सेंट पीटर्सबर्ग राज्य प्रौद्योगिकी संस्थान
(तकनीकी विश्वविद्यालय)
विभाग कार्बनिक रसायन शास्त्रसंकाय 4
समूह 476
कोर्स वर्क
एल्कीन ऑक्सीकरण
छात्र ……………………………………… राइटिना ए.आई.
व्याख्याता ………………………………… पिटर्सकाया यू.एल.
सेंट पीटर्सबर्ग
परिचय
1. एपॉक्सीडेशन (एनए प्रिलेज़ेव द्वारा प्रतिक्रिया, 1909)
2. हाइड्रॉक्सिलेशन
2.1एंटी-हाइड्रॉक्सिलेशन
2.2पर्यायवाची-हाइड्रॉक्सिलेशन
3. ऐल्कीनों का ऑक्सीडेटिव विदर
4. ओजोनोलिसिस
5. पैलेडियम लवण की उपस्थिति में ऐल्कीनों का ऑक्सीकरण
निष्कर्ष
प्रयुक्त स्रोतों की सूची
परिचय
ऑक्सीकरण सबसे महत्वपूर्ण और सामान्य परिवर्तनों में से एक है कार्बनिक यौगिक.
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, ऑक्सीकरण को उन प्रक्रियाओं के रूप में समझा जाता है जो हाइड्रोजन में एक यौगिक की कमी या ऑक्सीजन में इसके संवर्धन की ओर ले जाती हैं। इस मामले में, अणु से इलेक्ट्रॉनों को हटा दिया जाता है। तदनुसार, पुनर्प्राप्ति को से अलगाव के रूप में समझा जाता है कार्बनिक अणुऑक्सीजन या उसमें हाइड्रोजन मिलाना।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, ऑक्सीकरण एजेंट एक उच्च इलेक्ट्रॉन आत्मीयता (इलेक्ट्रोफाइल) के साथ यौगिक होते हैं, और कम करने वाले एजेंट ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें इलेक्ट्रॉनों (न्यूक्लियोफाइल) को दान करने की प्रवृत्ति होती है। किसी यौगिक के न्यूक्लियोफिलिसिटी की वृद्धि के साथ उसके ऑक्सीकरण की आसानी बढ़ जाती है।
कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के दौरान, एक नियम के रूप में, इलेक्ट्रॉनों का पूर्ण हस्तांतरण और, तदनुसार, कार्बन परमाणुओं की संयोजकता में परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए, ऑक्सीकरण की डिग्री की अवधारणा - एक अणु में एक परमाणु का सशर्त चार्ज, इस धारणा के आधार पर गणना की जाती है कि अणु में केवल आयन होते हैं - केवल सशर्त, औपचारिक है।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को संकलित करते समय, कम करने वाले एजेंट, ऑक्सीकरण एजेंट और दिए गए और प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करना आवश्यक है। एक नियम के रूप में, गुणांक का चयन इलेक्ट्रॉन-आयन संतुलन विधि (अर्ध-प्रतिक्रिया विधि) का उपयोग करके किया जाता है।
यह विधि माध्यम (अम्लीय, क्षारीय या तटस्थ) की प्रकृति को ध्यान में रखते हुए एक परमाणु या आयन से दूसरे में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण पर विचार करती है जिसमें प्रतिक्रिया होती है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या को बराबर करने के लिए, या तो पानी के अणु और प्रोटॉन (यदि माध्यम अम्लीय है) या पानी के अणु और हाइड्रॉक्साइड आयन (यदि माध्यम क्षारीय है) पेश किए जाते हैं।
इस प्रकार, कमी और ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रियाओं को लिखते समय, किसी को समाधान में वास्तव में मौजूद आयनों की संरचना से आगे बढ़ना चाहिए। पदार्थ जो खराब रूप से अलग हो गए हैं, खराब घुलनशील हैं या गैस के रूप में विकसित हुए हैं, उन्हें आणविक रूप में लिखा जाना चाहिए।
एक उदाहरण के रूप में, पोटेशियम परमैंगनेट (वैगनर प्रतिक्रिया) के तनु जलीय घोल के साथ एथिलीन ऑक्सीकरण की प्रक्रिया पर विचार करें। इस प्रतिक्रिया के दौरान, एथिलीन को एथिलीन ग्लाइकॉल में ऑक्सीकृत किया जाता है, और पोटेशियम परमैंगनेट को मैंगनीज डाइऑक्साइड में कम किया जाता है। दोहरे बंधन के स्थल पर दो हाइड्रॉक्सिल जोड़े जाते हैं:
3सी 2 एच 4 + 2 केएमएनओ 4 + 4एच 2 ओ → 3सी 2 एच 6 ओ 2 + 2 एमएनओ 2 + 2 केओएच
कमी आधा प्रतिक्रिया: एमएनओ 4 + 2 एच 2 ओ + 3 इ→ एमएनओ 2 + 4ओएच ¯ 2ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया: C 2 H 4 + 2OH - - 2 इ → सी 2 एच 6 ओ 2 3
अंत में, हमारे पास आयनिक रूप में है:
2MnO 4 ¯ + 4H 2 O + 3C 2 H 4 + 6OH ¯ → 2MnO 2 + 8OH ¯ + 3C 2 H 6 O 2
समान पदों के आवश्यक अपचयन करने के बाद, हम समीकरण को आण्विक रूप में लिखते हैं:
3सी 2 एच 4 + 2 केएमएनओ 4 + 4 एच 2 ओ \u003d 3सी 2 एच 6 ओ 2 + 2 एमएनओ 2 + 2 केओएच।
कुछ ऑक्सीकरण एजेंटों के लक्षण
ऑक्सीजन
तकनीकी प्रक्रियाओं में वायु ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह सबसे सस्ता ऑक्सीकरण एजेंट है। लेकिन वायु ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण प्रक्रिया के नियंत्रण से जुड़ी कठिनाइयों से भरा होता है, जो विभिन्न दिशाओं में आगे बढ़ता है। ऑक्सीकरण आमतौर पर उत्प्रेरक की उपस्थिति में उच्च तापमान पर किया जाता है।
ओजोन
ओजोन ओ 3 का उपयोग एल्डिहाइड और कीटोन प्राप्त करने के लिए किया जाता है, अगर उन्हें अन्य तरीकों से प्राप्त करना मुश्किल है। असंतृप्त यौगिकों की संरचना को स्थापित करने के लिए अक्सर ओजोन का उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन पर एक शांत विद्युत निर्वहन की क्रिया से ओजोन का उत्पादन होता है। क्लोरीनीकरण की तुलना में ओजोनेशन के महत्वपूर्ण लाभों में से एक उपचार के बाद विषाक्त पदार्थों की अनुपस्थिति है।
पोटेशियम परमैंगनेट
पोटेशियम परमैंगनेट सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑक्सीकरण एजेंट है। अभिकर्मक पानी में घुलनशील है (20ºC पर 6.0%), साथ ही मेथनॉल, एसीटोन और एसिटिक एसिड में भी। ऑक्सीकरण के लिए, KMnO4 के जलीय (कभी-कभी एसीटोन) घोल का उपयोग तटस्थ, अम्लीय या क्षारीय माध्यम में किया जाता है। तटस्थ वातावरण में प्रक्रिया को अंजाम देते समय, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम के लवण को प्रतिक्रिया द्रव्यमान में जोड़ा जाता है या प्रतिक्रिया के दौरान जारी पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड को बेअसर करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को पारित किया जाता है। अम्लीय वातावरण में KMnO4 की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया सबसे अधिक बार सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में की जाती है। ऑक्सीकरण के दौरान क्षारीय वातावरण प्रतिक्रिया के दौरान गठित KOH द्वारा बनाया जाता है, या इसे शुरू में प्रतिक्रिया द्रव्यमान में जोड़ा जाता है। थोड़ा क्षारीय और तटस्थ मीडिया में, KMnO4 समीकरण के अनुसार ऑक्सीकरण करता है:
केएमएनओ4+ 3 इ+ 2H 2 O \u003d K + + MnO 2 + 4OH
अम्लीय वातावरण में:
केएमएनओ4+ 5 इ+ 8H + = K + + Mn 2+ + 4H 2 O
पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग एल्केन्स से 1,2-डायोल प्राप्त करने के लिए किया जाता है, प्राथमिक अल्कोहल, एल्डिहाइड और एल्केलारेन के ऑक्सीकरण के दौरान कार्बोक्जिलिक एसिड, साथ ही कई बांडों के साथ कार्बन कंकाल के ऑक्सीडेटिव दरार के लिए।
व्यवहार में, आमतौर पर KMnO 4 की काफी अधिक मात्रा (100% से अधिक) का उपयोग किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सामान्य परिस्थितियों में केएमएनओ 4 आंशिक रूप से ओ 2 की रिहाई के साथ मैंगनीज डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। कम करने वाले एजेंटों की उपस्थिति में गर्म होने पर केंद्रित एच 2 एसओ 4 के साथ विस्फोटक रूप से विघटित होता है; कार्बनिक पदार्थों के साथ पोटेशियम परमैंगनेट का मिश्रण भी विस्फोटक होता है।
पेरासिड्स
निम्नलिखित प्रतिक्रिया के अनुसार संबंधित कार्बोक्जिलिक एसिड के साथ 25-90% हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रतिक्रिया करके पेरासिटिक और प्रदर्शनिक एसिड प्राप्त किए जाते हैं:
RCOOH + H 2 O 2 \u003d RCOOOH + H 2 O
एसिटिक एसिड के मामले में, यह संतुलन अपेक्षाकृत धीरे-धीरे स्थापित होता है, और पेरासिड के गठन में तेजी लाने के लिए, इसे आमतौर पर उत्प्रेरक के रूप में जोड़ा जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड. एक त्वरित संतुलन प्रदान करने के लिए फॉर्मिक एसिड अपने आप में काफी मजबूत है।
पर्ट्रिफ्लोरो सिरका अम्ल 90% हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ ट्राइफ्लोरोएसेटिक एनहाइड्राइड की प्रतिक्रिया से ट्राइफ्लोरोएसेटिक एसिड के साथ मिश्रण में प्राप्त, एक और भी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। इसी तरह, पेरासिटिक एसिड एसिटिक एनहाइड्राइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड से प्राप्त किया जा सकता है।
ठोस एम-क्लोरोपरबेंजोइक एसिड, क्योंकि यह संभालने के लिए अपेक्षाकृत सुरक्षित है, काफी स्थिर है और इसे लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।
मुक्त ऑक्सीजन परमाणु के कारण ऑक्सीकरण होता है:
RCOOOH = RCOOH + [O]
पेरासिड्स का उपयोग एल्केन्स से एपॉक्साइड्स प्राप्त करने के लिए किया जाता है, साथ ही एलिसाइक्लिक कीटोन्स से लैक्टोन्स को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड
हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक रंगहीन तरल है, जो पानी, इथेनॉल और डायथाइल ईथर के साथ गलत है। एच 2 ओ 2 के 30% समाधान को पेरिहाइड्रॉल कहा जाता है। अत्यधिक केंद्रित तैयारी कार्बनिक पदार्थों के साथ विस्फोटक रूप से प्रतिक्रिया कर सकती है। भंडारण पर, यह ऑक्सीजन और पानी में विघटित हो जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड की दृढ़ता तनुकरण के साथ बढ़ जाती है। ऑक्सीकरण के लिए, तटस्थ, अम्लीय या क्षारीय मीडिया में विभिन्न सांद्रता (3 से 90% तक) के जलीय घोल का उपयोग किया जाता है।
एच 2 ओ 2 \u003d एच 2 ओ + [ओ]
एक क्षारीय माध्यम में α, β-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिकों पर इस अभिकर्मक की क्रिया से, संबंधित एपॉक्सील्डिहाइड और कीटोन प्राप्त होते हैं, एक अम्लीय माध्यम में कार्बोक्जिलिक एसिड के ऑक्सीकरण द्वारा पेरासिड को संश्लेषित किया जाता है। एसिटिक एसिड में एच 2 ओ 2 का 30% समाधान अल्कीन को 1,2-डायोल में ऑक्सीकरण करता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग किया जाता है: कार्बनिक और अकार्बनिक पेरोक्साइड, ना परबोरेट और पेरकार्बोनेट प्राप्त करने के लिए; रॉकेट ईंधन में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में; एपॉक्साइड्स, हाइड्रोक्विनोन, पाइरोकेटेकोल, एथिलीन ग्लाइकॉल, ग्लिसरीन, थियूरम समूह के वल्केनाइजेशन एक्सेलेरेटर आदि की प्राप्ति पर; तेल, वसा, फर, चमड़ा, कपड़ा सामग्री, कागज विरंजन के लिए; जर्मेनियम और सिलिकॉन सेमीकंडक्टर सामग्री की सफाई के लिए; घरेलू और औद्योगिक को बेअसर करने के लिए कीटाणुनाशक के रूप में अपशिष्ट; चिकित्सा में; पनडुब्बियों में O 2 के स्रोत के रूप में; एच 2 ओ 2 फेंटन के अभिकर्मक (फे 2 + + एच 2 ओ 2) का हिस्सा है, जिसका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में ओएच मुक्त कणों के स्रोत के रूप में किया जाता है।
रूथेनियम और ऑस्मियम टेट्रोक्साइड्स
Osmium tetroxide OsO 4 mp के साथ सफेद से हल्के पीले रंग का पाउडर है। 40.6ºС; टी. किप. 131.2ºС. पहले से ही कमरे के तापमान पर, पानी में घुलनशील (25ºС पर 100 मिलीलीटर में 7.47 ग्राम), СCl 4 (20ºС पर विलायक के 100 ग्राम में 250 ग्राम)। कार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में, यह OsO2 में कमी के कारण काला हो जाता है।
RuO 4 एक सुनहरा पीला प्रिज्म है जिसमें इतना pl होता है। 25.4ºС, विशेष रूप से कमरे के तापमान पर उच्चीकरण करता है। पानी में विरल रूप से घुलनशील (20ºС पर 100 मिलीलीटर में 2.03 ग्राम), सीसीएल 4 में बहुत घुलनशील। OsO4 की तुलना में एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट। 100ºС से ऊपर विस्फोट। ऑस्मियम टेट्रोक्साइड की तरह, इसमें उच्च विषाक्तता और उच्च लागत है।
इन ऑक्सीकरण एजेंटों का उपयोग हल्के परिस्थितियों में एल्केन्स के α-ग्लाइकॉल के ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है।
अल्केनेस - ये अणुओं में हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें एक डबल सी \u003d सी बॉन्ड होता है।
एल्केन नामकरण:प्रत्यय नाम में प्रकट होता है -एन.
