្ជមានប្រភាគជាក់លាក់ បង្កើតបានជាអន្តរការីមិនស្ថិតស្ថេរជាមួយអេឡិចត្រុងនៃ -bond ដែលហៅថា -complex ឬស្មុគស្មាញផ្ទេរបន្ទុក។ វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថានៅក្នុង -complex នេះ halogen មិនបង្កើតចំណងដោយផ្ទាល់ជាមួយអាតូមកាបូនជាក់លាក់ណាមួយ; នៅក្នុងស្មុគ្រស្មាញនេះ អន្តរកម្មអ្នកទទួល-ម្ចាស់ជំនួយនៃគូអេឡិចត្រុង - ចំណងជាអ្នកផ្តល់ជំនួយ និង halogen ជាអ្នកទទួលត្រូវបានដឹងយ៉ាងសាមញ្ញ។
បន្ទាប់មក -complex បំប្លែងទៅជាអ៊ីយ៉ុង bromonium ស៊ីក្លូ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការបង្កើត cation cyclic នេះ ការបំបែក heterolytic កើតឡើង មូលបត្របំណុល Br-Brនិងទទេ រ-គន្លង sp 2 នៃអាតូមកាបូន hybridized ត្រួតលើគ្នា។ រ-គន្លងនៃ "គូឯកកោ" នៃអេឡិចត្រុងនៃអាតូម halogen បង្កើតជាអ៊ីយ៉ុង bromonium រង្វិល។
នៅដំណាក់កាលចុងក្រោយ ដំណាក់កាលទីបី សារធាតុ bromine anion ជាភ្នាក់ងារ nucleophilic វាយប្រហារអាតូមកាបូនមួយនៃ bromonium ion។ ការវាយប្រហារនុយក្លេអ៊ែរដោយអ៊ីយ៉ុង bromide នាំទៅដល់ការបើកចិញ្ចៀនដែលមានសមាជិកបី និងការបង្កើត vicinal dibromide ( វីក- ជិត) ។ ជំហាននេះអាចត្រូវបានចាត់ទុកជាផ្លូវការថាជាការជំនួស nucleophilic នៃ SN 2 នៅអាតូមកាបូន ដែលក្រុមចាកចេញគឺ Br+ ។
ការបន្ថែម halogens ទៅនឹងចំណងទ្វេរដងនៃ alkenes គឺជាប្រតិកម្មគំរូសាមញ្ញមួយ ដោយប្រើឧទាហរណ៍ដែលមនុស្សម្នាក់អាចពិចារណាពីឥទ្ធិពលនៃកត្តាសំខាន់ៗ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ធ្វើការសន្និដ្ឋានដោយហេតុផលអំពីយន្តការលម្អិតនៃដំណើរការ។ ដើម្បីធ្វើការសន្និដ្ឋានជាព័ត៌មានអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មណាមួយ អ្នកគួរតែមានទិន្នន័យអំពី៖ 1) ប្រតិកម្ម kinetics; 2) stereochemistry (លទ្ធផល stereochemical នៃប្រតិកម្ម); 3) វត្តមានឬអវត្តមាននៃដំណើរការប្រកួតប្រជែងដែលពាក់ព័ន្ធ។ 4) ឥទ្ធិពលនៃសារធាតុជំនួសនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមដើមលើអត្រាប្រតិកម្ម; 5) ការប្រើប្រាស់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានស្លាកនិង (ឬ) សារធាតុប្រតិកម្ម; 6) លទ្ធភាពនៃការរៀបចំឡើងវិញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម; 7) ឥទ្ធិពលនៃសារធាតុរំលាយលើអត្រាប្រតិកម្ម។
ចូរយើងពិចារណាកត្តាទាំងនេះដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃការ halogenation នៃ alkenes ។ ទិន្នន័យ Kinetic ធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតលំដាប់នៃប្រតិកម្មសម្រាប់សមាសធាតុនីមួយៗ ហើយផ្អែកលើមូលដ្ឋាននេះ ធ្វើការសន្និដ្ឋានអំពីម៉ូលេគុលទាំងមូលនៃប្រតិកម្ម ពោលគឺចំនួននៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។
សម្រាប់ bromination នៃ alkenes អត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានពិពណ៌នាជាធម្មតាដោយសមីការខាងក្រោម៖
v = k`[alkene] + k``[alkene] ២,
ដែលនៅក្នុង ក្នុងករណីដ៏កម្រសម្រួលដល់
v = k`[អាល់ខេន] ។
ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យ kinetic វាអាចត្រូវបានសន្និដ្ឋានថាម៉ូលេគុល bromine មួយឬពីរត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងជំហានកំណត់អត្រា។ លំដាប់ទីពីរនៅក្នុង bromine មានន័យថាវាមិនមែនជាអ៊ីយ៉ុង bromide Br - ដែលមានប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុង bromonium នោះទេប៉ុន្តែអ៊ីយ៉ុង tribromide ដែលបង្កើតឡើងដោយអន្តរកម្មនៃ bromine និង bromide ion:
