آلکین: تفاوت میان نسخه‌ها
جزبدون خلاصۀ ویرایش |
|||
| خط ۱: | خط ۱: | ||
[[پرونده:Etinin Top çubuk modeli.png|Alkyne|left|thumb|[[ساختار فرمولی]] [[۲-بوتن]] که یک آلکین ساده است.]] |
[[پرونده:Etinin Top çubuk modeli.png|Alkyne|left|thumb|[[ساختار فرمولی]] [[۲-بوتن]] که یک آلکین ساده است.]] |
||
آلکينها مانند آلكنها جزء هيدروکربنهاي اشباع نشده هستند که دستکم یک پیوند سهگانه بین دو اتم کربن دارند. از آنجا که کوچکترین آلکین که نام [[آیوپاک]] آن اتین (C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>)است، پیشتر بهنام استیلن شناخته می‌شده است، آلکینها بهنام استیلن‌ها یا گروه استیلنی نیز نامیده میشوند. فرمول كلي آنها C<sub>n</sub>H<sub>2n-2</sub> ميباشد و مشابه فرمول كلي دياِنهاست. |
|||
این ترکیبها نیز همچون آلکنها در طبیعت وجود دارند مانند : کاپیلین (نوعی قارچکش)، ایچتیوتراُل (مادهای تشنجزا که برای سمی کردن نوک پیکان تیر توسط بومیهای آمریکای جنوبی مورد استفاده بوده است) و یا اِندیاِنها که خواص ضد سرطانی دارند. |
|||
'''آلکین'''ها [[هیدروکربن]]هایی هستند که دست کم یک [[پیوند سهگانه]] بین دو اتم کربن دارند. |
'''آلکین'''ها [[هیدروکربن]]هایی هستند که دست کم یک [[پیوند سهگانه]] بین دو اتم کربن دارند. |
||
از آنجا که کوچکترین آلکین که نام [[آیوپاک]] آن اتین (C<sub>۲</sub>H<sub>۲</sub>) است، پیشتر به نام استیلن شناخته می‌شده است؛ آلکینها به نام '''استیلن‌ها''' یا '''گروه اسیتیلنی''' نیز نامیده میشوند. |
از آنجا که کوچکترین آلکین که نام [[آیوپاک]] آن اتین (C<sub>۲</sub>H<sub>۲</sub>) است، پیشتر به نام استیلن شناخته می‌شده است؛ آلکینها به نام '''استیلن‌ها''' یا '''گروه اسیتیلنی''' نیز نامیده میشوند. |
||
فرمول کلی آلکینها CnH2n-2 است |
فرمول کلی آلکینها CnH2n-2 است. |
||
== ساختار آلكينها == |
|||
اتین یا استیلن، کوچکترین عضو خانوده بزرگ آلکینها (استیلنی‌ها) میباشد. بهطریق کوانتوممکانیکی اگر بخواهیم با دو اتم هیدروژن و دو اتم کربن، مولکولی را ایجاد کنیم، لازم است کربن‌ها با یک پیوند سهگانه به یکدیگر متصل شوند. برای ایجاد چنین مولکولی اتمهای کربن باید هیبرید sp داشته باشند. یکی از این اوربیتالهای هیبریدی به کربن و دیگری به هیدروژن متصل و اوربیتالهای P<sub>y</sub> و P<sub>z</sub> نیز دو پیوند π را ایجاد می‌کنند. با شناختی که از دو پیوند دوگانه کربن-کربن و کربن-هیدروژن آلكنها داریم، انتظار می‌رود که طول پیوند سهگانه کربن-کربن و کربن- هیدروژن در استیلنی‌ها کوتاهتر باشد. به این ترتیب یک پیوند سهگانه کربن– کربن، از یک پیوند قوی σ و دو پیوند π ضعیفتر تشکیل یافته است. طول پیوند سهگانه کربن-کربن 2/1آنگستروم و کربن-هیدروژن 08/1آنگستروم اندازهگیری شده است. در مقایسه با آلکانها و آلکنها، آلکینها دارای کوتاهترین پیوند کربن–کربن و کربن–هیدروژن هستند. علت این امر سهم بیشتر اوربیتال s در تشکیل اوربیتال هیبریدی است که در نتیجه آن طول پیوندها کاهش یافته و به هسته نزدیکتر شده اند. بهترکیبهایی از این گروه اطلاق میشود که حداقل یک اتم هیدروژن متصل به کربن sp در آنها وجود داشته باشد. يعني حداقل يك هيدروژن استيلني در تركيب موجود باشد. به اين ترتیب استیلن، 1-بوتين و پروپين از استیلن‌های حقیقی می‌باشند. هرگاه پیوند سهگانه در جایی از مولکول قرار گرفته باشد که کربنهای با هیبرید sp به استخلاف متصل باشند و هيچ هيدروژن استيلني در تركيب موجود نباشد، تركيب استیلنی را داخلی می‌نامند . |
