यदि एक साधारण ईथर में समूह आर और आर "समान हैं, तो इसे सममित कहा जाता है, यदि अलग-अलग - असममित। कार्बनिक समूहों के नाम ईथर के नाम में शामिल हैं, उनका उल्लेख करते हुए वर्णमाला क्रम, और ईथर शब्द जोड़ें, उदाहरण के लिए, सी 2 एच 5 ओसी 3 एच 7 - प्रोपाइल एथिल ईथर। सममित ईथर के लिए, कार्बनिक समूह के नाम से पहले उपसर्ग "डी" डाला जाता है, उदाहरण के लिए, सी 2 एच 5 ओसी 2 एच 5 डायथाइल ईथर है। कई एस्टर के लिए, ऐतिहासिक रूप से विकसित हुए तुच्छ (सरलीकृत) नाम अक्सर उपयोग किए जाते हैं। ईथर को कभी-कभी यौगिकों के रूप में संदर्भित किया जाता है जिसमें चक्रीय अणु के हिस्से के रूप में सी-ओ-सी ईथर टुकड़ा होता है (चित्र 1); साथ ही, उन्हें यौगिकों के एक अन्य वर्ग, हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कनेक्शन भी हैं सेमी। ALDEHYDES और KETONES), जिसमें एक C-O-C टुकड़ा शामिल है, लेकिन उन्हें एस्टर के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया है, ये हेमीएसेटल हैं - एक कार्बन परमाणु पर एल्कोक्सी और हाइड्रॉक्सी दोनों समूहों वाले यौगिक:> C (OH) OR, और एसिटल भी हैं यौगिक जहां एक कार्बन परमाणु में एक साथ दो आरओ समूह होते हैं: >C(OR) 2 (चित्र 1)। रासायनिक रूप से दो की उपस्थिति बाध्य परमाणु O इन यौगिकों को ईथर से रासायनिक रूप से अलग बनाता है।

चावल। एक। ईथरएक चक्रीय अणु के हिस्से के रूप में एक ईथर का टुकड़ा होता है (अधिक बार ऐसे यौगिकों को हेट्रोसायक्लिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है), साथ ही हेमिसिटल्स और एसिटल्स जिसमें एक ईथर टुकड़ा होता है, लेकिन वर्ग से संबंधित नहीं होता है ईथर.

ईथर के रासायनिक गुण।

ईथर एक विशिष्ट (तथाकथित ईथर) गंध के साथ रंगहीन तरल पदार्थ हैं, व्यावहारिक रूप से पानी के साथ अमिश्रणीय और अधिकांश कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ अनिश्चित काल तक गलत हैं। अल्कोहल और एल्डिहाइड की तुलना में, ईथर रासायनिक रूप से कम सक्रिय होते हैं, उदाहरण के लिए, वे क्षार और क्षार धातुओं के प्रतिरोधी होते हैं (धातु Na का उपयोग ईथर से पानी के निशान हटाने के लिए भी किया जाता है)। क्षार के विपरीत, अम्ल ईथर के टुकड़े को काटते हैं, इसके लिए हाइड्रोजन हैलाइड का अधिक बार उपयोग किया जाता है, HI विशेष रूप से प्रभावी है। कमरे के तापमान पर, अल्कोहल और एल्काइल आयोडाइड दोनों बनते हैं (चित्र 2A), और गर्म होने पर, एल्काइल आयोडाइड और पानी बनते हैं (चित्र 2A), अर्थात। प्रतिक्रिया अधिक गहराई से आगे बढ़ती है। सुगंधित वलय युक्त ईथर दरार के लिए अधिक प्रतिरोधी होते हैं; उनके लिए केवल ए के समान एक कदम संभव है, फिनोल बनता है, और आयोडीन सुगंधित नाभिक में नहीं जोड़ा जाता है (चित्र 2C)।

चावल। 2. स्प्लिटिंग ईथरिक फ्रैगमेंट HI . की कार्रवाई के तहत

ईथर के टुकड़े में ऑक्सीजन परमाणु में एक मुक्त इलेक्ट्रॉन युग्म होता है सी-Ö-सी, इसके कारण, ईथर विभिन्न तटस्थ अणुओं को संलग्न करने में सक्षम होते हैं जो दाता-स्वीकर्ता बांड के गठन के लिए प्रवण होते हैं, ऑक्सीजन परमाणु एक बंधन बनाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी (दाता) देता है, इस जोड़ी को स्वीकार करने वाले की भूमिका है जुड़ने वाले अणु या आयन द्वारा खेला जाता है ( सेमी. अमाइन)। नतीजतन, वहाँ हैं जटिल यौगिक(चित्र 3)।