សមតុល្យនេះត្រូវបានប្តូរទៅខាងស្តាំ។ ទិន្នន័យ Kinetic មិនអនុញ្ញាតឱ្យមានការសន្និដ្ឋានផ្សេងទៀតអំពីរចនាសម្ព័ន្ធទេ។ ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរនិងធម្មជាតិនៃភាគល្អិត electrophilic នៅក្នុងប្រតិកម្មនៃការបន្ថែម halogen នៅចំណងទ្វេ។ ព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃបំផុតអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយទិន្នន័យស្តីពីស្តេរ៉េអូគីមីវិទ្យានៃការបន្ថែម។ ការបន្ថែម halogen ទៅជាចំណងទ្វេរដង គឺជាដំណើរការស្តេរ៉េអូស្តេហ្វិក (ដំណើរការដែលមានតែស្តេរ៉េអូអ៊ីសូមឺរដែលអាចធ្វើទៅបានប៉ុណ្ណោះត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅក្នុងដំណើរការស្តេរ៉េអូស្តេរ៉េអូ ការបង្កើតអនុគ្រោះនៃស្តេរ៉េអូម័រមួយត្រូវបានអង្កេត) ប្រឆាំង- បន្ថែមសម្រាប់ alkenes និង cycloalkenes ដែលចំណងទ្វេមិនត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ ចិញ្ចៀន benzene. សម្រាប់ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។-isomers នៃ butene-2, pentene-2, hexene-3, cyclohexene, cyclopentene និង alkenes ផ្សេងទៀត ការបន្ថែមនៃ bromine កើតឡើងទាំងស្រុងដូចជា ប្រឆាំង- ការចូល។ ក្នុងករណីនេះនៅក្នុងករណីនៃ cyclohexene តែប៉ុណ្ណោះ ត្រេកត្រអាល។-1,2-dibromocyclohexane (ល្បាយនៃ enantiomers) ។
ការរៀបចំបំលែងនៃអាតូម bromine ក្នុង 1,2-dibromocyclohexane អាចត្រូវបានបង្ហាញក្នុងលក្ខណៈសាមញ្ញដែលទាក់ទងទៅនឹងយន្តហោះមធ្យមនៃរង្វង់ cyclohexane (ដោយមិនគិតគូរ។ ការអនុលោមតាម):
នៅពេលដែល bromine ផ្សំជាមួយ cyclohexene វាបង្កើតជាដំបូង ត្រេកត្រអាល។-1,2-dibromocyclohexane ក្នុង ក, ក-conformation ដែលបន្ទាប់មកផ្លាស់ប្តូរភ្លាមៗទៅជាថាមពលកាន់តែអំណោយផល របស់នាង- ការអនុលោមតាម។ ប្រឆាំង- ការបន្ថែម halogens ទៅជាចំណងទ្វេរដង អនុញ្ញាតឱ្យយើងបដិសេធយន្តការនៃការបន្ថែមសមកាលកម្មមួយជំហាននៃម៉ូលេគុល halogen មួយទៅជាចំណងទ្វេ ដែលអាចកើតឡើងបានតែជា ស៊ី- ការចូល។ ប្រឆាំង-ការបន្ថែម halogen ក៏មិនស៊ីគ្នាជាមួយនឹងការបង្កើត carbocation ចំហ RCH + -CH 2 Hal ជាអន្តរការី។ នៅក្នុង carbocation បើកចំហ ការបង្វិលដោយឥតគិតថ្លៃជុំវិញ C-C bond គឺអាចធ្វើទៅបាន ដែលគួរតែនាំទៅដល់ការវាយប្រហារនៃ Br anion - ដើម្បីបង្កើតល្បាយនៃផលិតផល ប្រឆាំង- ហើយដូច្នេះ ស៊ី- ការចូល។ ស្តេរ៉េអូជាក់លាក់ ប្រឆាំង- ការបន្ថែម halogens គឺ មូលហេតុចម្បងបង្កើតគោលគំនិតនៃ bromonium ឬ chloronium ions ជាប្រភេទមធ្យមដាច់ដោយឡែក។ គំនិតនេះបំពេញយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនូវច្បាប់ ប្រឆាំង-បន្ថែមពីលើនេះ ចាប់តាំងពីការវាយប្រហារនុយក្លេអូហ្វីលនៃអ៊ីយ៉ុង halide គឺអាចធ្វើទៅបាន ប្រឆាំង- ចំហៀងនៅអាតូមកាបូនទាំងពីរនៃអ៊ីយ៉ុង halide តាមរយៈយន្តការ S N 2 ។
នៅក្នុងករណីនៃ alkenes ដែលត្រូវបានជំនួសដោយ unsymmetrically, នេះគួរតែបណ្តាលឱ្យ enantiomers ពីរ បី- បង្កើតនៅពេលបន្ថែម bromine ទៅ ស៊ីស- isomer ឬ enantiomer អេរីត្រូ- បង្កើតបានជា halogenation ត្រេកត្រអាល។- អ៊ីសូមឺរ។ នេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាក់ស្តែងនៅពេលដែល bromine ត្រូវបានបន្ថែមទៅឧទាហរណ៍។ ស៊ីស- និង ត្រេកត្រអាល។- isomers នៃ pentene-2 ។
នៅក្នុងករណីនៃការ bromination នៃ alkenes ស៊ីមេទ្រី, ឧទាហរណ៍, ស៊ីស- ឬ ត្រេកត្រអាល។-hexene-3 គួរតែត្រូវបានបង្កើតឡើង ឬជាអ្នកប្រណាំង ( ឃ, អិល- ទម្រង់) ឬ មេសូ-ទម្រង់នៃឌីប្រូមីតចុងក្រោយ ដែលជាអ្វីដែលគេសង្កេតឃើញជាក់ស្តែង។
មានភ័ស្តុតាងឯករាជ្យ និងផ្ទាល់នៃអត្ថិភាពនៃអ៊ីយ៉ុង halogenium នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមិនមាន nucleophilic និងព្រងើយកណ្តើយនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ ដោយប្រើ NMR spectroscopy ការបង្កើតអ៊ីយ៉ុង bromonium ត្រូវបានកត់ត្រាក្នុងអំឡុងពេល ionization នៃ 3-bromo-2-methyl-2-fluorobutane ក្រោមសកម្មភាពនៃខ្លាំងណាស់ អាស៊ីតខ្លាំង Lewis antimony pentafluoride ក្នុងសូលុយស្យុងស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីតរាវនៅ -80 0 C ។
ស៊ីស្យូមនេះមានស្ថេរភាពនៅ -80 0 C នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមិនមែនជា nucleophilic ប៉ុន្តែត្រូវបានបំផ្លាញភ្លាមៗដោយសកម្មភាពរបស់ភ្នាក់ងារ nucleophilic ឬនៅពេលឡើងកំដៅ។
ជួនកាល អ៊ីយ៉ុង ប្រូម៉ូញ៉ូម ស៊ីលីកលីក អាចត្រូវបានញែកដាច់ពីគេក្នុងទម្រង់សុទ្ធ ប្រសិនបើឧបសគ្គស្តេរីចរារាំងការបើករបស់វានៅក្រោមសកម្មភាពនៃនុយក្លេអូហ្វីល៖