|||
== نامگذاری آلکینها == |
== نامگذاری آلکینها == |
||
| خط ۱۷: | خط ۲۴: | ||
== خواص فیزیکی == |
== خواص فیزیکی == |
||
خواص فیزیکی |
خواص فیزیکی آلکینها مشابه آلكنهای هم کربن است. آلکینها، ترکیبهایی با قطبیت کمتر می‌باشند که در حلالهای با قطبیت کمتر مثل تتراکلریدکربن، بنزن و اترها بهخوبی حل میشوند، ولی در آب نامحلولند و همانند سایر هیدروکربنها سبکتر از آب هستند. بررسی نقطه ذوب و جوش این مواد نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کربن نقطهجوش افزایش و با شاخه‌دار شدن کاهش می‌یابد (همانند آلکنها). يکي از ويژگيهاي آلکينهاي ابتدائي، هيدروژن متصل به پيوند سهگانه است. اين هيدروژن نسبتاً اسيدي است. آلکینها، [[ترکیب شیمیایی|ترکیباتی]] با قطبیت بیشتر هستند که در حلالهای با قطبیت کمتر مثل [[تتراکلرید کربن]]، [[بنزن]] و [[اتر]]ها بخوبی حل میشوند، ولی در آب نامحلولند. همانند سایر هیدروکربنها سبکتر از آب هستند. بررسی و مقایسه [[نقطه ذوب]] و [[نقطه جوش]] این مواد نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کربن نقطه جوش افزایش می‌یابد و با شاخه‌دار شدن کاهش می‌یابد. |
||
بالا بودن قدرت اسيدي آلکينها نسبت به آلكنها و آلكانها در بیشتر بودن سهم اوربيتال s در هيبريد sp پيوند C-H نسبت به sp<sup>3</sup>و sp <sup>2</sup> میباشد (الکترونها در اروبيتالs در مقايسه با الکترونها در اوربيتال p، به هسته نزديکتر هستند) در نتیجه الکترونگاتيوتر خواهند بود. این خصلت میتواند بسیار سودمند باشد، زیرا بازهای قوی از قبیل آلکیللیتیمها، سدیمآمید و واکنشگرهای گرینیارد میتوانند از آلکینهای انتهایی پروتونزدایی کرده و آنها را به آنیونهای آلکینیل تبدیل کنند. آنیونهای حاصل حدواسطهای سنتزی مهمی به شمار میروند. |
|||
== فرآوری == |
|||
به طور کلی دو روش زیر برای فرآوری آلکینها به کار می‌رود: |
|||
== طرز تهیه آلکینها == |
|||
# تبدیل یک آلکین به آلکینهای دیگر است که با تغییر و بزرگ کردن آلکینهای کوچک امکان‌پذیر میباشد. |
|||
استیلن کوچکترین عضو خانواده استیلنی‌هاست و در صنعت از اهمیت ویژهای برخوردار است و بهعنوان ماده اولیه و پیشماده در سنتز و تهیه مواد شیمیایی مختلف مورد نیاز میباشد. از اینرو روشهای صنعتی زیادی برای تولید انبوه این ماده ابداع شده است.از انواع روشهاي توليد آن ميتوان بهموارد زیر اشاره کرد. |
|||
# به وجودآوردن [[پیوند سهگانه]] کربن-کربن در مولکول میباشد که با انجام واکنشهای شیمیایی مناسب انجام پذیر میباشد. |
|||
1. کاربیدکلسیم از واکنش آهک و زغال کک در دمای بالا (با استفاده از کورههای الکتریکی) تهیه میشود. حسن این ماده در این است که قابل نگهداری و به سهولت قابل حمل میباشد و لذا در هر جا و مکانی تهیه استیلن امکان‌پذیر است. |
