- Alkinlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
- Polarite
- asidite
- Reaktivite
- hidrojenasyon
- Hidrojen halojenürler eklemek
- hidrasyon
- Halojen eklemek
- Asetilen alkilasyonu
- Kimyasal yapı
- Bağlantıların ve terminal alkinlerin mesafesi
- terminoloji
- Uygulamalar
- Asetilen veya etin
- Doğal alkinler
- Alkinlerin örnekleri
- Taririk asit
- Histrionicotoxin
- Cicutoxin
- Capillina
- pargilin
- Referanslar
Alkinler hidrokarbonlar veya bunların yapıları iki karbon arasında bir üçlü bağ ihtiva eden organik bileşiklerdir. Bu üçlü bağ (≡), molekülün aktif bir bölgesini temsil ettiği ve bu nedenle reaktivitelerinden sorumlu olduğu için fonksiyonel bir grup olarak kabul edilir.
Alkinler, alkanlardan veya alkenlerden çok farklı olmamakla birlikte, bağlarının doğası gereği daha fazla asitlik ve polarite sergilerler. Bu küçük farkı tanımlayan kesin terim, doymamışlık olarak bilinen şeydir.
Jason.kaechler (Flickr: Oksijen / Asetilen Meşalesi), Wikimedia Commons aracılığıyla
Alkanlar doymuş hidrokarbonlardır, alkinler ise orijinal yapıya göre en doymamışlardır. Ne anlama geliyor? Bir alkan lH bu 3 C-CH 3 (etan) H etmek üzere dehidrojene edilebilir 2 C = CH 2 (eten) ve bunu takiben HC≡CH için (etin ya da daha iyi asetilen olarak da bilinir).
Karbonlar arasında ek bağlar oluştuğunda, onlara bağlanan hidrojen sayısının nasıl azaldığına dikkat edin. Karbon, elektronik özellikleri nedeniyle dört basit bağ oluşturmaya çalışır, bu nedenle doymamışlık ne kadar yüksekse, reaksiyona girme eğilimi o kadar artar (aromatik bileşikler hariç).
Öte yandan, üçlü bağ, çift bağdan (=) veya tek bağdan (-) çok daha güçlüdür, ancak enerji maliyeti yüksektir. Bu nedenle çoğu hidrokarbon (alkanlar ve alkenler), yüksek sıcaklıklarda üçlü bağlar oluşturabilir.
Bunların yüksek enerjilerinin bir sonucu olarak ve kırıldıklarında çok fazla ısı açığa çıkarırlar. Bu fenomenin bir örneği, asetilenin oksijenle yakılması ve alevin yoğun ısısının metalleri kaynaklamak veya eritmek için kullanılması durumunda görülür (üstteki resim).
Asetilen, en basit ve en küçük alkindir. Diğer hidrokarbonlar, alkil grupları (RC≡CR ') yerine H ikame edilerek kimyasal formülünden ifade edilebilir. Aynı şey, organik sentez dünyasında çok sayıda reaksiyon yoluyla gerçekleşir.
Bu alkin, bir elektrik fırınında gerekli karbonları sağlayan bir hammadde olan kireçtaşı ve koktan kalsiyum oksidin reaksiyonundan üretilir:
CaO + 3C => CaC 2 + CO
CaC 2 , kalsiyum karbürdür , inorganik bir bileşiktir ve sonunda asetilen oluşturmak için su ile reaksiyona girer:
CaC 2 + 2H 2 O => Ca (OH) 2 + HC≡CH
Alkinlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
Polarite
Üçlü bağ, alkinleri alkanlardan ve alkenlerden ayırır. Üç tür hidrokarbon apolardır, suda çözünmez ve çok zayıf asitlerdir. Bununla birlikte, çift ve üçlü bağ karbonlarının elektronegatifliği, tek karbonlarınkinden daha büyüktür.
Buna göre üçlü bağa komşu karbonlar endüktif etki ile ona negatif yük yoğunluğu verir. Bu nedenle, C≡C veya C = C bağlarının olduğu yerde, karbon iskeletinin geri kalanından daha yüksek bir elektron yoğunluğu olacaktır. Sonuç olarak, moleküllerin dipol-dipol kuvvetleriyle etkileşime girdiği küçük bir dipol momenti vardır.