វាច្បាស់ណាស់ថាលទ្ធភាពនៃអត្ថិភាពនៃអ៊ីយ៉ុង bromonium ដែលមានស្ថេរភាពក្នុងលក្ខខណ្ឌពិសេស មិនអាចបម្រើជាភស្តុតាងផ្ទាល់នៃការបង្កើតរបស់ពួកគេនៅក្នុងប្រតិកម្មនៃការបន្ថែម bromine ទៅនឹងចំណងទ្វេរនៃអាល់កេនក្នុងអាល់កុល អាស៊ីតអាសេទិក និងអេឡិចត្រុងផ្សេងទៀត។ - បរិច្ចាគសារធាតុរំលាយ។ ទិន្នន័យបែបនេះគួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាគ្រាន់តែជាការបញ្ជាក់ឯករាជ្យនៃលទ្ធភាពជាមូលដ្ឋាននៃការបង្កើតអ៊ីយ៉ុង halogenium នៅក្នុងដំណើរការនៃការបន្ថែម electrophilic នៅចំណងទ្វេរ។
គោលគំនិតនៃអ៊ីយ៉ុង halide អនុញ្ញាតឱ្យយើងផ្តល់នូវការពន្យល់សមហេតុផលសម្រាប់ការបញ្ច្រាសនៃការបន្ថែមអ៊ីយ៉ូតទៅនឹងចំណងទ្វេ។ អ៊ីយ៉ូត halogenium មានមជ្ឈមណ្ឌលអេឡិចត្រូហ្វីលីកចំនួនបីដែលអាចចូលទៅដល់ការវាយប្រហារនុយក្លេអូហ្វីលីកដោយអ៊ីយ៉ុង halide: អាតូមកាបូនពីរ និងអាតូម halogen ។ នៅក្នុងករណីនៃ chloronium ions, Cl - anion ហាក់ដូចជានិយមឬសូម្បីតែវាយប្រហារទាំងស្រុងមជ្ឈមណ្ឌលកាបូននៃ cation ។ សម្រាប់ bromonium cation ទិសដៅទាំងពីរនៃការបើកអ៊ីយ៉ុង halogenium គឺប្រហែលដូចគ្នា ទាំងដោយសារការវាយប្រហារនៃអ៊ីយ៉ុង bromide លើអាតូមកាបូនទាំងពីរ និងនៅលើអាតូម bromine ។ ការវាយប្រហារនុយក្លេអ៊ែរលើអាតូម bromine នៃអ៊ីយ៉ុង bromonium នាំទៅរកសារធាតុចាប់ផ្តើម bromine និង alkene៖
អ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ូតត្រូវបានបង្ហាញជាចម្បងជាលទ្ធផលនៃការវាយប្រហារនៃអ៊ីយ៉ូតអ៊ីយ៉ូតនៅលើអាតូមអ៊ីយ៉ូត ដូច្នេះហើយលំនឹងរវាងសារធាតុចាប់ផ្តើម និងអ៊ីយ៉ូតអ៊ីយ៉ូតត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅខាងឆ្វេង។
លើសពីនេះទៀតផលិតផលបន្ថែមចុងក្រោយគឺ vicinal diiodide អាចត្រូវបានទទួលរងការវាយប្រហារ nucleophilic នៅអាតូមអ៊ីយ៉ូតដោយ anion triiodide ដែលមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយដែលនាំទៅដល់ការបង្កើត reagents ដំបូងអាល់ខេននិងអ៊ីយ៉ូត។ នៅក្នុងពាក្យផ្សេងទៀត, នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃប្រតិកម្មបន្ថែម, លទ្ធផល diiodide vicinal ត្រូវបាន deiodinated នៅក្រោមសកម្មភាពនៃ triiodide anion ។ Vicinal dichlorides និង dibromides មិន dehalogenate នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការបន្ថែមក្លរីនឬ bromine រៀងគ្នាទៅនឹង alkenes ។
ការប្រឆាំងនឹងការបន្ថែមក្លរីន ឬប្រូមីន គឺជាលក្ខណៈនៃអាល់ខេន ដែលចំណងទ្វេមិនត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអេឡិចត្រុងនៃសង្វៀន benzene ទេ។ សម្រាប់ styrene, stilbene និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់ពួកគេរួមជាមួយនឹង ប្រឆាំង- ការចូលដំណើរការកើតឡើងនិង ស៊ី- ការបន្ថែម halogen ដែលសូម្បីតែអាចក្លាយជាលេចធ្លោនៅក្នុងបរិស្ថានប៉ូលមួយ។
ក្នុងករណីដែលការបន្ថែម halogen ទៅជាចំណងទ្វេរដង ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបរិយាកាសសារធាតុរំលាយ nucleophilic សារធាតុរំលាយមានប្រសិទ្ធភាពប្រកួតប្រជែងជាមួយ halide ion ក្នុងការបើកចិញ្ចៀនដែលមានសមាជិកបីនៃ halogenium ion៖
ការបង្កើតផលិតផលបន្ថែមដោយមានការចូលរួមពីសារធាតុរំលាយ ឬភ្នាក់ងារ nucleophilic "ខាងក្រៅ" ផ្សេងទៀតត្រូវបានគេហៅថា ប្រតិកម្មបន្ថែមរួម។ នៅពេលដែល bromine និង styrene មានប្រតិកម្មនៅក្នុងមេតាណុល ផលិតផលពីរត្រូវបានបង្កើតឡើង៖ vicinal dibromide និង bromine ester សមាមាត្រដែលអាស្រ័យលើកំហាប់ bromine ក្នុង methanol
នៅក្នុងដំណោះស្រាយដែលពនឺខ្លាំង ផលិតផលបន្ថែមរួមផ្សំនឹងគ្របដណ្ដប់ ខណៈពេលដែលនៅក្នុងដំណោះស្រាយប្រមូលផ្តុំ ផ្ទុយទៅវិញ វីស៊ីណល ឌីប្រូម៊ីត នាំមុខ។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous, halohydrin (អាល់កុលដែលមាន halogen នៅអាតូមកាបូន) - ផលិតផលនៃការបន្ថែម conjugate - តែងតែនាំមុខ។