|||
2. از اکسیدشدن جزئی و محدود متان در دمای بالا نیز استیلن در مقیاس صنعتی تولید میشود. با این روش ضمن اینکه استیلن سنتز میشود، گازهای با ارزش هیدروژن و منوکسیدکربن نیز تولید میشود که اهمیت سنتزی فراوان دارد (بهعنوان مثال در سنتز متانول مورد استفاده قرار می‌گیرند. دمای واکنش در حدود 1500 درجه سانتیگراد میباشد. |
|||
3. از اکسیدشدن متان در دمای حدود 1500 درجه سانتیگراد و در مدت زمان بسیار کوتاه 1/0 ثانیه نیز استیلن و هیدروژن تولید می‌گردد. |
|||
4. حذف از آلکیل‌هالیدهای مجاور (حذف مضاعف): پیوند سهگانه کربن–کربن را میتوان از همان روشی که برای تشکیل پیوند دوگانه در آلکنها استفاده میشود، یعنی حذف اتمها یا گروهها از دو اتم کربن مجاور، تهیه کرد. هیدروهالوژنزدایی دیهالیدهای مجاور بهویژه اهمیت دارد زیرا دیهالیدها از افزایش هالوژن به آلکنها، بهراحتی تهیه میشوند. در این روش ابتدا HX توسط یک باز نسبتاً قوی حذف میشود، سپس برای حذف HX بعدی بایستی از باز قویتری استفاده نمود. بهعنوان مثال در مرحله اول از محلول KOH الكلي و در مرحله دوم از باز قوي سديمآميد NaNH<sub>2</sub> استفاده ميشود. |
|||
5. آلكيلدار شدن آنيون آلكنيل : آلكينها را ميتوان از ساير آلكينها نيز تهيه كرد. واكنش آنيونهاي آلكينيل توسط عوامل آلكيله كننده از قبيل هالوآلكانها، اكساسيكلوپروپانها، آلدهيدها يا كتونها منجربه تشكيل پيوند كربن–كربن ميشود. در این روش معمولاً ابتدا نمک استیلید تهیه ميشود. هیدروژن متصل به كربن استيلني خاصیت اسیدی ضعیفی دارد (جدول7-1)، لذا با بازهای قوی ترکیب میشود. در این روش باز قوی مانند سدیمآمید (NaNH<sub>2</sub>) مورد استفاده قرار می‌گیرد که با یک آلکیل‌هالید نوع اول واکنش استخلافی انجام می‌دهد. |
|||
== واکنشهای آلکینها == |
|||
آلکینها نیز مانند آلكنها بهدلیل در دسترس بودن الکترونهای π واکنش افزایشی افزایش الکتروندوستی را به خوبی انجام میدهند. |
|||
=== كاهش پيوند π توسط افزايش H<sub>2</sub> === |
|||
آلکینها را ميتوان تحت شرايط مشابه با شرايط هیدروژندار كردن آلكنها، هیدروژندار كرد.عموماً از پلاتين يا پالاديم بهعنوان كاتاليزور استفاده ميشود. در طي اين واكنش دو مول هیدروژن با تركيب استيلني واکنش داده و ترکیب اشباع تولید میشود. هیدروژندار شدن فرآيند مرحله به مرحلهاي است و با استفاده از كاتاليزور مناسب ميتوان آن را در مرحله آلكن متوقف كرد. کاتالیزور لیندلار كه در واقع پالاديمي است كه روي كلسيمكربنات رسوب كرده و با سرباستات و كينولين آميخته شده است، بههمين منظور مورد استفاده قرار ميگيرد. در این روش و با استفاده از کاتالیزور لیندلار، مولکول هیدروژن بهصورت سین افزوده شده و شیمی فضائی محصول بهدست آمده سیس خواهد بود. از طرف دیگر اگر از لیتیم یا سدیم در آمونیاک مایع استفاده شود، شیمی فضائی محصول حاصل ترانس و افزایش آنتی میباشد. |
|||
== جستارهای وابسته == |
== جستارهای وابسته == |
||
| خط ۳۲: | خط ۵۵: | ||
== منابع == |
== منابع == |
||
* [http://iranbuybook.com/9789648476880 شيمي آلي] |
|||