Bu etkileşimler, dipol momentleri su molekülünün veya herhangi bir alkolünki ile karşılaştırıldığında çok zayıftır. Bu fiziksel özelliklerine yansır: alkinler genellikle daha az doymamış hidrokarbonlarına kıyasla daha yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir.
Benzer şekilde, düşük polariteleri nedeniyle suda daha az çözünmezler, ancak benzen gibi polar olmayan organik çözücüler içinde çözünürler.
asidite
Benzer şekilde, bu elektronegatiflik, hidrojen HC- CR'nin diğer hidrokarbonlarda bulunanlardan daha asidik olmasına neden olur . Bu nedenle alkinler, alkenlerden daha asidik türlerdir ve alkanlardan çok daha asidiktir. Bununla birlikte, karboksilik asitlerle karşılaştırıldığında asitliği hala ihmal edilebilir düzeydedir.
Alkinler çok zayıf asitler olduklarından, yalnızca sodyum amid gibi çok güçlü bazlarla reaksiyona girerler:
HC≡CR + NaNH 2 => HC≡CNa + NH 3
Bu reaksiyondan, diğer alkinlerin sentezi için hammadde olan bir sodyum asetilid çözeltisi elde edilir.
Reaktivite
Alkinlerin reaktivitesi, küçük moleküllerin üçlü bağlarına eklenmesiyle doymamışlıklarının azalmasıyla açıklanır. Bunlar, hidrojen molekülleri, hidrojen halojenürler, su veya halojenler olabilir.
hidrojenasyon
H, küçük moleküllü 2 çok zor ve hızlı, bu nedenle alkinlerin üçlü bağa ilave edilmesi olasılıkları artırmak için, katalizörler kullanılabilir gerekir.
Bunlar genellikle yüzey alanını artırmak için ince bölünmüş metallerdir (Pd, Pt, Rh veya Ni); ve böylece hidrojen ve alkin arasındaki temas:
RC≡CR '+ 2H 2 => RCH 2 CH 2 R'
Sonuç olarak hidrojen, bir bağ kırarak karbon "sabitlenmiş" olmasıdır ve böylece, ilgili alkenin kadar üzerinde RCH 2 CH 2 R' üretilir. Bu sadece ilk hidrokarbonu doyurmakla kalmaz, aynı zamanda moleküler yapısını da değiştirir.
Hidrojen halojenürler eklemek
Burada inorganik molekül HX eklenir, burada X halojenlerden herhangi biri olabilir (F, Cl, Br veya I):
RC≡CR '+ HX => RCH = CXR'
hidrasyon
Alkinlerin hidrasyonu, bir aldehit veya keton oluşturmak için bir su molekülü ekledikleri zamandır:
RC≡CR '+ H 2 O => RCH 2 COR'
R 'bir H ise, bu bir aldehittir; bir alkil ise, o zaman bir ketondur. Reaksiyonda, ara ürün olarak enol (RCH = C (OH) R ') olarak bilinen bir bileşik oluşturulur.
Bu, tautomerizasyon adı verilen bir dengede enol formundan (C - OH) ketonik forma (C = O) bir dönüşüme uğrar.
Halojen eklemek
Ve eklemeler ilgili halojenlerin atomlu molekülleri (x 2 F = 2 , Cı 2 , Br, 2 ya da 2 ) , aynı zamanda, üçlü bağın karbonlu demirlenebilir :
RC≡CR '+ 2X 2 => RCX 2 –CX 2 R'
Asetilen alkilasyonu
Diğer alkinler, bir alkil halojenür kullanılarak sodyum asetilid çözeltisinden hazırlanabilir:
HC≡CNa + RX => HC≡CR + NaX
Örneğin, metil iyodür olsaydı, ortaya çıkan alkin şöyle olurdu:
HC≡CNa + CH 3 I => HC≡CCH 3 + NaX
HC≡CCH 3 , metil asetilen olarak da bilinen propindir .
