Alkinlar

Alkinlar — molekulasida uchlamchi bogʻ boʻlgan atsetilen qatori toʻyinmagan uglevodorodlari, umumiy formulasi C_nH_2n-2. Ularning birinchi vakili atsetilen CH≡CH dir. Atsetilendagi vodorod metil radikallar bilan almashtirilsa, molekulasida uchlamchi bogʻ boʻlgan gomologik qator hosil boʻladi. Uning birinchi gomologi metilatsetilen CH₃-C≡CH; ikkinchisi etilatsetilen CH3-CH2-C≡CH va hokazo. Xalqaro nomenklatura boʻyicha atsetilen qatori uglevodorodlarni nomlashda ularga muvofiq keladigan alkanning -an qoʻshimchasi oʻrniga -in qoʻshimchasi qoʻyiladi. Alkinlar tabiatda uchramaydi, ular asosan alkanlar va kalsiy karbiddan olinadi. Alkinlar uchun birikish, polimerlanish, oʻrin olish va oksidlanish reaksiyalari xosdir. Alkinlarning oldingi uchta aʻzosi gazlar, C₅H₈ dan boshlab suyuq moddalar, yuqori alkinlar (C₁₆H₃₀) esa qattiq moddalar. Alkinlar alkenlar kabi suvdan yengil, suvda kam eriydi, organik eritmalarda yaxshi eriydi.

Alkinlar va ularning hosilalaridan kundalik hayotda, texnikada keng qoʻllaniladigan: sirka aldegidi, sirka kislotasi, benzol, polivinilxlorid, poliakrilonitril, vinilatsetilen, sintetik kauchuk va boshqa moddalar olinadi.

Alkinlar

Atsetilenning 3D modeli

Izomerlari va nomlanishi

Alkinlarning nomlanishi alkenlarga oʻxshash. Xalqaro nomenklatura boʻyicha alkinlarni nomlashda [[alkanlarning -an suffiksi -in suffiksiga almashtiriladi. Uch bog' asosiy zanjirga kirishi kerak. Uglerodlar karrali bogʻ yaqin joylashgan chekkadan boshlab raqamlanadi.
Alkinlarning radikallari boshqa uglevodorodlarning radikallariga oʻxshab nomlanadi: CH≡C- "etinil". Alkinlarning gomologik qatori:

• Etin (atsetilen): C₂H₂
• Propin: C₃H₄
• Butin-1: C₄H₆
• Pentin-1: C₅H₈
• Geksin-1: C₆H₁₀
• Geptin-1: C₇H₁₂
• Oktin-1: C₈H₁₄
• Nonin-1: C₉H₁₆
• Detsin-1: C₁₀H₁₈

Tuzulishi

Asetilen molekulasidagi H-C≡C-H har bir uglerod atomi bitta vodorod atomi bilan bogʻlanadi va oʻzaro uch karrali bogʻlanish orqali davom etadi. Alkinlarning tarkibidagi har bir uglerod atomi sp-gibridlangan holatda boʻladi. Uglerodning ikkita gibridlangan orbitallarining bittasi vodorod atomining s-orbitali bilan, ikkinchisi uglerod atomining sp-gibridlangan orbitali bilan σ-bogʻlar tuzishda qatnashadi, asetilen molekulasidagi atomlarning hammasi 180 °C burchak ostida bitta chiziq atrofida joylashadi. Atsetilen molekulasidagi ikkita uglerod atomi orasidagi uch bogʻning bittasi σ-, ikkita π-bogʻidan iborat. Uch bogʻning (−S≡S−) uzunligi 0,121 nm, bogʻlanish energiyasi 830 kJ/mol.

Olinishi

Uglevodorod pirolizi

Sanoatda atsetilen koʻ uchraydigan kimyoviy xom-ashyo — tabiiy gaz (metan)dan olinadi. Metan yuqori haroratda qizdirilsa, u uglerod va vodorodga ajladi. Reaksiyaning borish sharoitiga bogʻliq metan ajralganda atsetilen oraliq mahsulot sifatida hosil boʻladi: :

$2{\mbox{CH}}_{4}\rightarrow {\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{2}+3{\mbox{H}}_{2}$

Degidrogenlash

Alkinlar tegishli alkanlardan degidrogenlanib olinishi mumkin. etan 1200 °C haroratgacha qizdirilganda, atsetilen va vodorodga ajraladi.
${\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{6}\rightarrow {\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{2}+2{\mbox{H}}_{2}$

Karbid metodi

Laboratoriya va turmushda atsetilen kalsiy karbidga suv taʼsirini oʻtkazish orqali olinadi. Kalsiy karbid elektr pechda soʻndirilmagan ohak va koksni yuqori haroratda (2000° C) qizdirish orqali olinadi.
${\mbox{CaO}}+3{\mbox{C}}\rightarrow {\mbox{CaC}}_{2}+{\mbox{CO}}$
${\mbox{CaC}}_{2}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\rightarrow {\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{2}+{\mbox{Ca(OH)}}_{2}$