* [http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%d8%a2%d9%84%da%a9%db%8c%d9%86%d9%87%d8%a7&SSOReturnPage=Check&Rand=0 دانشنامه رشد] |
* [http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%d8%a2%d9%84%da%a9%db%8c%d9%86%d9%87%d8%a7&SSOReturnPage=Check&Rand=0 دانشنامه رشد] |
||
* [//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alkyne&oldid=84643966 ویکی‌پدیای انگلیسی] |
* [//en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alkyne&oldid=84643966 ویکی‌پدیای انگلیسی] |
||
نسخهٔ ۱ ژانویهٔ ۲۰۱۷، ساعت ۱۷:۰۲
آلکينها مانند آلكنها جزء هيدروکربنهاي اشباع نشده هستند که دستکم یک پیوند سهگانه بین دو اتم کربن دارند. از آنجا که کوچکترین آلکین که نام آیوپاک آن اتین (C2H2)است، پیشتر بهنام استیلن شناخته می‌شده است، آلکینها بهنام استیلن‌ها یا گروه استیلنی نیز نامیده میشوند. فرمول كلي آنها CnH2n-2 ميباشد و مشابه فرمول كلي دياِنهاست.
این ترکیبها نیز همچون آلکنها در طبیعت وجود دارند مانند : کاپیلین (نوعی قارچکش)، ایچتیوتراُل (مادهای تشنجزا که برای سمی کردن نوک پیکان تیر توسط بومیهای آمریکای جنوبی مورد استفاده بوده است) و یا اِندیاِنها که خواص ضد سرطانی دارند.
آلکینها هیدروکربن‌هایی هستند که دست کم یک پیوند سهگانه بین دو اتم کربن دارند. از آنجا که کوچکترین آلکین که نام آیوپاک آن اتین (C۲H۲) است، پیشتر به نام استیلن شناخته می‌شده است؛ آلکینها به نام استیلن‌ها یا گروه اسیتیلنی نیز نامیده میشوند. فرمول کلی آلکینها CnH2n-2 است.
ساختار آلكينها
اتین یا استیلن، کوچکترین عضو خانوده بزرگ آلکینها (استیلنی‌ها) میباشد. بهطریق کوانتوممکانیکی اگر بخواهیم با دو اتم هیدروژن و دو اتم کربن، مولکولی را ایجاد کنیم، لازم است کربن‌ها با یک پیوند سهگانه به یکدیگر متصل شوند. برای ایجاد چنین مولکولی اتمهای کربن باید هیبرید sp داشته باشند. یکی از این اوربیتالهای هیبریدی به کربن و دیگری به هیدروژن متصل و اوربیتالهای Py و Pz نیز دو پیوند π را ایجاد می‌کنند. با شناختی که از دو پیوند دوگانه کربن-کربن و کربن-هیدروژن آلكنها داریم، انتظار می‌رود که طول پیوند سهگانه کربن-کربن و کربن- هیدروژن در استیلنی‌ها کوتاهتر باشد. به این ترتیب یک پیوند سهگانه کربن– کربن، از یک پیوند قوی σ و دو پیوند π ضعیفتر تشکیل یافته است. طول پیوند سهگانه کربن-کربن 2/1آنگستروم و کربن-هیدروژن 08/1آنگستروم اندازهگیری شده است. در مقایسه با آلکانها و آلکنها، آلکینها دارای کوتاهترین پیوند کربن–کربن و کربن–هیدروژن هستند. علت این امر سهم بیشتر اوربیتال s در تشکیل اوربیتال هیبریدی است که در نتیجه آن طول پیوندها کاهش یافته و به هسته نزدیکتر شده اند. بهترکیبهایی از این گروه اطلاق میشود که حداقل یک اتم هیدروژن متصل به کربن sp در آنها وجود داشته باشد. يعني حداقل يك هيدروژن استيلني در تركيب موجود باشد. به اين ترتیب استیلن، 1-بوتين و پروپين از استیلن‌های حقیقی می‌باشند. هرگاه پیوند سهگانه در جایی از مولکول قرار گرفته باشد که کربنهای با هیبرید sp به استخلاف متصل باشند و هيچ هيدروژن استيلني در تركيب موجود نباشد، تركيب استیلنی را داخلی می‌نامند .