អ្នកសម្របសម្រួលរបស់នាង ត្រេកត្រអាល។-2-chlorocyclohexanol ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពបន្ថែមទៀតដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន O-H . . . Cl. នៅក្នុងករណីនៃ alkenes ដែលមិនស៊ីមេទ្រី នៅក្នុងប្រតិកម្មបន្ថែមបញ្ចូលគ្នា halogen តែងតែបន្ថែមទៅអាតូមកាបូនដែលមានចំនួនអាតូមអ៊ីដ្រូសែនច្រើនបំផុត ហើយភ្នាក់ងារ nucleophilic ទៅនឹងកាបូនដែលមានចំនួនអាតូមអ៊ីដ្រូសែនតិចបំផុត។ ផលិតផល isomeric ដែលមានការរៀបចំផ្សេងគ្នានៃការចូលរួមក្រុមមិនត្រូវបានបង្កើតឡើងទេ។ នេះមានន័យថា អ៊ីយ៉ុង halogenonium រង្វិលដែលបង្កើតឡើងជាកម្រិតមធ្យមត្រូវតែមានរចនាសម្ព័ន្ធមិនស៊ីមេទ្រីជាមួយចំណងពីរ C 1 -Hal និង C 2 -Hal ខុសគ្នាក្នុងថាមពល និងកម្លាំង និងច្រើនទៀត បន្ទុកវិជ្ជមាននៅលើអាតូមកាបូនខាងក្នុង C2 ដែលអាចបង្ហាញជាក្រាហ្វិកតាមពីរវិធី៖
ដូច្នេះ អាតូមកាបូន C2 នៃអ៊ីយ៉ុង halogenium គឺទទួលរងការវាយប្រហារ nucleophilic ដោយសារធាតុរំលាយ ទោះបីជាការពិតដែលវាត្រូវបានជំនួសច្រើនជាង និងអាចចូលដំណើរការបានតិចជាងកម្រិតស្តេរ៉ូអ៊ីតក៏ដោយ។
វិធីសាស្រ្តត្រៀមរៀបចំដ៏ល្អបំផុតមួយសម្រាប់ការសំយោគប្រូម៉ូអ៊ីដ្រីនគឺ hydroxybromination នៃ alkenes ដោយប្រើ N-bromosuccinimide ( N.B.S.) នៅក្នុងល្បាយគោលពីរនៃ dimethyl sulfoxide ( DMSO) និងទឹក។
ប្រតិកម្មនេះអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងទឹកឬដោយគ្មាន DMSOទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នផលនៃ bromohydrins ក្នុងករណីនេះគឺទាបជាងបន្តិច។
ការបង្កើតផលិតផលបន្ថែម conjugate នៅក្នុងប្រតិកម្ម halogenation នៃ alkenes ក៏អនុញ្ញាតឱ្យយើងបដិសេធយន្តការ synchronous នៃការបន្ថែមនៃម៉ូលេគុល halogen មួយ។ ការបូកបញ្ចូលគ្នាទៅនឹងចំណងទ្វេគឺស្ថិតនៅក្នុងការព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយនឹងយន្តការពីរជំហានដែលពាក់ព័ន្ធនឹង halogenium cation ជាកម្រិតមធ្យម។
ចំពោះប្រតិកម្មនៃការបន្ថែម electrophilic ទៅនឹងចំណងទ្វេរ មួយគួរតែរំពឹងថានឹងមានការកើនឡើងនៃអត្រាប្រតិកម្មនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុជំនួស alkyl ដែលផ្តល់ដោយអេឡិចត្រុង និងការថយចុះនៃវត្តមានរបស់សារធាតុជំនួសដកអេឡិចត្រុងនៅចំណងទ្វេ។ ជាការពិតណាស់ អត្រានៃការបន្ថែមក្លរីន និងប្រូមីនទៅក្នុងចំណងទ្វេរដង កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលផ្លាស់ប្តូរពីអេទីឡែនទៅដេរីវេជំនួសមេទីលរបស់វា។ ឧទាហរណ៍ អត្រានៃការបន្ថែម bromine ទៅ tetramethylethylene គឺ 10 5 ដងខ្ពស់ជាងអត្រានៃការបន្ថែមរបស់វាទៅ 1-butene ។ ការបង្កើនល្បឿនដ៏ធំនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីបន្ទាត់រាងប៉ូលខ្ពស់នៃស្ថានភាពអន្តរកាល និងកម្រិតខ្ពស់នៃការបំបែកបន្ទុកនៅក្នុងស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរ ហើយស្របជាមួយនឹងយន្តការ eletropphilic នៃការបន្ថែម។
ក្នុងករណីខ្លះការបន្ថែមក្លរីនទៅអាល់ខេនដែលមានសារធាតុជំនួសដែលផ្តល់ដោយអេឡិចត្រុងត្រូវបានអមដោយការអរូបីនៃប្រូតុងពីសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមជំនួសឱ្យការបន្ថែមអ៊ីយ៉ុងក្លរួ។ ការអរូបីនៃប្រូតុងមួយនាំឱ្យបង្កើតអាលគីនជំនួសក្លរីន ដែលអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាការជំនួសដោយផ្ទាល់ជាមួយនឹងការធ្វើចំណាកស្រុកទ្វេរដង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការពិសោធន៍ជាមួយការដាក់ស្លាកអ៊ីសូតូបបង្ហាញបន្ថែមទៀត ធម្មជាតិស្មុគស្មាញការផ្លាស់ប្តូរកើតឡើងនៅទីនេះ។ នៅពេលដែល isobutylene ត្រូវបាន chlorinated នៅ 0 0 C, 2-methyl-3-chloropropene (metallyl chloride) ត្រូវបានបង្កើតឡើងជំនួសឱ្យ dichloride ដែលរំពឹងទុកផលិតផលនៃការបន្ថែមនៅចំណងទ្វេ។
ជាផ្លូវការ វាហាក់ដូចជាមានការជំនួស មិនមែនជាការចូលជាសមាជិកទេ។ ការសិក្សាអំពីប្រតិកម្មនេះដោយប្រើ isobutylene ដែលមានស្លាកនៅទីតាំងទី 1 ជាមួយអ៊ីសូតូប 14 C បានបង្ហាញថាការជំនួសអ៊ីដ្រូសែនដោយផ្ទាល់ជាមួយក្លរីនមិនកើតឡើងទេព្រោះនៅក្នុងលទ្ធផលនៃក្លរួ metallyl ស្លាកមានទីតាំងនៅក្នុងក្រុម 14 CH 2 Cl ។ លទ្ធផលនេះអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយលំដាប់នៃការផ្លាស់ប្តូរដូចខាងក្រោមៈ