समजातीय श्रेणी का प्रथम सदस्य C2H4 (एथेन) है।
सबसे सरल एल्केन्स के लिए, ऐतिहासिक रूप से स्थापित नामों का भी उपयोग किया जाता है:
एथिलीन (ईथीन)
प्रोपलीन (प्रोपेन),
नामकरण में अक्सर निम्नलिखित मोनोवैलेंट एल्केन रेडिकल्स का उपयोग किया जाता है:
सीएच2-सीएच=सीएच2 |
ऐल्कीनों के समावयवता के प्रकार :
1. कार्बन कंकाल का समरूपता:(C4H8 से शुरू - ब्यूटेन और 2-मिथाइलप्रोपीन)
2. एकाधिक बंधन स्थिति समरूपता:(C4H8 से शुरू): ब्यूटेन-1 और ब्यूटेन-2।
3. इंटरक्लास आइसोमेरिज्म:साथ साइक्लोअल्केन्स(प्रोपेन से शुरू):
C4H8 - ब्यूटेन और साइक्लोब्यूटेन।
4. एल्केन्स का स्थानिक समरूपता:
इस तथ्य के कारण कि दोहरे बंधन के चारों ओर मुक्त घूमना असंभव है, यह संभव हो जाता है सिस-पारसंवयविता.
प्रत्येक दोहरे बंधन में दो कार्बन परमाणु वाले अल्कीन विभिन्न विकल्प, दो आइसोमर्स के रूप में मौजूद हो सकते हैं जो -बॉन्ड प्लेन के सापेक्ष प्रतिस्थापन की व्यवस्था में भिन्न होते हैं:
एल्केन्स के रासायनिक गुण।
अल्केन्स की विशेषता है:
· डबल बॉन्ड जोड़ प्रतिक्रियाएं,
· "साइड चेन" में प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं।
1. डबल बॉन्ड जोड़ प्रतिक्रियाएं: कमजोर π-बंध टूट जाता है, एक संतृप्त यौगिक बनता है। ये इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ प्रतिक्रियाएं हैं - एई। | 1) हाइड्रोजनीकरण: CH3-CH=CH2 + H2 CH3-CH2-CH3 2) हैलोजनीकरण: CH3-CH=CH2 + Br2 (समाधान)à CH3-CHBr-CH2Br सफेद करना ब्रोमीन पानीदोहरे बंधन के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया है। 3) हाइड्रोहलोजेनेशन: CH3-CH=CH2 + HBr CH3-CHBr-CH3 (MARKOVNIKOV'S RULE: हाइड्रोजन सबसे अधिक हाइड्रोजनीकृत कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है)। 4) हाइड्रेशन - पानी का कनेक्शन: CH3-CH=CH2 + HOH à CH3-CH-CH3 (लगाव भी मार्कोवनिकोव के नियम के अनुसार होता है) |
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2. में हाइड्रोजन ब्रोमाइड का योग पेरोक्साइड की उपस्थिति (कष्ट प्रभाव) - यह एक मौलिक जोड़ है - AR | CH3-CH=CH2 + HBr -(H2O2)à CH3-CH2-CH2Br (परॉक्साइड आय की उपस्थिति में हाइड्रोजन ब्रोमाइड के साथ प्रतिक्रिया मार्कोवनिकोव के शासन के खिलाफ ) |
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3. दहन– पूर्ण ऑक्सीकरणऑक्सीजन के साथ alkenes to कार्बन डाइआक्साइडऔर पानी। | С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О |
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4. ऐल्कीनों का मृदु ऑक्सीकरण - वैगनर प्रतिक्रिया : पोटेशियम परमैंगनेट के ठंडे जलीय घोल के साथ प्रतिक्रिया। | 3CH3- सीएच = सीएच 2+ 2KMnO4 + 4H2O à 2MnO2 + 2KOH + 3 सीएच3 - सीएच - सीएच2 ओह ओह (एक डायल बनता है) एल्केन्स के साथ पोटेशियम परमैंगनेट के जलीय घोल का मलिनकिरण एल्केन्स के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया है। |
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5. ऐल्कीनों का कठोर ऑक्सीकरण- गर्म तटस्थ या अम्ल घोलपोटेशियम परमैंगनेट। सी = सी डबल बॉन्ड में ब्रेक के साथ आता है। | 1. अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट की क्रिया के तहत, एल्केन कंकाल की संरचना के आधार पर, निम्नलिखित बनता है:
सीएच3-सी-1 एच=सी-2Н2 +2 KMn+7O4 + 3H2SO4 a सीएच3-सी+3 ओह + सी+4 O2 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + 4H2O 2. यदि अभिक्रिया गर्म करने पर उदासीन वातावरण में आगे बढ़ती है, तो तदनुसार, पोटैशियमनमक:
3सीएच3सी-1एच=से-2Н2 +10 क MnO4 - टा 3 चौधरी3 सी+3OO क + + 3क 2सी+4O3 + 10MnO2 +4Н2О+ कओह
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6. ऑक्सीकरणपैलेडियम लवण की उपस्थिति में एथिलीन ऑक्सीजन। | CH2=CH2 + O2 –(kat)à CH3CHO (एसीटैल्डिहाइड) |
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7. क्लोरीनीकरण और ब्रोमिनेशन साइड चेन के लिए: यदि क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया प्रकाश में या उच्च तापमान पर की जाती है, तो हाइड्रोजन को साइड चेन में बदल दिया जाता है। | CH3-CH=CH2 + Cl2 - (प्रकाश)à CH2-CH=CH2 + HCl |
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8. पॉलिमराइजेशन: | n CH3-CH=CH2 а(-CH-CH2-)n प्रोपलीन (पॉलीप्रोपाइलीन) |
अल्केन्स उत्पादन
मैं . खुरअल्केन्स: | 7Н16 -(टी)ए CH3-CH=CH2 + C4H10 एल्केन एल्केन |
द्वितीय. हेलोऐल्केन्स का डीहाइड्रोहैलोजनीकरणक्षार के अल्कोहल घोल की क्रिया के तहत - प्रतिक्रिया उन्मूलन। |
जैतसेव का नियम:उन्मूलन प्रतिक्रियाओं में हाइड्रोजन परमाणु का उन्मूलन मुख्य रूप से कम से कम हाइड्रोजनीकृत कार्बन परमाणु से होता है।
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तृतीय. अल्कोहल का निर्जलीकरणपानी हटाने वाले अभिकर्मकों - एल्यूमीनियम ऑक्साइड या केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड - उन्मूलन प्रतिक्रिया की उपस्थिति में एक ऊंचे तापमान (140 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) पर। | CH3- सीएच-सीएच2-CH3 – (H2SO4,t>140o)à à H2O+CH3- सीएच = सीएच-CH3 (जैतसेव शासन का भी पालन करता है) |
चतुर्थ. डाइहैलोऐल्केन्स का डीहलोजनीकरणहलोजन परमाणु होना पड़ोसी कार्बन परमाणुओं पर, सक्रिय धातुओं की कार्रवाई के तहत। | CH2 बीआर-सीएच बीआर-CH3+ मिलीग्राम aCH2=CH-CH3+ एमजीबीआर2 जिंक का भी उपयोग किया जा सकता है। |
वी. एल्केन्स का निर्जलीकरण 500 डिग्री सेल्सियस पर: |
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छठी. डायन और एल्काइन्स का अधूरा हाइड्रोजनीकरण | 2Н2 + Н2 (कमी) -(kat)à 2Н4 |
अल्काडिएन्स।
ये दो दोहरे बंधन वाले हाइड्रोकार्बन हैं। श्रृंखला का पहला सदस्य C3H4 (प्रोपाडीन या एलेन) है। प्रत्यय नाम में प्रकट होता है - डिएन .