चावल। 3. ईथर की भागीदारी के साथ जटिल यौगिकों का निर्माण

प्रकाश में वायुमंडलीय ऑक्सीजन की उपस्थिति में, ईथर आंशिक रूप से पेरोक्साइड यौगिकों R-O-O-R "के निर्माण के साथ ऑक्सीकृत हो जाते हैं, जो कम ताप के साथ भी विस्फोट करने में सक्षम होते हैं, इसलिए, जब ईथर को आसवन करना शुरू करते हैं, तो इसे कम करने वाले एजेंटों के साथ पूर्व-उपचार किया जाता है। जो परॉक्साइड्स को नष्ट कर देते हैं, यह अक्सर ईथर को धात्विक Na के ऊपर स्टोर करने के लिए पर्याप्त होता है।

ईथर प्राप्त करना।

अधिकांश सुविधाजनक तरीका- क्षार धातु की परस्पर क्रिया R "ONa को एल्काइल हैलाइड्स RHal के साथ मिलाती है, इस विधि का उपयोग सममित (चित्र। 4A) और असममित ईथर (चित्र। 4B) दोनों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। उद्योग में, सममित ईथर निर्जलीकरण (जल उन्मूलन) द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। सल्फ्यूरिक एसिड (छवि 4 बी) का उपयोग करने वाले अल्कोहल का, यह विधि एस्टर प्राप्त करना संभव बनाती है जिसमें जैविक समूहआर 5 सी से अधिक परमाणु नहीं।

चावल। चार। ईथर प्राप्त करना

ईथर का उपयोग

मुख्य रूप से इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे कई वसा, रेजिन और वार्निश को बहुत अच्छी तरह से भंग कर देते हैं। सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला डायथाइल ईथर (सी 2 एच 5) 2 ओ है, तकनीकी नाम "सल्फ्यूरिक ईथर" है, क्योंकि यह सल्फ्यूरिक एसिड (छवि 4 बी) की उपस्थिति में प्राप्त होता है। विभिन्न कार्बनिक संश्लेषणों में विलायक के साथ-साथ प्रतिक्रिया माध्यम के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, इसका उपयोग कुछ के निष्कर्षण (निष्कर्षण) के लिए भी किया जाता है। कार्बनिक पदार्थ, उदाहरण के लिए, शराब, जलीय समाधान, क्योंकि ईथर स्वयं पानी में बहुत कम घुलनशील है। चिकित्सा में, सल्फ्यूरिक ईथर का उपयोग संज्ञाहरण के लिए किया जाता है।

डायसोप्रोपाइल ईथर (सीएच 3) 2 सीएचओसीएच (सीएच 3) 2 का उपयोग विलायक के रूप में और ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने के लिए मोटर ईंधन में एक योजक के रूप में किया जाता है।

ऐनिज़ोल C 6 H 5 OCH 3 (चित्र 4) और FENETOL C 6 H 5 OS 2 H 5 (चित्र 3) के रूप में उपयोग किया जाता है मध्यवर्ती उत्पादरंग, दवाएं और सुगंधित पदार्थ प्राप्त करते समय।

डिपेनिलईथर (डाइफिनाइल ऑक्साइड) (सी 6 एच 5) 2 ओ के कारण उच्च तापमानक्वथनांक (259.3 डिग्री सेल्सियस) और रासायनिक स्थिरता का उपयोग गर्मी हस्तांतरण माध्यम के रूप में किया जाता है। ताकि ठंडा होने पर कमरे का तापमानवह नहीं गया ठोस अवस्था(इसका mp। 28–29 ° C), डिपेनिल (C 6 H 5) 2 इसमें मिलाया जाता है। इस तरह का मिश्रण, जिसे डाउथर्म की तकनीक में कहा जाता है, में शीतलक के रूप में काम कर सकता है विस्तृत श्रृंखलातापमान।