ក្នុងករណីខ្លះ 1,2-ការធ្វើចំណាកស្រុកនៃក្រុមអាល់គីលក៏អាចកើតឡើងផងដែរ។
នៅក្នុង CCl 4 (សារធាតុរំលាយមិនមានប៉ូល) ប្រតិកម្មនេះផ្តល់នូវឌីក្លរីតស្ទើរតែ 100% ខ- ផលិតផលនៃការបន្ថែមធម្មតានៅមូលបត្របំណុលទ្វេ (ដោយគ្មានការរៀបចំឡើងវិញ) ។
ការរៀបចំគ្រោងឆ្អឹងនៃប្រភេទនេះគឺជារឿងធម្មតាបំផុតសម្រាប់ដំណើរការដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបើក carbocations ជាភាគល្អិតកម្រិតមធ្យម។ វាអាចទៅរួចដែលថាការបន្ថែមក្លរីននៅក្នុងករណីទាំងនេះកើតឡើងមិនមែនតាមរយៈអ៊ីយ៉ុងក្លរ៉ូនីញ៉ូមទេ ប៉ុន្តែតាមរយៈភាគល្អិតស៊ីអ៊ីតដែលនៅជិតនឹងកាបូអ៊ីដ្រាតបើកចំហ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាការរៀបចំគ្រោងឆ្អឹងគឺជាបាតុភូតដ៏កម្រមួយនៅក្នុងដំណើរការនៃការបន្ថែម halogens និង halogens ចម្រុះនៅចំណងទ្វេរ: ពួកគេត្រូវបានគេសង្កេតឃើញញឹកញាប់ជាងក្នុងអំឡុងពេលបន្ថែមក្លរីន និងតិចជាងញឹកញាប់ក្នុងអំឡុងពេលនៃការបន្ថែម។ ប្រូមីន ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរៀបចំឡើងវិញបែបនេះកើនឡើងនៅពេលផ្លាស់ប្តូរពីសារធាតុរំលាយដែលមិនមែនជាប៉ូល (CCl 4) ទៅប៉ូល (នីត្រូមេតាន អាសេតូនីទ្រីល) ។
ដោយសង្ខេបទិន្នន័យដែលបានបង្ហាញអំពីស្តេរ៉េអូគីមីវិទ្យា ការបូកបញ្ចូលគ្នា ឥទ្ធិពលនៃសារធាតុជំនួសនៅក្នុងអាល់ខេន ក៏ដូចជាការរៀបចំឡើងវិញនៅក្នុងប្រតិកម្មបន្ថែមនៃ halogens នៅចំណងទ្វេរ វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាពួកគេមានការព្រមព្រៀងគ្នាយ៉ាងល្អជាមួយនឹងយន្តការនៃការបន្ថែមអេឡិចត្រូលីតដែលពាក់ព័ន្ធនឹង អ៊ីយ៉ុង halogenium រង្វិល។ ទិន្នន័យស្តីពីការបន្ថែមនៃ halogens ចម្រុះទៅ alkenes ដែលដំណាក់កាលនៃការបន្ថែមត្រូវបានកំណត់ដោយប៉ូលនៃចំណងនៃអាតូម halogen ពីរអាចត្រូវបានបកស្រាយតាមរបៀបដូចគ្នា។
និយមន័យ
អាល់ខេនត្រូវបានហៅ អ៊ីដ្រូកាបូនមិនឆ្អែតដែលម៉ូលេគុលមានចំណងទ្វេមួយ។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលអាល់ខេនដោយប្រើអេទីឡែនជាឧទាហរណ៍ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។ ១.
អង្ករ។ 1. រចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលអេទីឡែន។
ដោយ លក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយ alkenes ខុសគ្នាតិចតួចពី alkanes ដែលមានចំនួនអាតូមកាបូនដូចគ្នានៅក្នុងម៉ូលេគុល។ ភាពដូចគ្នាទាប C 2 - C 4 នៅ លក្ខខណ្ឌធម្មតា។- ឧស្ម័ន; C 5 - C 17 - សារធាតុរាវ; ភាពដូចគ្នាខ្ពស់ - សារធាតុរឹង. អាល់ខេនមិនរលាយក្នុងទឹក។ រលាយខ្ពស់ក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ។
ការរៀបចំអាល់ខេន
នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម alkenes ត្រូវបានគេទទួលបានកំឡុងពេលចម្រាញ់ប្រេង៖ ការបំបែក និង dehydrogenation នៃ alkanes ។ វិធីសាស្រ្តមន្ទីរពិសោធន៍យើងបែងចែកការផលិតអាល់ខេនជាពីរក្រុម៖
- ប្រតិកម្មលុបបំបាត់
- ការខះជាតិទឹកនៃគ្រឿងស្រវឹង
CH 3 -CH 2 -OH → CH 2 =CH 2 + H 2 O (H 2 SO 4 (conc), t 0 = 170) ។
- dehydrohalogenation នៃ monohaloalkanes
CH 3 -CH(Br)-CH 2 -CH 3 + NaOH អាល់កុល → CH 3 -CH=CH-CH 3 + NaBr + H 2 O (t 0)។
- dehalogenation នៃ dihaloalkanes
CH 3 -CH(Cl)-CH(Cl)-CH 2 -CH 3 + Zn(Mg) → CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 3 + ZnCl 2 (MgCl 2)។
- អ៊ីដ្រូសែនមិនពេញលេញនៃ alkynes
CH≡CH + H 2 →CH 2 =CH 2 (Pd, t 0) ។
លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃអាល់ខេន
Alkenes គឺជាសមាសធាតុសរីរាង្គដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេ។ គីមីវិទ្យានៃ alkenes គឺជាគីមីសាស្ត្រនៃចំណងទ្វេ។ ប្រតិកម្មធម្មតា។សម្រាប់ alkenes - ប្រតិកម្មបន្ថែម electrophilic ។
ការផ្លាស់ប្តូរគីមីនៃ alkenes ដំណើរការជាមួយនឹងការបំបែក:
1) π - ការតភ្ជាប់ S-S(ការបន្ថែមវត្ថុធាតុ polymerization និងអុកស៊ីតកម្ម)
- អ៊ីដ្រូសែន
CH 3 -CH=CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 2 (kat = Pt) ។
- halogenation
CH 3 -CH 2 -CH=CH 2 + Br 2 → CH 3 -CH 2 -CH(Br)-CH 2 Br.