डायन में दोहरे बंधन के प्रकार:
1.अछूतादोहरा बंधनदो या दो से अधिक -बंधों द्वारा श्रृंखला में अलग किया गया: CH2=CH-CH2-CH=CH2. इस प्रकार के आहार में ऐल्कीनों के गुण प्रदर्शित होते हैं। |
2. संचयीदोहरा बंधनएक कार्बन परमाणु पर स्थित: सीएच2=सी=सीएच2(एलन) इस तरह के डायन (एलीन्स) एक दुर्लभ और अस्थिर प्रकार के यौगिकों से संबंधित हैं। |
3. जोड़ीदारदोहरा बंधनएक -बॉन्ड द्वारा अलग किया गया: सीएच2=सीएच-सीएच=सीएच2 संयुग्मित डायनों में किसके कारण विशिष्ट गुण होते हैं इलेक्ट्रॉनिक संरचनाअणु, अर्थात् चार sp2 कार्बन परमाणुओं का एक सतत अनुक्रम। |
डायने समरूपता
1. समरूपता डबल बॉन्ड पोजीशन: |
2. समरूपता कार्बन कंकाल: |
3. इंटरक्लाससंवयविता एल्काइनेस के साथ तथा साइक्लोअल्केनेस . उदाहरण के लिए, निम्नलिखित यौगिक सूत्र C4H6 के अनुरूप हैं:
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4. स्थानिकसंवयविता डबल बॉन्ड पर कार्बन परमाणुओं में विभिन्न प्रतिस्थापन वाले डायन, जैसे कि एल्केन्स, प्रदर्शित करते हैं सीआईएस-ट्रांस आइसोमेरिज्म.
(1) सीआईएस आइसोमर (2) ट्रांस आइसोमर |
संयुग्मित डायन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना।
ब्यूटाडीन-1,3 . का अणु CH2=CH-CH=CH2चार कार्बन परमाणु होते हैं एसपी2
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संकरित राज्य और एक सपाट संरचना है।
-दोहरे बंध के इलेक्ट्रॉन एकल -इलेक्ट्रॉन बादल बनाते हैं (आसन्न प्रणाली ) और सभी कार्बन परमाणुओं के बीच निरूपित होते हैं।
कार्बन परमाणुओं के बीच बंधों की बहुलता (सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़े की संख्या) का एक मध्यवर्ती मूल्य होता है: विशुद्ध रूप से एकल और विशुद्ध रूप से दोहरे बंधन नहीं होते हैं। ब्यूटाडाइन की संरचना सूत्र द्वारा अधिक सटीक रूप से परिलक्षित होती है स्थानीयकृत "डेढ़" बांड।
संयुग्मित alkadienees के रासायनिक गुण।
संयुग्मित DIENES के अलावा की प्रतिक्रियाएं। हैलोजन, हाइड्रोजन हैलाइड, पानी और अन्य ध्रुवीय अभिकर्मकों का योग एक इलेक्ट्रोफिलिक तंत्र द्वारा होता है (जैसे कि एल्केन्स में)। दो डबल बॉन्ड्स (1,2-जोड़) में से एक के अलावा, संयुग्मित डायन को तथाकथित 1,4-जोड़ द्वारा विशेषता है, जब दो डबल बॉन्ड की पूरी डेलोकाइज्ड सिस्टम प्रतिक्रिया में भाग लेती है: 1,2- और 1,4-अतिरिक्त उत्पादों का अनुपात प्रतिक्रिया की स्थिति पर निर्भर करता है (तापमान में वृद्धि के साथ, आमतौर पर 1,4-जोड़ की संभावना बढ़ जाती है)। |
1. हाइड्रोजनीकरण। CH3-CH2-CH=CH2 (1,2 उत्पाद) CH2=CH-CH=CH2 + H2 CH3-CH=CH-CH3 (1,4 उत्पाद) एक Ni उत्प्रेरक की उपस्थिति में, एक पूर्ण हाइड्रोजनीकरण उत्पाद प्राप्त होता है: CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2 -(Ni, t)à CH3-CH2-CH2-CH3 |
2. हलोजनीकरण, हाइड्रोहेलोजनीकरण और जलयोजन 1,4-लगाव। 1,2-लगाव। ब्रोमीन की अधिकता के साथ, इसका एक और अणु शेष दोहरे बंधन की साइट पर 1,2,3,4-टेट्राब्रोमोब्यूटेन बनाने के लिए जोड़ा जाता है। |
3. पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया। प्रतिक्रिया मुख्य रूप से 1,4-तंत्र द्वारा आगे बढ़ती है, जिसमें कई बांडों के साथ एक बहुलक का निर्माण होता है, जिसे कहा जाता है रबड़ : nCH2=CH-CH=CH2 à (-CH2-CH=CH-CH2-)n आइसोप्रीन का पोलीमराइजेशन: nCH2=C–CH=CH2 à(–CH2 –C =CH –CH2 –)n CH3 CH3 (पॉलीसोप्रीन) |
ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं - नरम, कठोर, साथ ही जलती हुई। वे उसी तरह आगे बढ़ते हैं जैसे कि अल्केन्स के मामले में - हल्के ऑक्सीकरण की ओर जाता है पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, और कठोर ऑक्सीकरण - विभिन्न उत्पादों के मिश्रण के लिए, डायन की संरचना पर निर्भर करता है: सीएच 2 = सीएच -सीएच = सीएच 2 + केएमएनओ 4 + एच 2 ओ à सीएच 2 - सीएच - सीएच - सीएच 2 + एमएनओ 2 + केओएच |
अल्काडिएन्स जल रहे हैंकार्बन डाइऑक्साइड और पानी के लिए। C4H6 + 5.5O2 à 4CO2 + 3H2O |
अल्काडिएन्स प्राप्त करना।
1. उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरणअल्केन्स (एल्किन्स के गठन के चरण के माध्यम से)। इस तरह, तेल शोधन गैसों और संबंधित गैसों में निहित ब्यूटेन से उद्योग में डिवाइनिल प्राप्त किया जाता है: आइसोप्रीन आइसोपेंटेन (2-मिथाइलब्यूटेन) के उत्प्रेरक डिहाइड्रोजनीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है: |
2. लेबेदेव का संश्लेषण: (उत्प्रेरक - ऑक्साइड Al2O3, MgO, ZnO . का मिश्रण) 2 C2H5OH - (Al2O3, MgO, ZnO, 450˚C)à CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 |
3. डाइहाइड्रिक अल्कोहल का निर्जलीकरण: |
4. क्षार के ऐल्कोहॉलिक विलयन की डाइहैलोऐल्केनों पर क्रिया (डीहाइड्रोहैलोजनेशन)): |
श्रेणी C3 USE के कार्यों में, ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं विशेष कठिनाइयों का कारण बनती हैं कार्बनिक पदार्थएक अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4, कार्बन श्रृंखला में एक विराम के साथ आगे बढ़ रहा है। उदाहरण के लिए, प्रोपेन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार आगे बढ़ रही है:
चौधरी 3 – चौधरी = चौधरी 2 + केएमएनओ4 + एच 2 इसलिए 4 → चौधरी 3 कूह + सीओ 2 + एमएनएसओ 4 + क 2 इसलिए 4 + एच 2 ओह
इस तरह के जटिल रेडॉक्स समीकरणों में कारक के लिए, मानक तकनीक एक इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का सुझाव देती है, लेकिन एक और प्रयास के बाद, यह स्पष्ट हो जाता है कि यह पर्याप्त नहीं है। यहां समस्या की जड़ इस तथ्य में निहित है कि इलेक्ट्रॉनिक संतुलन से लिए गए ऑक्सीडाइज़र के सामने गुणांक को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। यह लेखदो तरीके प्रदान करता है जो आपको ऑक्सीडाइज़र के सामने सही कारक चुनने की अनुमति देता है, ताकि अंत में सभी तत्वों को बराबर किया जा सके। प्रतिस्थापन विधिगुणांक को ऑक्सीकरण एजेंट के सामने बदलने के लिए, यह उन लोगों के लिए अधिक उपयुक्त है जो लंबे समय तक और श्रमसाध्य रूप से गिनने में सक्षम हैं, क्योंकि इस तरह से गुणांक की व्यवस्था लंबी हो सकती है (इस उदाहरण में, इसमें 4 प्रयास लगे ) प्रतिस्थापन विधि का उपयोग "तालिका" विधि के संयोजन में किया जाता है, जिसकी चर्चा इस लेख में विस्तार से की गई है। विधि "बीजगणितीय"आपको ऑक्सीकरण एजेंट के सामने गुणांक को कम सरल और मज़बूती से बदलने की अनुमति देता है, लेकिन बहुत तेज़ केएमएनओ 4प्रतिस्थापन पद्धति की तुलना में, हालांकि, इसका दायरा सीमित है। "बीजगणितीय" विधि का उपयोग केवल ऑक्सीडाइज़र के सामने गुणांक को बदलने के लिए किया जा सकता है केएमएनओ 4कार्बन श्रृंखला में एक विराम के साथ आगे बढ़ने वाले कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में।
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विषय पर: पद्धतिगत विकास, प्रस्तुतियाँ और नोट्स
रासायनिक समीकरणों में गुणांकों की व्यवस्था
शिक्षक, मुख्य होने के नाते अभिनेतासंगठन में संज्ञानात्मक गतिविधिछात्र लगातार सीखने की दक्षता में सुधार के तरीकों की तलाश कर रहे हैं। प्रभावी प्रशिक्षण का आयोजन...
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, कार्बनिक पदार्थकम करने वाले एजेंटों के गुण अधिक बार प्रदर्शित होते हैं, जबकि वे स्वयं ऑक्सीकृत होते हैं। कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की आसानी ऑक्सीकरण एजेंट के साथ बातचीत करते समय इलेक्ट्रॉनों की उपलब्धता पर निर्भर करती है। सभी ज्ञात कारक जो कार्बनिक यौगिकों के अणुओं (उदाहरण के लिए, सकारात्मक आगमनात्मक और मेसोमेरिक प्रभाव) में इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि का कारण बनते हैं, उनकी ऑक्सीकरण करने की क्षमता में वृद्धि होगी और इसके विपरीत।
कार्बनिक यौगिकों की ऑक्सीकरण की प्रवृत्ति उनकी वृद्धि के साथ बढ़ जाती है न्यूक्लियोफिलिसिटी, जो निम्न पंक्तियों से मेल खाती है:
श्रृंखला में न्यूक्लियोफिलिसिटी की वृद्धि
विचार करना रेडॉक्स प्रतिक्रियाएंसबसे महत्वपूर्ण वर्गों के प्रतिनिधि कार्बनिक पदार्थकुछ अकार्बनिक ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ।
एल्कीन ऑक्सीकरण
हल्के ऑक्सीकरण के साथ, एल्केन्स ग्लाइकोल (डायहाइड्रिक अल्कोहल) में परिवर्तित हो जाते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में कम करने वाले परमाणु दोहरे बंधन से जुड़े कार्बन परमाणु हैं।
पोटेशियम परमैंगनेट के घोल के साथ प्रतिक्रिया एक तटस्थ या थोड़ा क्षारीय माध्यम में निम्नानुसार होती है:
3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3CH 2 OH-CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
अधिक गंभीर परिस्थितियों में, ऑक्सीकरण से दोहरे बंधन में कार्बन श्रृंखला टूट जाती है और दो एसिड (एक प्रबल क्षारीय माध्यम में, दो लवण) या एक एसिड और कार्बन डाइऑक्साइड (एक प्रबल क्षारीय माध्यम में, एक नमक और) का निर्माण होता है। एक कार्बोनेट):
1) 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O
2) 5CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O
3) सीएच 3 सीएच = सीएचसीएच 2 सीएच 3 + 8 केएमएनओ 4 + 10 केओएच → सीएच 3 कुक + सी 2 एच 5 कुक + 6 एच 2 ओ + 8 के 2 एमएनओ 4
4) सीएच 3 सीएच \u003d सीएच 2 + 10 केएमएनओ 4 + 13 केओएच → सीएच 3 कुक + के 2 सीओ 3 + 8 एच 2 ओ + 10 के 2 एमएनओ 4
सल्फ्यूरिक एसिड माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट 1 और 2 प्रतिक्रियाओं के समान ही अल्केन्स का ऑक्सीकरण करता है।
एल्केन्स के ऑक्सीकरण के दौरान, जिसमें दोहरे बंधन में कार्बन परमाणुओं में दो कार्बन रेडिकल होते हैं, दो कीटोन बनते हैं:
एल्काइन ऑक्सीकरण
एल्केनीज़ की तुलना में थोड़ी अधिक गंभीर परिस्थितियों में अल्काइन्स ऑक्सीकरण करते हैं, इसलिए वे आमतौर पर कार्बन श्रृंखला को तोड़ने वाले ट्रिपल बॉन्ड के साथ ऑक्सीकरण करते हैं। जैसा कि एल्केन्स के मामले में होता है, यहां कम करने वाले परमाणु एक से अधिक बंधन से जुड़े कार्बन परमाणु होते हैं। प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एसिड और कार्बन डाइऑक्साइड बनते हैं। अम्लीय वातावरण में परमैंगनेट या पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:
5CH 3 C≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O
एसिटिलीन को पोटेशियम परमैंगनेट के साथ एक तटस्थ माध्यम में पोटेशियम ऑक्सालेट में ऑक्सीकृत किया जा सकता है:
3CH≡CH +8KMnO4 → 3KOOC -COOK +8MnO 2 +2KOH +2H 2 O
एक अम्लीय वातावरण में, ऑक्सीकरण ऑक्सालिक एसिड या कार्बन डाइऑक्साइड में जाता है:
5CH≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O
CH≡CH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4
बेंजीन होमोलॉग्स का ऑक्सीकरण
बेंजीन काफी कठोर परिस्थितियों में भी ऑक्सीकरण नहीं करता है। बेंजीन होमोलॉग्स को पोटेशियम परमैंगनेट के एक तटस्थ माध्यम में पोटेशियम बेंजोएट के समाधान के साथ ऑक्सीकरण किया जा सकता है:
सी 6 एच 5 सीएच 3 + 2 केएमएनओ 4 → सी 6 एच 5 कुक + 2 एमएनओ 2 + केओएच + एच 2 ओ
सी 6 एच 5 सीएच 2 सीएच 3 + 4 केएमएनओ 4 → सी 6 एच 5 कुक + के 2 सीओ 3 + 2 एच 2 ओ + 4 एमएनओ 2 + केओएच
एक एसिड माध्यम में डाइक्रोमेट या पोटेशियम परमैंगनेट के साथ बेंजीन होमोलॉग के ऑक्सीकरण से बेंजोइक एसिड का निर्माण होता है।
5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 +9 H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O
5सी 6 एच 5 -सी 2 एच 5 + 12केएमएनओ 4 + 18एच 2 एसओ 4 → 5सी 6 एच 5 सीओओएच + 5सीओ 2 + 12एमएनएसओ 4 + 6के 2 एसओ 4 + 28एच 2 ओ
शराब ऑक्सीकरण
प्राथमिक अल्कोहल के ऑक्सीकरण के प्रत्यक्ष उत्पाद एल्डिहाइड हैं, जबकि द्वितीयक अल्कोहल केटोन हैं।
अल्कोहल के ऑक्सीकरण के दौरान बनने वाले एल्डिहाइड आसानी से एसिड में ऑक्सीकृत हो जाते हैं; इसलिए, प्राथमिक अल्कोहल से एल्डिहाइड, एल्डिहाइड के क्वथनांक पर एक एसिड माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट के साथ ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। वाष्पीकरण, एल्डिहाइड के पास ऑक्सीकरण के लिए समय नहीं है।
3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
किसी भी वातावरण में ऑक्सीडाइज़र (KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7) की अधिकता के साथ प्राथमिक अल्कोहलकार्बोक्जिलिक एसिड या उनके लवण के लिए ऑक्सीकरण, और माध्यमिक वाले केटोन्स के लिए।
5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O
3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CH 3-COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O
इन परिस्थितियों में तृतीयक अल्कोहल का ऑक्सीकरण नहीं होता है, लेकिन मिथाइल अल्कोहल कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है।
डायहाइड्रिक अल्कोहल, एथिलीन ग्लाइकॉल HOCH 2-CH 2 OH, जब KMnO 4 या K 2 Cr 2 O 7 के घोल के साथ अम्लीय माध्यम में गर्म किया जाता है, तो आसानी से ऑक्सालिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है, और पोटेशियम ऑक्सालेट के लिए तटस्थ होता है।
5CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 22H 2 O
3CH 2 (OH) - CH 2 (OH) + 8KMnO 4 → 3KOOC -COOK + 8MnO 2 + 2KOH + 8H 2 O
एल्डिहाइड और कीटोन्स का ऑक्सीकरण
एल्डिहाइड बल्कि मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं, और इसलिए विभिन्न ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा आसानी से ऑक्सीकरण किया जाता है, उदाहरण के लिए: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH, Cu (OH) 2। गर्म होने पर सभी प्रतिक्रियाएं होती हैं:
3CH 3 CHO + 2KMnO 4 → CH 3 COOH + 2CH 3 कुक + 2MnO 2 + H 2 O
3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
सीएच 3 सीएचओ + 2 केएमएनओ 4 + 3 केओएच → सीएच 3 कुक + 2 के 2 एमएनओ 4 + 2 एच 2 ओ
5CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
सीएच 3 सीएचओ + बीआर 2 + 3NaOH → सीएच 3 कूना + 2NaBr + 2H 2 O
सिल्वर मिरर रिएक्शन
सिल्वर ऑक्साइड के अमोनिया घोल के साथ, एल्डिहाइड को कार्बोक्जिलिक एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो अमोनिया के घोल ("सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया) में अमोनियम लवण देते हैं:
सीएच 3 सीएच \u003d ओ + 2 ओएच → सीएच 3 सीओएनएच 4 + 2एजी + एच 2 ओ + 3एनएच 3
सीएच 3 -सीएच \u003d ओ + 2 सीयू (ओएच) 2 → सीएच 3 सीओओएच + क्यू 2 ओ + 2 एच 2 ओ
फॉर्मिक एल्डिहाइड (फॉर्मेल्डिहाइड) एक नियम के रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत होता है:
5HCOH + 4KMnO4 (झोपड़ी) + 6H 2 SO 4 → 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 5CO 2 + 11H 2 O
3CH 2 O + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CO 2 + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O
HCHO + 4OH → (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag↓ + 2H 2 O + 6NH 3
HCOH + 4Cu(OH) 2 → CO 2 + 2Cu 2 O↓+ 5H 2 O
केटोन्स को एक अंतराल के साथ मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा गंभीर परिस्थितियों में ऑक्सीकृत किया जाता है सी-सी कनेक्शनऔर अम्लों का मिश्रण दें:
कार्बोक्जिलिक एसिड।प्रबल अम्लों के बीच दृढ गुणफॉर्मिक और ऑक्सालिक होते हैं, जो कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत होते हैं।
HCOOH + HgCl 2 \u003d CO 2 + Hg + 2HCl
HCOOH + Cl 2 \u003d CO 2 + 2HCl
HOOC-COOH + Cl 2 \u003d 2CO 2 + 2HCl