डाइऑक्सेन, एक चक्रीय ईथर (CH 2 CH 2 O) 2 (चित्र), रासायनिक गुणों में साधारण ईथर के समान है, लेकिन उनके विपरीत, यह पानी और अधिकांश कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ असीम रूप से गलत है। यह वसा, मोम, तेल, ईथर, सेल्युलोज को घोलता है; यह विभिन्न कार्बनिक संश्लेषणों में प्रतिक्रिया माध्यम के रूप में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मिखाइल लेवित्स्की

ईथर ऑक्सीजन युक्त हाइड्रोकार्बन यौगिकों के प्रकारों में से एक हैं। ईथर दो बड़े वर्गों में विभाजित हैं: जटिल (हम अगले लेख में उनके बारे में बात करेंगे) और सरल।

ईथर एक व्यक्ति पर एक मादक प्रभाव पड़ता है, श्वसन तंत्र और आंखों के श्लेष्म झिल्ली को परेशान करता है, सिरदर्द, मतली और लैक्रिमेशन का कारण बनता है; प्रभावित करना तंत्रिका प्रणाली, पहले उत्तेजना, फिर उनींदापन और गहरी नींद का कारण बनता है। श्वसन अंगों के माध्यम से, एक नियम के रूप में, अभिकर्मक शरीर में प्रवेश करते हैं। नियमित एक्सपोजर के साथ, वे ब्रोंकाइटिस, ट्रेकाइटिस, निमोनिया, हीमोग्लोबिन के स्तर में कमी, गुर्दे की बीमारियों और कार्डियोवैस्कुलर सिस्टम का कारण बन सकते हैं।

अधिकांश ईथर चौथे खतरे वर्ग के हैं, और उन्हें इसकी आवश्यकता नहीं है विशेष साधनउत्पादन में संरक्षण।

ईथर का उपयोग

विलायक के रूप में कार्बनिक संश्लेषण, निष्कर्षण; तेल, वसा, पेंट और वार्निश के लिए विलायक।
- घिसने और घिसने के उत्पादन में एंटीऑक्सीडेंट।
- उच्च आणविक भार पॉलिमर के निर्माण में एक आवश्यक घटक।
- घरेलू रसायनों में भूतल-सक्रिय पदार्थ (सर्फैक्टेंट)।
- चिकित्सा में संज्ञाहरण के साधन।
- ऑक्टेन संख्या बढ़ाने के लिए ईंधन योज्य; दवाओं, स्वादों, रंगों के संश्लेषण में एक मध्यवर्ती उत्पाद।

हमारी वेबसाइट पर आप ईथर के वर्ग से संबंधित अभिकर्मक खरीद सकते हैं, उदाहरण के लिए,। यह एक चक्रीय ईथर है, जो सबसे अधिक मांग वाले ईथरों में से एक है। पेंट, कार्बनिक और अकार्बनिक तेल, लिथियम लवण के लिए विलायक के रूप में उपयोग किया जाता है; क्लोरीन सॉल्वैंट्स के लिए एक स्टेबलाइजर के रूप में।

चक्रीय ईथर में एक इंट्रामोल्युलर ईथर बंधन होता है और संरचना में हेट्रोसाइक्लिक होते हैं। ऑक्सीजन युक्त यौगिक. उन्हें वलय के आकार और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। चक्रीय ईथर के नाम के लिए, प्रतिस्थापनात्मक, मूल-कार्यात्मक, प्रतिस्थापनात्मक नामकरण (अध्याय 1.5) और हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नामकरण का उपयोग किया जाता है। उसी समय, पॉलिएस्टर के लिए, अर्थात। कई ऑक्सीजन परमाणुओं वाले यौगिकों के लिए, प्रतिस्थापन नामकरण (अध्याय 1.5.3) और हेट्रोसायक्लिक यौगिकों का नामकरण (अध्याय 12.1) दोनों लागू होते हैं।

प्रतिस्थापन नामकरण के अनुसार, अविभाज्य उपसर्ग "एपॉक्सी-" का उपयोग किया जाता है, जो ऑक्सीजन ब्रिज से जुड़े कार्बन परमाणुओं के डिजिटल स्थान को दर्शाता है।

कट्टरपंथी-कार्यात्मक नामकरण के अनुसार, यहां प्रयुक्त कार्यात्मक वर्ग "ऑक्साइड" का नाम ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े डाइवलेंट हाइड्रोकार्बन रेडिकल के नाम से जोड़ा जाता है।

प्रतिस्थापन नामकरण के अनुसार नाम का आधार है चक्रीय हाइड्रोकार्बन(अध्याय 8.1) और स्थानापन्न उपसर्ग "ओक्सा-" का प्रयोग किया जाता है।

हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नामकरण के अनुसार चक्रीय ईथर के पहले प्रतिनिधि का नाम ऑक्सीरेन.