- hydrohalogenation (ដំណើរការដោយយោងតាមច្បាប់របស់ Markovnikov៖ អាតូមអ៊ីដ្រូសែនភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមកាបូនដែលមានអ៊ីដ្រូសែនច្រើនជាង)
CH 3 -CH=CH 2 + H-Cl → CH 3 -CH(Cl)-CH 3 ។
- ជាតិទឹក
CH 2 =CH 2 + H-OH → CH 3 -CH 2 -OH (H + , t 0) ។
- វត្ថុធាតុ polymerization
nCH 2 =CH 2 → -[-CH 2 -CH 2 -]- n (kat, t 0) ។
- អុកស៊ីតកម្ម
CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 2KOH → HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2K 2 MnO 4;
2CH 2 =CH 2 + O 2 → 2C 2 OH 4 (epoxide) (kat = Ag,t 0);
2CH 2 =CH 2 + O 2 → 2CH 3 -C(O)H (kat = PdCl 2, CuCl) ។
2) សញ្ញាប័ណ្ណ σ- និង π-C-C
CH 3 -CH=CH-CH 2 -CH 3 + 4[O] → CH 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH (KMnO 4, H +, t 0) ។
3) ចំណង C sp 3 -H (នៅក្នុងទីតាំងសម្ព័ន្ធ)
CH 2 =CH 2 + Cl 2 → CH 2 =CH-Cl + HCl (t 0 = 400) ។
4) ផ្តាច់ទំនាក់ទំនងទាំងអស់។
C 2 H 4 + 2O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O;
C n H 2n + 3n/2 O 2 → nCO 2 + nH 2 O ។
ការអនុវត្តអាល់ខេន
Alkenes បានរកឃើញការប្រើប្រាស់នៅក្នុង ឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ សេដ្ឋកិច្ចជាតិ. សូមក្រឡេកមើលឧទាហរណ៍នៃតំណាងបុគ្គល។
Ethylene ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការសំយោគសរីរាង្គឧស្សាហកម្មដើម្បីផលិតភាពខុសគ្នានៃ សមាសធាតុសរីរាង្គដូចជាដេរីវេនៃ halogen, ជាតិអាល់កុល (អេតាណុល, អេទីឡែន glycol), acetaldehyde, អាស៊ីតអាសេទិចល ខ បរិមាណដ៏ច្រើន។អេទីឡែន ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ផលិតប៉ូលីមែរ។
Propylene ត្រូវបានគេប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ផលិតជាតិអាល់កុលមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ 2-propanol, glycerin) អាសេតូន។ល។ Polypropylene ត្រូវបានផលិតដោយ polymerization នៃ propylene ។
ឧទាហរណ៍នៃការដោះស្រាយបញ្ហា
ឧទាហរណ៍ ១
| លំហាត់ប្រាណ | កំឡុងពេល hydrolysis ដំណោះស្រាយទឹក។សូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែន NaOH dichloride ដែលទទួលបានដោយការបន្ថែម 6.72 លីត្រនៃក្លរីនទៅអេទីឡែនអ៊ីដ្រូកាបូនបង្កើតបាន 22.8 ក្រាម ជាតិអាល់កុល dihydric. តើអ្វីជារូបមន្តនៃអាល់ខេន ប្រសិនបើគេដឹងថា ប្រតិកម្មដំណើរការក្នុងបរិមាណទិន្នផល (ដោយគ្មានការខាតបង់)? |
| ដំណោះស្រាយ | ចូរយើងសរសេរសមីការសម្រាប់ chlorination នៃ alkene in ទិដ្ឋភាពទូទៅក៏ដូចជាប្រតិកម្មទៅនឹងការផលិតជាតិអាល់កុល dihydric៖ C n H 2 n + Cl 2 = C n H 2 n Cl 2 (1); C n H 2 n Cl 2 + 2NaOH = C n H 2 n (OH) 2 + 2HCl (2) ។ ចូរយើងគណនាបរិមាណក្លរីន៖ n(Cl 2) = V(Cl 2) / V m; n(Cl 2) = 6.72 / 22.4 = 0.3 mol, ដូច្នេះអេទីឡែនឌីក្លរីតក៏នឹងមាន 0.3 mol (សមីការ 1) ជាតិអាល់កុល dihydric ក៏គួរតែមាន 0.3 mol ហើយយោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហានេះគឺ 22.8 ក្រាម។ ម៉ាសថ្គាមវានឹងស្មើនឹង៖ M(C n H 2 n (OH) 2) = m(C n H 2 n (OH) 2) / n(C n H 2 n (OH) 2); M(C n H 2 n (OH) 2) = 22.8 / 0.3 = 76 ក្រាម / mol ។ ចូរយើងរកឃើញម៉ាសម៉ូលេគុលនៃអាល់ខេន៖ M (C n H 2 n) = 76 - (2 × 17) = 42 ក្រាម / mol, ដែលត្រូវនឹងរូបមន្ត C 3 H 6 ។ |
| ចម្លើយ | រូបមន្ត Alkene C 3 H 6 |
ឧទាហរណ៍ ២
| លំហាត់ប្រាណ | តើត្រូវទាមទារប៉ុន្មានក្រាមដើម្បី brominate 16.8 ក្រាមនៃអាល់ខេន ប្រសិនបើគេដឹងថាក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំប្លែងអ៊ីដ្រូសែននៃបរិមាណដូចគ្នានៃអាល់ខេន 6.72 លីត្រនៃអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបន្ថែម? តើសមាសភាព និងរចនាសម្ព័ន្ធដែលអាចកើតមាននៃអ៊ីដ្រូកាបូនដើមគឺជាអ្វី? |