نامگذاری آلکینها
روش سنتی
- در نامگذاری معمولی، آلکینها به عنوان مشتقات استیلنی نامگذاری میشوند. معمولاً برای نامگذاری استیلن‌های کوچک از این روش بهره گرفته میشود.
روش آیوپاک
روش جامع برای نامگذاری آلکینها روش آیوپاک(IUPAC) است و اصول آن، مشابه نامگذاری آلکنهاست و با رعایت نکات زیر انجام میشود:
- درازترین زنجیری را که پیوند سه گانه در آن قرار دارد، مشخص و کربنهای زنجیر اصلی را از طرفی شماره گذاری می‌کنیم که اولین کربن پیوند سهگانه شماره کوچک‌تری را داشته باشد.
- نام گروهها و شماره کربن محل آنها را معین و به ترتیب الفبای انگلیسی مرتب می‌کنیم.
- با ذکر شماره کربن محل پیوند سهگانه و تغییر نام آخر زنجیر از ane به yne نامگذاری به پایان می‌رسد.
خواص فیزیکی
خواص فیزیکی آلکینها مشابه آلكنهای هم کربن است. آلکینها، ترکیبهایی با قطبیت کمتر می‌باشند که در حلالهای با قطبیت کمتر مثل تتراکلریدکربن، بنزن و اترها بهخوبی حل میشوند، ولی در آب نامحلولند و همانند سایر هیدروکربنها سبکتر از آب هستند. بررسی نقطه ذوب و جوش این مواد نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کربن نقطهجوش افزایش و با شاخه‌دار شدن کاهش می‌یابد (همانند آلکنها). يکي از ويژگيهاي آلکينهاي ابتدائي، هيدروژن متصل به پيوند سهگانه است. اين هيدروژن نسبتاً اسيدي است. آلکینها، ترکیباتی با قطبیت بیشتر هستند که در حلالهای با قطبیت کمتر مثل تتراکلرید کربن، بنزن و اترها بخوبی حل میشوند، ولی در آب نامحلولند. همانند سایر هیدروکربنها سبکتر از آب هستند. بررسی و مقایسه نقطه ذوب و نقطه جوش این مواد نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کربن نقطه جوش افزایش می‌یابد و با شاخه‌دار شدن کاهش می‌یابد.
بالا بودن قدرت اسيدي آلکينها نسبت به آلكنها و آلكانها در بیشتر بودن سهم اوربيتال s در هيبريد sp پيوند C-H نسبت به sp3و sp 2 میباشد (الکترونها در اروبيتالs در مقايسه با الکترونها در اوربيتال p، به هسته نزديکتر هستند) در نتیجه الکترونگاتيوتر خواهند بود. این خصلت میتواند بسیار سودمند باشد، زیرا بازهای قوی از قبیل آلکیللیتیمها، سدیمآمید و واکنشگرهای گرینیارد میتوانند از آلکینهای انتهایی پروتونزدایی کرده و آنها را به آنیونهای آلکینیل تبدیل کنند. آنیونهای حاصل حدواسطهای سنتزی مهمی به شمار میروند.
طرز تهیه آلکینها
استیلن کوچکترین عضو خانواده استیلنی‌هاست و در صنعت از اهمیت ویژهای برخوردار است و بهعنوان ماده اولیه و پیشماده در سنتز و تهیه مواد شیمیایی مختلف مورد نیاز میباشد. از اینرو روشهای صنعتی زیادی برای تولید انبوه این ماده ابداع شده است.از انواع روشهاي توليد آن ميتوان بهموارد زیر اشاره کرد.
1. کاربیدکلسیم از واکنش آهک و زغال کک در دمای بالا (با استفاده از کورههای الکتریکی) تهیه میشود. حسن این ماده در این است که قابل نگهداری و به سهولت قابل حمل میباشد و لذا در هر جا و مکانی تهیه استیلن امکان‌پذیر است.