चक्रीय monoethers और उनके नाम के उदाहरण:

1,2-एपॉक्सीएथेन, 1,2-एपॉक्सीब्यूटेन, 1,4-एपॉक्सीब्यूटेन,

एथिलीन ऑक्साइड, ब्यूटिलीन ऑक्साइड, टेट्रामेथिलीन ऑक्साइड,

ऑक्सीरेन एथिलॉक्सिरेन टेट्राहाइड्रोफुरन।

3.4.4.1. 1,2-एपॉक्सी यौगिकों की संरचना और गुणों की विशेषताएं
(ऑक्सीरेन्स)

एपॉक्सीथेन लगभग है सही त्रिकोणमहत्वपूर्ण रूप से विकृत बंधन कोण (> 60 डिग्री) के साथ, जो सामान्य ईथर में कोणों से बहुत अलग होते हैं। याद रखें कि डायलकाइल ईथर में मुसीबत का इशारा 109 - 112 ° है, और बंधन कोणसंतृप्त कार्बन परमाणु भी 109° के करीब होते हैं।

रासायनिक गुणऑक्सीरेन अणु में उपस्थिति से निर्धारित होते हैं ध्रुवीय बंधन सी-ओ, तीन-सदस्यीय चक्र में इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े और कोणीय वोल्टेज के साथ एक ऑक्सीजन परमाणु। उनके परिवर्तनों के बीच मूलभूत अंतर यह है कि ईथर की प्रतिक्रियाएं यहां आसानी से आगे बढ़ती हैं और रिंग ओपनिंग के साथ होती हैं, अर्थात। अतिरिक्त उत्पाद बनते हैं।

उत्प्रेरक के बिना कमजोर न्यूक्लियोफाइल के साथ भी प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ सकती हैं, उदाहरण के लिए, पानी के साथ, लेकिन साथ उच्च तापमान; मजबूत न्यूक्लियोफाइल (एमाइन, ऑर्गोमेटेलिक यौगिक) के साथ, बातचीत आसानी से आगे बढ़ती है:

एसिड कटैलिसीस बहुत बढ़ जाता है जेटबांड की ध्रुवता को बढ़ाकर एपॉक्साइड सी-ओमूल सब्सट्रेट में:

ताकि पानी और अल्कोहल की मिलावट आसानी से हो सके।

ऐसे मामलों में जहां आरतथा आरविभिन्न हाइड्रोकार्बन रेडिकल हैं, एपॉक्सी रिंग के दरार की दिशा प्रतिक्रिया तंत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। यदि तंत्र द्विआण्विक है, तो न्यूक्लियोफाइल कम परिरक्षित (प्रतिस्थापित) कार्बन परमाणु पर हमला करता है। यदि, अम्लों की उपस्थिति में, एक स्थायी कार्बोकेशन बनाया जा सकता है, तो प्रतिक्रिया एक मोनोमोलेक्यूलर तंत्र के अनुसार आगे बढ़ती है, जिसका पहला चरण किसी एक का दरार है सी-ओसब्सट्रेट के बांड, और न्यूक्लियोफाइल फिर कार्बोकेशन सेंटर में जुड़ जाते हैं। उदाहरण के लिए:

निर्जल मीडिया में लुईस एसिड 1,2-एपॉक्सी यौगिकों के डिमराइजेशन, ओलिगोमेराइजेशन और पोलीमराइजेशन का कारण बनता है:

3.4.4.2. 1,2-एपॉक्सी यौगिक बनाने की विधियाँ

ऑक्सीरेन को ए-हैलोजन-प्रतिस्थापित अल्कोहल (हैलोहाइड्रिन) के इंट्रामोल्युलर एल्केलाइज़ेशन और एल्केन्स के प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

अम्ल गुणहलोजन के स्वीकर्ता प्रभाव के कारण और की उपस्थिति में हेलोहाइड्रिन बढ़ जाते हैं मजबूत आधारआयन बनता है, जिसमें नाभिकस्नेही प्रतिस्थापन:

एल्केन्स का प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण योजना के अनुसार होता है:

.