| ដំណោះស្រាយ | ចូរយើងសរសេរជាទូទៅនូវសមីការសម្រាប់ bromination និង hydrogenation នៃ alkene៖ C n H 2 n + Br 2 = C n H 2 n Br 2 (1); C n H 2 n + H 2 = C n H 2 n +2 (2) ។ ចូរយើងគណនាបរិមាណសារធាតុអ៊ីដ្រូសែន៖ n(H 2) = V(H 2) / V m; n(H 2) = 6.72 / 22.4 = 0.3 mol, ដូច្នេះអាល់ខេនក៏នឹងមាន 0.3 mol (សមីការ 2) ហើយយោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហាវាគឺ 16.8 ក្រាម នេះមានន័យថាម៉ាសរបស់វានឹងស្មើនឹង៖ M(C n H 2n) = m(C n H 2n) / n(C n H 2n); M (C n H 2 n) = 16.8 / 0.3 = 56 ក្រាម / mol, ដែលត្រូវនឹងរូបមន្ត C 4 H 8 ។ យោងតាមសមីការ (1) n(C n H 2 n): n(Br 2) = 1:1, i.e. n(Br 2) = n(C n H 2 n) = 0.3 mol ។ ចូរយើងស្វែងរកម៉ាស់ប្រូមីន៖ m(Br 2) = n(Br 2) × M(Br 2); M(Br 2) = 2 × Ar(Br) = 2 × 80 = 160 ក្រាម/mol; m(MnO 2) = 0.3 × 160 = 48 ក្រាម។ ចូរយើងបង្កើតរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធនៃ isomers: butene-1 (1), butene-2 (2), 2-methylpropene (3), cyclobutane (4) ។ CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 (1); CH 3 -CH=CH-CH 3 (2); CH 2 = C(CH 3)-CH 3 (3); |
| ចម្លើយ | ម៉ាស់ប្រូមីនគឺ 48 ក្រាម។ |
លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ alkenes គឺស្រដៀងទៅនឹង alkanes ទោះបីជាពួកវាទាំងអស់មានច្រើនជាងបន្តិចក៏ដោយ។ សីតុណ្ហភាពទាបរលាយនិងឆ្អិនជាង alkanes ដែលត្រូវគ្នា។ ឧទាហរណ៍ pentane មានចំណុចរំពុះ 36 ° C និង pentene-1 - 30 ° C ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា alkenes C 2 - C 4 គឺជាឧស្ម័ន។ C 5 – C 15 គឺជាអង្គធាតុរាវ ដែលចាប់ផ្តើមពី C 16 គឺជាសារធាតុរាវ។ Alkenes មិនរលាយក្នុងទឹក ប៉ុន្តែរលាយខ្លាំងក្នុងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ។
Alkenes គឺកម្រមាននៅក្នុងធម្មជាតិ។ ដោយសារ alkenes គឺជាវត្ថុធាតុដើមដ៏មានតម្លៃសម្រាប់ឧស្សាហកម្ម ការសំយោគសរីរាង្គមធ្យោបាយជាច្រើនដើម្បីទទួលបានពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើង។
1. ប្រភពឧស្សាហកម្មចម្បងនៃ alkenes គឺការបំបែកនៃ alkanes ដែលជាផ្នែកមួយនៃប្រេង:
3. ខ លក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ Alkenes ត្រូវបានទទួលដោយប្រតិកម្មនៃការលុបបំបាត់ ដែលអាតូមពីរ ឬក្រុមពីរនៃអាតូមត្រូវបានលុបចេញពីអាតូមកាបូនដែលនៅជិតគ្នា ហើយចំណង p បន្ថែមត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ប្រតិកម្មបែបនេះរួមមានដូចខាងក្រោម។
1) ការខះជាតិទឹកនៃជាតិអាល់កុលកើតឡើងនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានកំដៅដោយសារធាតុដកទឹក ឧទាហរណ៍ជាមួយអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីកនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 150 ° C៖
នៅពេលដែល H 2 O ត្រូវបានលុបចេញពីជាតិអាល់កុល HBr និង HCl ពី alkyl halides អាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានលុបចោលជាអាទិភាពពីអាតូមកាបូនដែលនៅជិតខាងដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ទៅនឹង ចំនួនតូចបំផុត។អាតូមអ៊ីដ្រូសែន (ពីអាតូមកាបូនអ៊ីដ្រូសែនតិចបំផុត) ។ លំនាំនេះត្រូវបានគេហៅថាច្បាប់របស់ Zaitsev ។
3) Dehalogenation កើតឡើងនៅពេលដែល dihalides ដែលមានអាតូម halogen នៅអាតូមកាបូនដែលនៅជាប់គ្នាត្រូវបានកំដៅដោយលោហៈសកម្ម:
CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 =CH-CH 3 + Mg Br 2 ។
លក្ខណៈគីមីនៃអាល់ខេនត្រូវបានកំណត់ដោយវត្តមាននៃចំណងទ្វេរនៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់វា។ ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុង p-bonds មានលក្ខណៈចល័ត និងងាយប្រតិកម្មជាមួយភាគល្អិតអេឡិចត្រូហ្វីលីក។ ដូច្នេះប្រតិកម្មជាច្រើននៃ alkenes ដំណើរការទៅតាមយន្តការ ការបន្ថែមអេឡិចត្រូហ្វីលីកកំណត់ដោយនិមិត្តសញ្ញា A E (ពីភាសាអង់គ្លេសបន្ថែម electrophilic) ។ ប្រតិកម្មបន្ថែមអេឡិចត្រូលីតគឺជាដំណើរការអ៊ីយ៉ូដដែលកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលជាច្រើន។
នៅដំណាក់កាលដំបូង ភាគល្អិតអេឡិចត្រូហ្វីលីក (ភាគច្រើននេះគឺជាប្រូតុង H +) ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយ p-អេឡិចត្រុងនៃចំណងទ្វេ ហើយបង្កើតបានជា p-complex ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានបំប្លែងទៅជា carbocation ដោយបង្កើតជាចំណង s-bond រវាង ភាគល្អិតអេឡិចត្រូហ្វីលីក និងអាតូមកាបូនមួយ៖
alkene p-carbocation ស្មុគស្មាញ
នៅដំណាក់កាលទីពីរ carbocation មានប្រតិកម្មជាមួយ X - anion បង្កើតជា s-bond ទីពីរដោយសារតែគូអេឡិចត្រុងនៃ anion:
នៅក្នុងប្រតិកម្មបន្ថែម electrophilic អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមកាបូននៅចំណងទ្វេដែលមានចំនួនអាតូមកាបូនច្រើនបំផុត។ បន្ទុកអវិជ្ជមាន. ការចែកចាយបន្ទុកត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេ p-electron ក្រោមឥទ្ធិពលនៃសារធាតុជំនួស៖ 
.