Fizik xossalari

Alkinlarning birinchi vakili atsetilen, rangsiz, hidsiz gaz, suvda kam eriydi. Alkinlar gomologlarining fizik xossalari oʻzgarishi alkanlar va alkenlar qatoridagi umumiy qonuniyatlarga boʻysunadi. Gomologik qatorda nisbiy molekulyar massalari ortishi bilan moddalarning qaynash haroratlari ham ortadi. Alkinlarning oldingi uchta aʼzosi gazlar, C₅H₈ dan boshlab suyuq moddalar, yuqori alkinlar (C₁₆H₃₀) esa qattiq moddalar. Alkinlar alkenlar kabi suvdan yengil, suvda kam eriydi, organik eritmalarda yaxshi eriydi.

№	Nomi	Formula	T erish,°S	T qaynashi,°S	Zichligi, d204
1	Etin	S2H2	−81,8	−75	0,565*
2	Propin	C3H4	−101,5	−23	0,670*
3	But-1-in	HC≡C−CH2CH3	−125,9	8,1	0,678*
4	But-2-in	CH3−C≡C−CH3	−32,3	27,0	0,694
5	Pent-1-in	HC≡C−C3H7	−90,0	39,3	0,695
6	Pent-2-in	CH3−C≡C−C2H5	−101,0	55,0	0,714
7	3-Metilbut-1-in	HC≡C−CH(CH3)CH3	m/y	28,0	0,665
8	Gegk-1-in	HC≡C−C4H9	−132,4	71,4	0,719

_{* Qaynash nuqtasida oʻlchanadigan qiymatlar.}

Aromatik, oddiy va qoʻsh bogʻlanishlarning ayrim tavsiflari

Bogʻlanish turi	Gibridlanish turi	Bogʻlanish burchagi	Bogʻlanish uzunligi, nm	Bogʻlanish energiyasi, kJ/mol
Oddiy (— C — C —)	sp3	109°28ʼ	0,154	350
Qoʻshbogʻ (— C = C —)	sp2	120°	0,134	612
Uch bogʻ (— C ≡ C —)	sp	180°	0,120	830
Aromatik bogʻlanish	sp2	120°	0,140	490

Kimyoviy xossalari

Alkinlarning kimyoviy xossalariga tarkibidagi uch bogʻning boʻlishi va tuzulishi taʼsir qiladi. Alkinlar uchun birikish, polimerlanish, oʻrin olish va oksidlanish reaksiyalari xosdir.

Alkinidlarning hosil boʻlishi

${\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+2{\mbox{NaNH}}_{2}\rightarrow {\mbox{NaC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CNa}}+2{\mbox{NH}}_{3}$ (Dinatriy atsetilenidi)

${\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+2{\mbox{K}}\rightarrow {\mbox{KC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CK}}+{\mbox{H}}_{2}$ (Dikaliy atsetilenidi)

${\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+{\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{5}{\mbox{MgBr}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CMgBr}}+{\mbox{C}}_{2}{\mbox{H}}_{6}$ (propinilmagniybromid)

Alkinlar va kumush ammiakatining yoki bir valentli misning reaksiyasi yuqori sifatli uch bogʻ hisoblanadi:

${\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+{\mbox{Ag(NH}}_{3})_{2}{\mbox{OH}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{Ag}}\!\downarrow +\ 2{\mbox{NH}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

${\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+{\mbox{Cu(NH}}_{3})_{2}{\mbox{OH}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{Cu}}\!\downarrow +\ 2{\mbox{NH}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

${\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+2{\mbox{Cu(NH}}_{3})_{2}{\mbox{OH}}\rightarrow {\mbox{Cu}}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{Cu}}\!\downarrow +\ 4{\mbox{NH}}_{3}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

${\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{Ag}}+2{\mbox{NaCN}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}\!\uparrow +{\mbox{Na}}[{\mbox{Ag(CN)}}_{2}]+{\mbox{NaOH}}$

Alkinidlarning nukleofil almashinish reaktsiyalari

Alkinidlar kuchli nukleofil hisoblanadi va oson reaksiyaga tushadi:

${\mbox{NaC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CNa}}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\rightarrow {\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+2{\mbox{NaOH}}$

Shuningdek, atsetilen gomologlarini sintez qilishda keng qoʻllaniladi:

${\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CK}}+{\mbox{C}}_{4}{\mbox{H}}_{9}{\mbox{Br}}\rightarrow {\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{C}}_{4}{\mbox{H}}_{9}+{\mbox{KBr}}$

Alkingalogenidlarning olinishi

Galogenning taʼsirida ishqorli muhitda monosubest qilingan atsetilenlarni galogenlash mumkin:

${\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+{\mbox{Br}}_{2}+{\mbox{NaOH}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{3}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{C}}\!\!-\!\!{\mbox{Br}}+{\mbox{NaBr}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

Vodorod galogenidlarni biriktirish

Vodorod xlorid bilan reaksiya kirishganda avval gaz holatdagi vinikxlorid, agar reaksiya yana davom etsa, dixloretan hosil boʻladi:

CH≡CH + HCl = H₂C = CHCl
Vinilxloridning polimerlanish reaksiyasi sanoatda muhim ahamiyatga ega.