चींटी का तेजाब, अलावा अम्ल गुण, विशेष रूप से कम करने वाले एल्डिहाइड के कुछ गुणों को भी प्रदर्शित करता है। फिर इसे कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए:
2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 8H2O
जब मजबूत निर्जलीकरण एजेंटों (H2SO4 (सांद्र) या P4O10) के साथ गर्म किया जाता है तो यह विघटित हो जाता है:
HCOOH →(t)CO + H2O
अल्केन्स का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण:
एल्केन्स का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण:
फिनोल ऑक्सीकरण:
4.5.बी. एल्केनीज़ का ऑक्सीडेटिव क्लेवाज
गर्म होने पर या जलीय सल्फ्यूरिक एसिड में KMnO 4 के घोल के साथ-साथ एसिटिक एसिड में क्रोमियम (VI) ऑक्साइड CrO 3 के घोल के साथ एल्केन्स के ऑक्सीकरण के दौरान, पोटेशियम परमैंगनेट के क्षारीय जलीय घोल के साथ अल्केन्स के ऑक्सीकरण के दौरान या पोटेशियम डाइक्रोमेट और सल्फ्यूरिक एसिड, शुरू में गठित ग्लाइकोल ऑक्सीडेटिव गिरावट से गुजरता है। अंतिम परिणाम दोहरे बंधन के स्थल पर कार्बन कंकाल की दरार और दोहरे बंधन पर प्रतिस्थापन के आधार पर केटोन और / या कार्बोक्जिलिक एसिड के अंतिम उत्पादों के रूप में बनता है। यदि दोहरे बंधन में दोनों कार्बन परमाणुओं में केवल एक अल्किल समूह होता है, तो संपूर्ण ऑक्सीकरण का अंतिम उत्पाद कार्बोक्जिलिक एसिड का मिश्रण होगा, दोहरे बंधन में टेट्रासबस्टिट्यूटेड एल्केन दो कीटोन में ऑक्सीकृत होता है। टर्मिनल डबल बॉन्ड के साथ एकल-प्रतिस्थापित एल्केन्स कार्बोक्जिलिक एसिड और कार्बन डाइऑक्साइड से जुड़े होते हैं।
कार्बोक्जिलिक एसिड और कीटोन्स की कम पैदावार के कारण, शास्त्रीय संस्करण में एल्केन्स के संपूर्ण ऑक्सीकरण की प्रतिक्रियाओं को व्यापक अनुप्रयोग नहीं मिला है और पहले मुख्य रूप से विनाशकारी ऑक्सीकरण के उत्पादों से प्रारंभिक एल्केन की संरचना का निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जाता था। वर्तमान में, पोटेशियम परमैंगनेट या डाइक्रोमेट का उपयोग करके कार्बोक्जिलिक एसिड (आरसीओएच) के लिए एल्केन्स (आर-सीएच = सीएच-आर और आर-सीएच = सीएच 2) का ऑक्सीकरण चरण हस्तांतरण कटैलिसीस की शर्तों के तहत किया जाता है। इस मामले में कार्बोक्जिलिक एसिड की पैदावार 90% से अधिक है।
4.5.सी. अल्कीनेस का ओजोनोलिसिस
ओजोन के साथ अल्कीन की प्रतिक्रिया दोहरे बंधन में अल्कीनों के ऑक्सीडेटिव दरार के लिए सबसे महत्वपूर्ण तरीका है। कई दशकों तक, इस प्रतिक्रिया ने प्रारंभिक हाइड्रोकार्बन की संरचना को निर्धारित करने के लिए मुख्य विधि के रूप में कार्य किया, और विभिन्न कार्बोनिल यौगिकों के संश्लेषण में भी आवेदन पाया। ओजोन के साथ एल्कीन की प्रतिक्रिया ओजोन और ऑक्सीजन के ~5% मिश्रण की धारा को -80 0 -100 0 सी पर मेथिलीन क्लोराइड या एथिल एसीटेट में एल्केन के घोल में प्रवाहित करके की जाती है। प्रतिक्रिया के अंत को नियंत्रित किया जाता है पोटेशियम आयोडाइड के साथ मुक्त ओजोन के लिए एक परीक्षण। इस अजीबोगरीब और जटिल प्रतिक्रिया का तंत्र मुख्य रूप से आर। क्रिगे के काम के लिए धन्यवाद स्थापित किया गया है। दोहरे बंधन के लिए 1,3-द्विध्रुवीय साइक्लोडोडिशन का पहला उत्पाद तथाकथित मोलोज़ोनाइड (1,2,3-ट्राईऑक्सोलन) है। यह जोड़ अस्थिर है और फिर रिंग के खुलने और बनने के साथ अनायास विघटित हो जाता है अंतिम उत्पादसामान्य ओजोनाइड (1,2,4-ट्राईऑक्सोलेन)।
अब यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि मोलोज़ोनाइड का साधारण ओजोनाइड में परिवर्तन विभाजन-पुनर्संयोजन तंत्र द्वारा होता है। मोलोज़ोनाइड एक कार्बोनिल यौगिक और एक द्विध्रुवीय आयन के निर्माण के साथ अस्थिर 1,2,3-ट्राईऑक्सोलन रिंग के सहज उद्घाटन से गुजरता है, जो तब 1,3-द्विध्रुवीय साइक्लोडडिशन योजना के अनुसार एक दूसरे के साथ भी प्रतिक्रिया करता है।
सामान्य ओजोनाइड में मोलोज़ोनाइड के पुनर्व्यवस्था की उपरोक्त योजना की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि यदि ओजोनाइड के पूर्ण गठन से पहले प्रतिक्रिया मिश्रण में एक और कार्बोनिल यौगिक द्विध्रुवी आयन के "अवरोधक" के रूप में मौजूद है, तो तथाकथित " मिश्रित ओजोनाइड" बनता है। उदाहरण के लिए, ओजोनाइजेशन में सीआईएस 18 ओ आइसोटोप के साथ लेबल किए गए बेंजाल्डिहाइड की उपस्थिति में -स्टिलबिन, लेबल ईथर का हिस्सा है, न कि ओजोनाइड का पेरोक्साइड ब्रिज:
यह परिणाम बेंजाल्डिहाइड लेबल वाले द्विध्रुवीय आयन के पुनर्संयोजन पर मिश्रित ओजोनाइड के निर्माण के साथ अच्छा समझौता है:
ओजोनाइड अत्यधिक अस्थिर यौगिक हैं जो विस्फोटक रूप से विघटित होते हैं। वे व्यक्तिगत रूप से अलग-थलग नहीं होते हैं, लेकिन विभिन्न प्रकार के रीजेंट्स की कार्रवाई के तहत विभाजित होते हैं। रिडक्टिव और ऑक्सीडेटिव क्लेवाज के बीच अंतर करना आवश्यक है। हाइड्रोलिसिस के दौरान, ओजोनाइड्स धीरे-धीरे कार्बोनिल यौगिकों और हाइड्रोजन पेरोक्साइड में विभाजित हो जाते हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड एल्डिहाइड को कार्बोक्जिलिक एसिड में ऑक्सीकृत करता है। यह ओजोनाइड्स का तथाकथित ऑक्सीडेटिव अपघटन है:
इस प्रकार, ओजोनाइड्स के ऑक्सीडेटिव अपघटन के दौरान, प्रारंभिक एल्केन की संरचना के आधार पर कार्बोक्जिलिक एसिड और (या) कीटोन बनते हैं। वायु ऑक्सीजन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पेरासिड या सिल्वर हाइड्रॉक्साइड का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में किया जा सकता है। अक्सर सिंथेटिक अभ्यास में, एसिटिक या फॉर्मिक एसिड में हाइड्रोजन पेरोक्साइड, साथ ही एक क्षारीय माध्यम में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है।
व्यवहार में, ओजोनाइड्स के ऑक्सीडेटिव अपघटन की विधि का उपयोग मुख्य रूप से कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
ओजोनाइड्स का रिडक्टिव क्लेवाज अधिक महत्वपूर्ण है। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले कम करने वाले एजेंट जिंक और एसिटिक एसिड, ट्राइफेनिलफॉस्फीन या डाइमिथाइल सल्फाइड हैं। इस मामले में, ओजोनोलिसिस के अंतिम उत्पाद एल्डीहाइड या कीटोन हैं, जो प्रारंभिक एल्केन की संरचना पर निर्भर करते हैं।
उपरोक्त उदाहरणों से यह देखा जा सकता है कि एक दोहरे बंधन में प्रतिस्थापित एक एल्केन टेट्राओज़ोनाइड के ओजोनोलिसिस और बाद में रिडक्टिव अपघटन के दौरान दो कीटोन बनाता है, जबकि एक त्रिप्रतिस्थापित एल्केन एक कीटोन और एक एल्डिहाइड देता है। ओजोनोलिसिस के दौरान एक असंतुलित सममित एल्केन दो एल्डीहाइड बनाता है, और एक टर्मिनल बॉन्ड के साथ अल्कीन एक एल्डिहाइड और फॉर्मलाडेहाइड बनाते हैं।
ओजोनोलिसिस का एक दिलचस्प संशोधन वह तरीका है जहां सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग ओजोनाइड कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। इस मामले में, अंतिम प्रतिक्रिया उत्पाद प्राथमिक या माध्यमिक अल्कोहल होते हैं, जो क्रमशः एल्डिहाइड और एक्सटोन की कमी के दौरान बनते हैं।
अल्केन्स का ओजोनोलिसिस एक जटिल, समय लेने वाली और विस्फोटक प्रक्रिया है जिसके लिए विशेष उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस कारण से, कार्बोनिल यौगिकों और कार्बोक्जिलिक एसिड के लिए अल्केन्स के ऑक्सीडेटिव दरार के लिए अन्य तरीके विकसित किए गए हैं, जो सिंथेटिक अभ्यास में ओजोनोलिसिस प्रतिक्रिया को सफलतापूर्वक प्रतिस्थापित करते हैं।
एल्किन्स के ऑक्सीडेटिव विनाश के लिए आधुनिक प्रारंभिक विधियों में से एक आर. लेमीक्स द्वारा 1955 में प्रस्तावित किया गया था। यह विधि पोटेशियम परमैंगनेट के साथ एल्केन्स के हाइड्रॉक्सिलेशन पर आधारित है, इसके बाद पीएच ~ 7 8 पर सोडियम पीरियोडेट NaIO 4 के साथ विसिनल ग्लाइकॉल की दरार होती है। पीरियोडेट स्वयं एल्केन के साथ बातचीत नहीं करता है। इस दो-चरण ऑक्सीडेटिव क्लेवाज के उत्पाद केटोन या कार्बोक्जिलिक एसिड होते हैं, क्योंकि इन शर्तों के तहत एल्डिहाइड को कार्बोक्जिलिक एसिड में भी ऑक्सीकृत किया जाता है। लेमीक्स विधि में, प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक, मैंगनीज डाइऑक्साइड को अलग करने की श्रमसाध्य समस्या उत्पन्न नहीं होती है, क्योंकि डाइऑक्साइड और मैंगनेट दोनों एक परमैंगनेट आयन के लिए आवधिक के साथ फिर से ऑक्सीकृत हो जाते हैं। यह केवल पोटेशियम परमैंगनेट की उत्प्रेरक मात्रा का उपयोग करने की अनुमति देता है। लेमीक्स विधि द्वारा एल्केन्स के ऑक्सीडेटिव क्लेवाज के कुछ विशिष्ट उदाहरण नीचे दिए गए हैं।
सिट्रोनेलोल, एक अल्कोहल जो गुलाब के तेल, जेरेनियम और नींबू के तेल का हिस्सा है, पोटेशियम परमैंगनेट और सोडियम पीरियोडेट के मिश्रण के साथ जलीय एसीटोन में 5-10 0 सी से 6-हाइड्रॉक्सी-4-मिथाइलहेक्सानेकारबॉक्सिलिक एसिड में मात्रात्मक उपज के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है।
इस विधि का एक अन्य रूप पोटेशियम परमैंगनेट (लेमीक्स एंड जॉनसन 1956) के बजाय ऑस्मियम टेट्रोक्साइड की उत्प्रेरक मात्रा का उपयोग करता है। OsO4 और NaIO4 के संयोजन का एक विशेष लाभ यह है कि यह एल्डिहाइड अवस्था में ऑक्सीकरण को रोकने की अनुमति देता है। ऑस्मियम टेट्रोक्साइड, ऑस्मेट बनाने के लिए एल्केन के दोहरे बंधन को जोड़ता है, जो ऑस्मियम टेट्रोक्साइड के पुनर्जनन के साथ कार्बोनिल यौगिकों के लिए सोडियम पीरियोडेट द्वारा ऑक्सीकृत होता है।
ऑस्मियम टेट्रोक्साइड के बजाय, रूथेनियम टेट्रोक्साइड RuO4 का भी उपयोग किया जा सकता है। लेमीक्स-जॉनसन एल्केन्स के ऑक्सीडेटिव डिग्रेडेशन से ओजोनाइड्स के रिडक्टिव क्लेवाज के साथ ओजोनोलिसिस के समान उत्पाद होते हैं।
आधुनिक कार्बनिक रसायन विज्ञान की विशेषता के संदर्भ में, इसका अर्थ है कि OsO4 -NaIO4 का संयोजन है सिंथेटिक समकक्षअल्केन्स की ओजोनोलिसिस प्रतिक्रियाएं जिसके बाद रिडक्टिव क्लेवाज होता है। इसी तरह, परमैंगनेट और पीरियोडेट के मिश्रण के साथ एल्केन्स का ऑक्सीकरण ओजोनाइड्स के ऑक्सीडेटिव गिरावट के साथ ओजोनोलिसिस के सिंथेटिक समकक्ष है।
इस प्रकार, एल्केन्स का ऑक्सीकरण न केवल अल्कोहल, एपॉक्साइड, डायोल, एल्डिहाइड, कीटोन और कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त करने के लिए प्रारंभिक तरीकों का एक सेट है; यह प्रारंभिक एल्केन की संरचना को स्थापित करने के संभावित तरीकों में से एक है। तो, परिणाम के अनुसार, एल्केन का ऑक्सीडेटिव क्षरण अणु में दोहरे बंधन की स्थिति निर्धारित कर सकता है, जबकि स्टीरियोकेमिकल परिणाम सिन-या विरोधीएल्केन का हाइड्रॉक्सिलेशन इसकी ज्यामिति के बारे में निष्कर्ष निकालना संभव बनाता है।