សារធាតុជំនួសដែលបរិច្ចាគដោយអេឡិចត្រុងដែលបង្ហាញពីឥទ្ធិពល +I ផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេ p-អេឡិចត្រុងទៅជាអាតូមកាបូនដែលមានអ៊ីដ្រូសែនច្រើនជាង ហើយបង្កើតបន្ទុកអវិជ្ជមានមួយផ្នែកនៅលើវា។ នេះពន្យល់ ច្បាប់របស់ Markovnikov៖ នៅពេលបន្ថែមម៉ូលេគុលប៉ូលដូចជា HX (X = Hal, OH, CN ។
ចូរយើងពិចារណា ឧទាហរណ៍ជាក់លាក់ប្រតិកម្មបន្ថែម។
1) Hydrohalogenation. នៅពេលដែល alkenes ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូសែន halides (HCl, HBr), alkyl halides ត្រូវបានបង្កើតឡើង:
CH 3 -CH = CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3 ។
ផលិតផលប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់របស់ Markovnikov ។
វាគួរតែត្រូវបានសង្កត់ធ្ងន់ថាទោះជាយ៉ាងណានៅក្នុងវត្តមានរបស់ណាមួយ។ peroxide សរីរាង្គម៉ូលេគុលប៉ូល HX ប្រតិកម្មជាមួយអាល់ខេនមិនយោងទៅតាមច្បាប់របស់ Markovnikov៖
| R-O-O-R | ||
| CH 3 -CH = CH 2 + HBr | CH 3 -CH 2 -CH 2 Br |
នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាវត្តមានរបស់ peroxide បណ្តាលឱ្យរ៉ាឌីកាល់ជាជាង យន្តការអ៊ីយ៉ុងប្រតិកម្ម។
2) ជាតិទឹក។ នៅពេលដែល alkenes ប្រតិកម្មជាមួយទឹកនៅក្នុងវត្តមាននៃអាស៊ីតសារធាតុរ៉ែ (ស៊ុលហ្វួរី, ផូស្វ័រ) ជាតិអាល់កុលត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អាស៊ីតរ៉ែដើរតួជាកាតាលីករ និងជាប្រភពនៃប្រូតុង។ ការបន្ថែមទឹកក៏អនុវត្តតាមច្បាប់របស់ Markovnikov៖
CH 3 -CH = CH 2 + HON ® CH 3 -CH (OH) -CH 3 ។
3) Halogenation. Alkenes ប្រែពណ៌ទឹក bromine៖
CH 2 = CH 2 + Br 2 ® B-CH 2 -CH 2 Br ។
ប្រតិកម្មនេះមានគុណភាពសម្រាប់ចំណងទ្វេ។
4) អ៊ីដ្រូសែន។ ការបន្ថែមអ៊ីដ្រូសែនកើតឡើងក្រោមសកម្មភាពរបស់កាតាលីករដែក៖
ដែល R = H, CH 3, Cl, C 6 H 5 ។ល។ ម៉ូលេគុល CH 2 = CHR ត្រូវបានគេហៅថា monomer សមាសធាតុលទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថាវត្ថុធាតុ polymer លេខ n គឺជាកម្រិតនៃវត្ថុធាតុ polymerization ។
វត្ថុធាតុ polymerization នៃនិស្សន្ទវត្ថុអាល់ខេនផ្សេងៗ ផ្តល់តម្លៃ ផលិតផលឧស្សាហកម្ម: polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride និងផ្សេងទៀត។
បន្ថែមពីលើការបន្ថែម alkenes ក៏ទទួលរងនូវប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មផងដែរ។ ក្នុងអំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មស្រាលនៃអាល់ខេនជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ aqueous នៃ permanganate ប៉ូតាស្យូម (ប្រតិកម្ម Wagner) ជាតិអាល់កុល dihydric ត្រូវបានបង្កើតឡើង:
ZSN 2 =CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOSN 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH ។
ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនេះ ដំណោះស្រាយពណ៌ស្វាយនៃសារធាតុប៉ូតាស្យូម permanganate ប្រែពណ៌យ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយមានទឹកភ្លៀងពណ៌ត្នោតនៃម៉ង់ហ្គាណែស (IV) អុកស៊ីត precipitates ។ ប្រតិកម្មនេះដូចជាប្រតិកម្ម decolorization នៃទឹក bromine គឺមានគុណភាពសម្រាប់ចំណងទ្វេរដង។ ក្នុងអំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មធ្ងន់ធ្ងរនៃ alkenes ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយរំពុះនៃ permanganate ប៉ូតាស្យូមនៅក្នុងបរិយាកាសអាស៊ីត ការបំបែកពេញលេញនៃចំណងទ្វេរដងកើតឡើងជាមួយនឹងការបង្កើត ketones ។ អាស៊ីត carboxylicឬ CO 2 ឧទាហរណ៍៖
| [អំពី] | ||
| CH 3 -CH=CH-CH ៣ | 2CH 3 -COOH |
ដោយផ្អែកលើផលិតផលអុកស៊ីតកម្មទីតាំងនៃចំណងទ្វេរដងនៅក្នុងអាល់ខេនដើមអាចត្រូវបានកំណត់។
ដូចអ៊ីដ្រូកាបូនផ្សេងទៀតទាំងអស់ អាល់ខេនឆេះ ហើយដោយមានខ្យល់ច្រើន បង្កើតជាកាបូនឌីអុកស៊ីត និងទឹក៖
C n H 2 n + Zn / 2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O ។
នៅពេលដែលខ្យល់មានកម្រិត ការឆេះនៃអាល់ខេនអាចនាំឱ្យមានការបង្កើតកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត និងទឹក៖
C n H 2n + nO 2 ® nCO + nH 2 O ។
ប្រសិនបើអ្នកលាយអាល់ខេនជាមួយអុកស៊ីហ៊្សែន ហើយហុចល្បាយនេះលើកាតាលីករប្រាក់ដែលកម្តៅដល់ 200°C នោះ អុកស៊ីដអាល់ខេន (epoxyalkane) ត្រូវបានបង្កើតឡើង ឧទាហរណ៍៖
នៅសីតុណ្ហភាពណាមួយ អាល់ខេនត្រូវបានកត់សុីដោយអូហ្សូន (អូហ្សូនគឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មខ្លាំងជាងអុកស៊ីសែន)។ ប្រសិនបើឧស្ម័នអូហ្សូនត្រូវបានឆ្លងកាត់ដំណោះស្រាយនៃអាល់ខេននៅក្នុងមេតាន tetrachloride នៅសីតុណ្ហភាពក្រោមសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ប្រតិកម្មបន្ថែមកើតឡើង ហើយ ozonides ដែលត្រូវគ្នា (cyclic peroxides) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ Ozonides មិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង ហើយអាចផ្ទុះបានយ៉ាងងាយ។ ហេតុដូច្នេះហើយ ពួកវាជាធម្មតាមិននៅដាច់ពីគេឡើយ ប៉ុន្តែភ្លាមៗបន្ទាប់ពីការផលិតពួកវាត្រូវបានរលួយជាមួយទឹក - នេះបង្កើតផល សមាសធាតុកាបូន(aldehydes ឬ ketones) រចនាសម្ព័ន្ធដែលបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាល់ខេនដែលត្រូវបានទទួលរងនូវអូហ្សូន។
អាល់ខេនទាបគឺជាសម្ភារៈចាប់ផ្តើមដ៏សំខាន់សម្រាប់ការសំយោគសរីរាង្គឧស្សាហកម្ម។ ពីអេទីឡែនវាត្រូវបានទទួល អេតាណុល, ប៉ូលីអេទីឡែន, ប៉ូលីស្ទីរីន។ Propene ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការសំយោគ polypropylene, phenol, acetone និង glycerin ។