Kimyasal yapı
Wikimedia Commons'tan Ben Mills tarafından
Alkinlerin yapısı nedir? Üstteki resimde bir asetilen molekülü gösterilmektedir. Ondan, C≡C bağının doğrusal geometrisi açıkça gözlemlenebilir.
Bu nedenle üçlü bir bağın olduğu yerde molekülün yapısı doğrusal olmalıdır. Bu, hidrokarbonların geri kalanı ile aralarındaki önemli farklardan bir diğeridir.
Alkanlar genellikle zikzak olarak temsil edilir, çünkü sp 3 hibridizasyonuna sahiptirler ve bağları 109º ayrıdır. Aslında kovalent olarak bağlı tetrahedra zinciridirler. Alkenler sp nedeniyle düz da 2 hibridizasyon bunların karbonlu, daha özel olarak 120º ayrılmış bağlar ile bir köşeli düzlem oluşturmaktadır.
Alkinlerde orbital hibridizasyon sp'dir, yani% 50 s karakterine ve% 50 p karakterine sahiptirler. İki sp hibrit orbital, asetilen içindeki H atomlarına veya alkinlerdeki alkil gruplarına bağlanır.
İki H veya R arasındaki mesafe, ancak bu şekilde karbonların saf p orbitallerinin üçlü bağı oluşturabileceği gerçeğine ek olarak 180º'dir. Bu nedenle bağ –C≡C– doğrusaldır. Herhangi bir molekülün yapısına bakıldığında, -C≡C- iskeletin çok lineer olduğu bölgelerde öne çıkıyor.
Bağlantıların ve terminal alkinlerin mesafesi
Üçlü bağdaki karbonlar, çift veya tek bağdakinden daha yakındır. Diğer bir deyişle, C≡C, C = C ve C - C'den daha kısadır. Sonuç olarak, bağ daha güçlüdür çünkü iki π bağı tek σ bağını stabilize etmeye yardımcı olur.
Üçlü bağ bir zincirin sonundaysa, bu bir terminal alkindir. Bu nedenle, adı geçen bileşiğin formülü, H, zincirin sonunu veya başlangıcını vurguladığı HC≡CR olmalıdır.
Öte yandan, dahili üçlü bir bağ ise, formül RC≡CR'dir, burada R ve R 'zincirin sağ ve sol tarafıdır.
terminoloji
Alkinler, IUPAC tarafından dikte edilen kurallara göre nasıl adlandırılır? Alkanlar ve alkenler ile aynı şekilde adlandırılmıştır. Bunu yapmak için, –ano veya –eno soneki –ino sonekine değiştirilir.
Örneğin: HC≡CCH 3 üç karbona sahiptir, çünkü, propin adlandırılır propan gibi (CH 3 CH 2 CH 3 ). HC≡CCH 2 CH 3 bir terminal alkin, 1-butin, olduğu. Ancak CH halinde 3 C≡CCH 3 'de 2-butin ve bu üçlü bağ, terminal değil iç değildir.
CH 3 C≡CCH 2 CH 2 (CH 3 ) 2 , 5-metil-2-heksin bulunmaktadır. Karbonlar, üçlü bağa en yakın taraftan sayılır.
Başka bir alkin türü, sikloalkinlerdir. Onlar için karşılık gelen sikloalkanın –ano sonekini –ino ile değiştirmek yeterlidir. Bu nedenle üçlü bir bağa sahip olan siklopropan, siklopropino (mevcut olmayan) olarak adlandırılır.
İki üçlü bağlantı olduğunda, önek di- isme eklenir. Örnekler, HC = C-C = H, diasetilen veya propadino; ve HC = C - C - C = H, butadiino.
Uygulamalar
Asetilen veya etin
Alkinlerin en küçüğü, bu hidrokarbonların olası kullanım sayısını yoğunlaştırır. Alkilasyonlar yoluyla bundan başka organik bileşikler sentezlenebilir. Benzer şekilde, diğerleri arasında etanol, asetik asit, akrilik asit elde etmek için oksidatif reaksiyonlara girer.
