Yer değiştirme (sentez) reaksiyonları, belirli bir reaktifin bir grubu, başka bir reaktif grubuyla pozisyon değiştirdiğinde meydana gelen reaksiyonlardır. En yaygın olarak yüksek kararlılığa sahip bileşiklerde (doymuş zincirlere sahip olanlar) meydana gelirler. Genellikle bu sentezler, reaksiyon ortamına ısı veya ultraviyole ışığın dahil edilmesiyle meydana gelir.
Sen alkanlar sadece doymuş zincirlere (sadece karbon atomları arasındaki basit bağlar) sahip oldukları için ikame reaksiyonlarına girmeye eğilimli organik bileşiklerdir. Metil klorür (anestezik olarak kullanılan gaz) gibi organik halojenürlerden kaynaklanan sentezler için yaygın olarak kullanılırlar.
Alkanlarla en yaygın ikame reaksiyonları şunlardır:
halojenasyon;
nitratlama;
sülfonasyon;
a) Halojenasyon
Alkan molekülünün bir halojen molekülü (Cl) ile reaksiyona girdiği bir sentezdir.2, br2, BEN2 ve F2). ben kullanımı2 son derece yavaş bir reaksiyonu teşvik ettiği için çok uygulanabilir değildir. Zaten F kullanımı2 organik maddeyi yok eden patlayıcı bir reaksiyon olduğu için önerilmez.
Br ile alkanların halojenasyonu için2 veya Cl2 olmak, ışığın varlığı gereklidir (λ) veya güçlü ısıtma. Kullanılan halojenden bağımsız olarak, bu ikame reaksiyonunun son ürünü her zaman bir organik halojenür. Daha sonra ikame, bir alkan karbonunun bir hidrojen atomu ile bir halojen atomu arasında gerçekleşecek ve bir organik halojenür ve bir asit halojenür (inorganik asit) ile sonuçlanacaktır. Bir örneğe bakın:
Alkanın ikiden fazla sayıda karbonu varsa, aşağıdaki öncelik sırasına göre bir hidrojenin bir halojen ile değiştirilmesini sağlayacağız:
Üçüncül karbonda H > ikincil karbonda H > birincil karbonda H
Aşağıdaki örnekte, ikincil karbonun H'sinin bir Br atomu ile değiştirildiğini görebiliriz.
Gözlem: alkan ikiden fazla karbona sahip olduğunda, birden fazla organik halojenür oluşacaktır. Oluşan halojenürlerin miktarı öncelik sırasını takip edecektir. Bazı örneklere bakın:
Bütan Brominasyonu:
Aşağıdaki denklemde 2-bromo-bütan oluşumunu gözlemliyoruz (öncelikli olduğundan daha fazla miktarda). ikincil karbon üzerinde gerçekleştirilen değişim nedeniyle ikame) ve 1-bromo-bütan (daha az ölçüde Tutar).
2-bromo-bütan 1-bromo-bütan
Metil propanın klorlanması:
2-kloro-1-kloro-
2-metil-2-metil-
propan propan
Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)
b) Nitrasyon
Bu reaksiyonda nitrik asit (HNO3) bir nitro grubu için bir alkan hidrojeni değiştirerek alkan ile reaksiyona girer (NO2) asit, bu da bir nitro bileşik ve bir su molekülünde. Bir asidin varlığına sahip olduğumuz için bir katalizör kullanmak gerekli değildir.
Gözlem: halojenasyonda hidrojen değişimi için kullanılan öncelik kuralları nitrasyonda da kullanılır.
Pentan nitrasyonunu takip edin:
3-nitro-pentan 2-nitro-pentan
1-nitro-pentan
Yukarıdaki denklemde 3-nitro-pentan oluşumunu gözlemledik (değişim nedeniyle değiştirmede bir öncelik olduğu için daha büyük miktarda üçüncül karbon üzerinde gerçekleştirilebilir), 2-nitro-pentan (ikincil karbon üzerinde hidrojen değişimi) ve 1-nitro-pentan (küçük Tutar).
c) Sülfonasyon
Bu reaksiyonda, sülfürik asit (H2SADECE4) bir sülfonik grup için bir alkan hidrojeni değiştirerek alkan ile reaksiyona girer (SO3H) asit, bu da bir Sülfonik asit ve bir su molekülü. Bir asidin varlığına sahip olduğumuz için bir katalizör kullanmak gerekli değildir.
Gözlem: halojenasyonda hidrojen değişimi için kullanılan aynı öncelik kuralları sülfonasyonda da kullanılır.
Pentan sülfonasyonunu takip edin:
Penta-3-sülfonik asit Penta-2-sülfonik asit
Penta-1-sülfonik asit
Benden Diogo Lopes Dias
Bu metne bir okulda veya akademik bir çalışmada atıfta bulunmak ister misiniz? Bak:
GÜNLER, Diogo Lopes. "Alkanlarda yer değiştirme reaksiyonları"; Brezilya Okulu. Uygun: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-substituicao-alcanos.htm. 28 Haziran 2021'de erişildi.
Kimya
Alkanlar, hidrokarbonlar, metan, doymuş zincir, alifatik, parafinler, yakıtlar, benzin, mineral mum, petrol, petrol şist, doğal gaz, petrokimya endüstrisi.
Alkanlar isimlendirmesi, hidrokarbon fonksiyonu, karbon değerleri, International Union of Saf ve Uygulamalı Kimya, IUPAC, doymuş alifatik hidrokarbonlar, tekli bağlar, bileşikler Organik.
Kimya
Buraya tıklayın ve kullanılan reaktiflerin (organik ve inorganik) bileşenlerinden birini değiştirerek yeni maddeler oluşturduğu kimyasal bir süreç olan ikame reaksiyonu hakkında daha fazla bilgi edinin. Reaktif olarak en çok kullanılan maddeler arasında alkanlar, benzen ve organik halojenürler bulunur.