2. از اکسیدشدن جزئی و محدود متان در دمای بالا نیز استیلن در مقیاس صنعتی تولید میشود. با این روش ضمن اینکه استیلن سنتز میشود، گازهای با ارزش هیدروژن و منوکسیدکربن نیز تولید میشود که اهمیت سنتزی فراوان دارد (بهعنوان مثال در سنتز متانول مورد استفاده قرار می‌گیرند. دمای واکنش در حدود 1500 درجه سانتیگراد میباشد.
3. از اکسیدشدن متان در دمای حدود 1500 درجه سانتیگراد و در مدت زمان بسیار کوتاه 1/0 ثانیه نیز استیلن و هیدروژن تولید می‌گردد.
4. حذف از آلکیل‌هالیدهای مجاور (حذف مضاعف): پیوند سهگانه کربن–کربن را میتوان از همان روشی که برای تشکیل پیوند دوگانه در آلکنها استفاده میشود، یعنی حذف اتمها یا گروهها از دو اتم کربن مجاور، تهیه کرد. هیدروهالوژنزدایی دیهالیدهای مجاور بهویژه اهمیت دارد زیرا دیهالیدها از افزایش هالوژن به آلکنها، بهراحتی تهیه میشوند. در این روش ابتدا HX توسط یک باز نسبتاً قوی حذف میشود، سپس برای حذف HX بعدی بایستی از باز قویتری استفاده نمود. بهعنوان مثال در مرحله اول از محلول KOH الكلي و در مرحله دوم از باز قوي سديمآميد NaNH2 استفاده ميشود.
5. آلكيلدار شدن آنيون آلكنيل : آلكينها را ميتوان از ساير آلكينها نيز تهيه كرد. واكنش آنيونهاي آلكينيل توسط عوامل آلكيله كننده از قبيل هالوآلكانها، اكساسيكلوپروپانها، آلدهيدها يا كتونها منجربه تشكيل پيوند كربن–كربن ميشود. در این روش معمولاً ابتدا نمک استیلید تهیه ميشود. هیدروژن متصل به كربن استيلني خاصیت اسیدی ضعیفی دارد (جدول7-1)، لذا با بازهای قوی ترکیب میشود. در این روش باز قوی مانند سدیمآمید (NaNH2) مورد استفاده قرار می‌گیرد که با یک آلکیل‌هالید نوع اول واکنش استخلافی انجام می‌دهد.
واکنشهای آلکینها
آلکینها نیز مانند آلكنها بهدلیل در دسترس بودن الکترونهای π واکنش افزایشی افزایش الکتروندوستی را به خوبی انجام میدهند.
كاهش پيوند π توسط افزايش H2
آلکینها را ميتوان تحت شرايط مشابه با شرايط هیدروژندار كردن آلكنها، هیدروژندار كرد.عموماً از پلاتين يا پالاديم بهعنوان كاتاليزور استفاده ميشود. در طي اين واكنش دو مول هیدروژن با تركيب استيلني واکنش داده و ترکیب اشباع تولید میشود. هیدروژندار شدن فرآيند مرحله به مرحلهاي است و با استفاده از كاتاليزور مناسب ميتوان آن را در مرحله آلكن متوقف كرد. کاتالیزور لیندلار كه در واقع پالاديمي است كه روي كلسيمكربنات رسوب كرده و با سرباستات و كينولين آميخته شده است، بههمين منظور مورد استفاده قرار ميگيرد. در این روش و با استفاده از کاتالیزور لیندلار، مولکول هیدروژن بهصورت سین افزوده شده و شیمی فضائی محصول بهدست آمده سیس خواهد بود. از طرف دیگر اگر از لیتیم یا سدیم در آمونیاک مایع استفاده شود، شیمی فضائی محصول حاصل ترانس و افزایش آنتی میباشد.
جستارهای وابسته
| کتابخانه‌های ملی | |
|---|---|
| سایر | |
 | این یک مقالهٔ خرد شیمی آلی است. می‌توانید با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید. |
منابع
 |
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ آلکین موجود است. |