Алкендер бағалы «өтпелі» заттар. Олардың көмегімен алкандар, алкиндер, галоген туындылары, спирттер, полимерлер және т.б. Қанықпаған көмірсутектердің негізгі проблемасы олардың табиғатта толық дерлік болмауы болып табылады, көп жағдайда осы сериядағы заттар химиялық синтез арқылы зертханада өндіріледі. Алкендерді алу реакцияларының ерекшеліктерін түсіну үшін олардың құрылымын түсіну керек.
Алкендер дегеніміз не?
Алкендер – көміртегі мен сутегі атомдарынан тұратын органикалық заттар. Бұл қатардың ерекшелігі қос коваленттік байланыстар болып табылады: сигма және пи. Олар заттардың химиялық және физикалық қасиеттерін анықтайды. Олардың балқу температурасы сәйкес алкандардың балқу температурасынан төмен. Сондай-ақ, алкендердің көмірсутектердің осы «негізгі» қатарынан пи байланысын үзу арқылы пайда болатын қосылу реакциясының болуымен ерекшеленеді. Олар изомерияның төрт түрімен сипатталады:
- қос байланыстың орнына сәйкес;
- көміртек қаңқасындағы өзгерістер үшін;
- сыныпаралық (циклоалкандармен);
- геометриялық (цис- және транс-).
Мұның басқа атауыбірқатар заттар – олефиндер. Бұл олардың құрамында қос байланысы бар көп атомды карбон қышқылдарымен ұқсастығына байланысты. Алкендердің номенклатурасы көміртегі тізбегіндегі бірінші атом көптік байланыстың орналасуымен анықталады, оның орны заттың атауында да көрсетіледі.
Крекинг - алкендерді алудың негізгі жолы
Крекинг – мұнайды жоғары температурада өңдеудің бір түрі. Бұл процестің негізгі мақсаты молекулалық салмағы төмен заттарды алу болып табылады. Алкендерді алу үшін крекинг мұнай өнімдерінің құрамына кіретін алкандардың ыдырауы кезінде жүреді. Бұл 400-ден 700 ° C-қа дейінгі температурада орын алады. Алкендерді алу үшін осы реакция барысында оны жүзеге асыру мақсаты болған заттан басқа алкан түзіледі. Реакцияға дейінгі және одан кейінгі көміртегі атомдарының жалпы саны бірдей.
Алкендерді алудың басқа өнеркәсіптік әдістері
Сутексіздену реакциясын айтпай, алкендер туралы айтуды жалғастыра алмайсыз. Оны жүзеге асыру үшін алкан алынады, онда екі сутегі атомы жойылғаннан кейін қос байланыс түзілуі мүмкін. Яғни метан бұл реакцияға түспейді. Сондықтан бірқатар алкендер этиленнен басталады. Реакцияның ерекше шарттары - жоғары температура және катализатор. Соңғысы ретінде никель немесе хром (III) оксиді әрекет ете алады. Реакция нәтижесі көміртегі атомдарының тиісті саны мен түссіз газы (сутегі) бар алкен болады.
Осы қатардағы заттарды алудың тағы бір өнеркәсіптік әдісі - алкиндерді гидрлеу. Алкендерді алудың бұл реакциясы жоғары температурада және катализатордың (никель немесе платина) қатысуымен өтеді. Гидрлеу механизмі берілген алкиннің екі пи байланысының бірін бұзуға негізделген, содан кейін сутегі атомдары жойылу орындарына қосылады.
Алкогольді қолданатын зертханалық әдіс
Ең қарапайым және ең қымбат емес әдістердің бірі – молекулаішілік дегидратация, яғни суды жою. Реакция теңдеуін жазғанда оның Зайцев ережесі бойынша орындалатынын есте ұстаған жөн: сутегі ең аз гидрленген көміртек атомынан бөлінеді. Температура 150 ° C жоғары болуы керек. Катализатор ретінде гигроскопиялық қасиеттері бар заттарды (ылғалды тартуға қабілетті), мысалы, күкірт қышқылын пайдалану керек. Гидроксил тобы мен сутегінің бөліну орнында қос байланыс пайда болады. Реакция нәтижесі сәйкес алкен және бір су молекуласы болады.
Зертханалық негізделген гало туындылары
Тағы екі зертханалық әдіс бар. Біріншісі – құрамында бір галоген атомы бар алкан туындыларына сілті ерітіндісінің әсері. Бұл әдіс дегидрогалогендеу деп аталады, яғни жетінші топтың бейметалл элементтерімен (фтор, бром, хлор, йод) сутектік қосылыстарды жою. Реакция механизмін жүзеге асыру, алдыңғы жағдайдағыдай, ережеге сәйкес жүредіЗайцев. Каталитикалық жағдайға спирттік ерітінді және жоғары температура жатады. Реакциядан кейін алкен, сілтілік металл элементінің тұзы және галоген, су түзіледі.
Екінші әдіс алдыңғыға өте ұқсас. Ол құрамында екі галоген бар алканды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Мұндай зат алкоголь ерітіндісінің және жоғары температураның қатысуымен белсенді металл (мырыш немесе магний) әсер етеді. Реакция тек екі көрші көміртегі атомында сутегі галогенмен ауыстырылғанда ғана жүреді, егер шарт орындалмаса, қос байланыс түзілмейді.
Неге мырыш пен магний алу керек? Реакция кезінде метал екі электрон бере алатын тотығады, ал екі галоген жойылады. Егер сіз сілтілі элементтерді алсаңыз, олар спирт ерітіндісінің бөлігі болып табылатын сумен әрекеттеседі. Бекетов сериясындағы магний мен мырыштан кейінгі металдарға келетін болсақ, олар тым әлсіз болады.