Kullanımlarından bir diğeri de atomların elektronlarını harekete geçirmek için ısı kaynağı sağlamaktır; daha spesifik olarak atomik absorpsiyon-emisyon belirlemelerinde metal katyonları, yaygın olarak kullanılan bir spektroskopik tekniktir.
Doğal alkinler
Alkinleri hazırlamak için mevcut yegane yöntemler sadece sentetik veya oksijen yokluğunda ısı uygulaması değil, aynı zamanda biyolojiktir.
Bunlar, bir çift bağı dehidrojenize edebilen asetilenazlar adı verilen enzimleri kullanır. Bu sayede birçok doğal alkin kaynağı elde edilir.
Sonuç olarak, zehirler, panzehirler, ilaçlar veya bir miktar fayda sağlayan diğer herhangi bir bileşik bu kaynaklardan çıkarılabilir; özellikle sağlıkla ilgili olduğunda. Orijinal yapılarını değiştirirken ve bunları yeni alkinler için bir destek olarak alırken alternatifler çoktur.
Alkinlerin örnekleri
Şimdiye kadar çok sayıda alkin örneğinden bahsedilmiştir. Bununla birlikte, bazıları çok özel kaynaklardan gelir veya belirli moleküler yapılara sahiptir: bunlar poliasetilenlerdir.
Bu, tek bir karbon zincirinin değil, çok büyük bir yapının parçası olan birden fazla üçlü bağ olabileceği anlamına gelir.
Taririk asit
Yikrazuul, Wikimedia Commons'tan
Taririk asit, Guatemala'da bulunan Picramnia tariri adlı bir bitkiden gelir. Tohumlarının yağından özel olarak çıkarılır.
Moleküler yapısında, apolar bir kuyruğu polar bir kafadan ayıran tek bir üçlü bağ gözlenebilir; bu nedenle amfipatik bir molekül olarak düşünülebilir.
Histrionicotoxin
Meodipt ve Rolf Kolasch
tarafından en.wikipedia'da, Wikimedia Commons'tan
Histrionicotoxin, Kolombiya, Brezilya ve diğer Latin Amerika ülkelerinde yaşayan kurbağaların derilerinden salgılanan bir zehirdir. Bir çift bağa konjuge iki üçlü bağa sahiptir. Her ikisi de terminaldir ve altı karbonlu bir halka ve bir siklik amin ile ayrılır.
Cicutoxin
Giorgiogp2, Wikimedia Commons'tan
Cicutoxin'in moleküler yapısına göre, üçlü bağlar nerede? Sağda görüldüğü gibi çift bağlar düzse ve tek bağlar dört yüzlü ise, uçlarda olduğu gibi, üçlüler doğrusal ve eğimde (\).
Bu bileşik, esas olarak su baldıran bitkisinde bulunan bir nörotoksinden oluşur.
Capillina
Klever, Wikimedia Commons'tan
Mantar önleyici ajan olarak kullanılan pelin bitkilerinin uçucu yağında bulunan bir alkindir. Daha doğru birleştirilmiş iki ardışık üçlü bağ gözlemlenebilir.
Bu ne demek? Bu üçlü bağ, tüm karbon zinciri boyunca rezonansa girer ve C = O çift bağının C - O - 'ya açılmasını içerir .
pargilin
Wikimedia Commons'tan Harbin tarafından
Antihipertansif aktiviteye sahip bir alkindir. Yapısını parçalar halinde analiz ettiğimizde, solda bir benzil grubu, ortada üçüncül bir amin ve sağda bir propinil var; yani, bir terminal propin grubu.
Referanslar
- Francis A. Carey. Organik Kimya. Karboksilik asitler. (altıncı baskı, sayfalar 368-397). Mc Graw Hill.
- Brennan, John. (10 Mart 2018). Alkinlere Örnekler. Sciencing. Alındığı: sciencing.com
- BYJU'S. (2018). Alkinlerde Üçlü Bağ. Alındığı: byjus.com
- Örnekler Ansiklopedisi (2017). Alkinler. Örnekler.com'dan kurtarıldı
- Kevin A. Boudreaux. Alkinler. Alınan: angelo.edu
- Robert C. Neuman, Jr. Alkenes and Alkynes. . Alındığı kaynak: chem.ucr.edu