Gidratlanish

Gidratlanish (suv qoʻshib olish) reaksiyasi simob (II) sulfati ishtirokida boradi. Ushbu raeksiyani 1881-yil M.G.Kucherov kashf etgan. Sanoatda sirka aldegidi shu usulda oʻzlashtiriladi.
Gidratlanish reaksiyasining borishida simobning ikki valentli kationi qaytarilib, bugʻlari zaharli metall — simobga aylanadi.

Polimerlanish reaksiyasi

Atsetilen 450 - 500 °C gacga qizdirilib faollashtirilgan koʻmirning ustidan o'tkazilsa, atsetilen benzolga aylanadi. Al(C₂H₅)₃-Ti(OC₄H₉)₄:

${\mbox{n}}\ {\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}\rightarrow (\!-{\mbox{CH}}\!\!=\!\!{\mbox{CH}}-){\mbox{n}}$

Boshqa reaksiyalar

Atsetilenni xlorlash uchun suvli eritmalarda mis (II) xloridi taʼsirida dixloratsetilen olish mumkin:

${\mbox{HC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+4{\mbox{CuCl}}_{2}\rightarrow {\mbox{ClC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CCl}}+4{\mbox{CuCl}}+2{\mbox{HCl}}$

Atsetilen kondensatsiyasi

:

${\mbox{CH}}_{2}\!\!=\!\!{\mbox{CH}}\!\!-\!\!{\mbox{CH}}_{2}{\mbox{Cl}}+{\mbox{RC}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CH}}+{\mbox{NaOH}}\rightarrow {\mbox{CH}}_{2}\!\!=\!\!{\mbox{CH}}\!\!-\!\!{\mbox{CH}}_{2}\!\!-\!\!{\mbox{C}}\!\!\equiv \!\!{\mbox{CR}}+{\mbox{NaCl}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

Ishlatilishi

Atsetilen suvda kam erisa-da, atseton kabi organik eritmalarda yaxshi eriydi. Tarkibida uglerodning massa ulushi katta boʻlganligi uchun atsetilen hidli alanga bilan yonadi. Atsetilen yonganda juda koʻp miqdorda issiqlik ajralganligi uchun (3000 °C gacha) metallarni qirqish va payvandlashda ishlatiladi. Kislorod yoki havoga aralashganda portlash qobilyati ustun boʻlganligi tufayli atsetilenning maxsus oq rangli ballonlariga qizil rangda „Atsetilen“ degan yozuv yoziladi va u ana shu ballonlarda saqlanadi. Sanoatda atsetilendan sirka aldegidi, sirka kislotasi, etil spirti, sintetik kauchuk, plastmassalar va boshqa koʻpgina moddalar olinadi.

Havolalar

• Иллюстративные материалы лекций по органической химии профессора Ненайденко В. Г., лекция №11 (Ацетилены. Реакционная способность. Аллены.)

Adabiyotlar

• OʻzME. Birinchi jild. Toshkent, 2000-yil

• Миллер С. Ацетилен, его свойства, получение и применение / Пер. с английского. — M.: «Наука», 1969. — 680 с.
• Общая органическая химия. Стереохимия, углеводороды, галогенсодержащие соединения = Comprehensive Organic Chemistry / Под ред. Д.Бартона и В.Д.Оллиса. — M.: «Химия», 1981. — Т. 1. — С. 257-270.
• Темкин О.Н., Шестаков Г.К., Трегер Ю.А. Ацетилен: Химия. Механизмы реакций. Технология. — M.: «Химия», 1991. — 416 с. — ISBN ISBN 5724505746
• Темкин О.Н., Флид Р.М. Каталитические превращения ацетиленовых соединений в растворах комплексов металлов. — M.: «Наука», 1968. — 212 с.
• Трофимов Б.А. Гетероатомные производные ацетилена. — M.: «Наука», 1981. — 319 с.
• Henning Hopf Polyynes, Arynes, Enynes, and Alkynes / Houben-Weyl Methods of Organic Chemistry. Series Science of synthesis (V. 43). — 5. — Thieme Medical Pub, 2008. — 850 p. — ISBN ISBN 9783131189615