उदाहरण के लिए, 520 . पर चांदी के उत्प्रेरक के ऊपर वायु ऑक्सीजन के साथ एथीन के ऑक्सीकरण के दौरान एपॉक्सीथेन बनता है प्रति:

.

यह प्रतिक्रिया महान औद्योगिक महत्व की है। एथिलीन ऑक्साइड का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 5 मिलियन टन है।

कार्बनिक पेरोक्सी एसिड का उपयोग करके अन्य एल्केन्स के एपॉक्सी डेरिवेटिव प्राप्त किए जा सकते हैं ( RCOOOH) - प्रिलेज़ेव की प्रतिक्रिया* (अध्याय 4.1.4.3, 6.4.6)।

3.4.4.3. क्राउन ईथर

क्राउन ईथर चक्रीय पॉलीएस्टर होते हैं जिनमें 9-60 रिंग परमाणु होते हैं, जिसमें 3-20 ईथर ऑक्सीजन परमाणु शामिल होते हैं। उन्हें 1960 के दशक में चार्ल्स पेडर्सन द्वारा खोजा गया था, जिसके लिए उन्हें 1987 में नोबेल पुरस्कार (डोनाल्ड क्रैम और जीन-मैरी लेहन के साथ) से सम्मानित किया गया था।

ये मैक्रोएस्टर रंगहीन क्रिस्टलीय या तैलीय पदार्थ होते हैं जो अम्ल और क्षार के प्रतिरोधी होते हैं।

Ch. Pedersen ने क्राउन ईथर के नामकरण का भी प्रस्ताव रखा, सामान्य नियमजो निम्नलिखित है। ताज हवा के नाम में शामिल हैं: 1) कुल गणनामैक्रोसायकल के परमाणु, 2) शब्द "क्राउन", 3) ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या, यानी क्राउन कंपाउंड की रिंग में ईथर इकाइयों की संख्या। इस अणु में मौजूद सुगंधित या साइक्लोहेक्सेन के छल्ले उपसर्ग "बेंजो-" और "साइक्लोहेक्सिल-" द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं। उदाहरण के लिए:

डिबेंजो-18-क्राउन -6।

ये नामकरण नियम हमेशा एक यौगिक में बांड के प्रकार और प्रतिस्थापन की स्थिति का सटीक वर्णन नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे सममित और अपेक्षाकृत सरल संरचनाओं वाले साधारण क्राउन ईथर के लिए बहुत सुविधाजनक हैं।

अधिकांश महत्वपूर्ण संपत्तिक्राउन ईथर - धातुओं के साथ परिसरों का निर्माण। भीतरी भाग की गुहा, जैसे कि एक अणु

,

पोटेशियम आयन को समायोजित करने के लिए आकार में पर्याप्त है, और छह ऑक्सीजन परमाणुओं की उपस्थिति समन्वय बंधनों की एक मजबूत प्रणाली बनाना संभव बनाती है:

धातु का आयनिक व्यास मैक्रोसायकल गुहा के व्यास के जितना करीब होगा, जटिल उतना ही अधिक स्थिर होगा। तो, क्राउन -6 पोटेशियम आयनों के लिए अधिक उपयुक्त है, और क्राउन -5 सोडियम आयनों के लिए अधिक उपयुक्त है। इसलिए, इस प्रकार के कॉम्प्लेक्स कार्बनिक सॉल्वैंट्स में काफी अच्छी तरह से घुलनशील होते हैं।

पर सामान्य मामलामैक्रोसाइक्लिक पॉलिएस्टर सिस्टम के केंद्र में एक गुहा की उपस्थिति ऐसे यौगिकों की अवशोषित करने की क्षमता को निर्धारित करती है अकार्बनिक धनायन, जिसका आकार इस गुहा के आकार से मेल खाता है, और मजबूत आयन-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाओं के कारण इसे वहां रखता है सकारात्मक आरोपअकेले के साथ आयन इलेक्ट्रॉन जोड़ेगुहा को तैयार करने वाले छह ऑक्सीजन परमाणु।

क्राउन ईथर का उपयोग कार्बनिक प्रतिक्रियाएंऐसे cationic परिसरों के निर्माण से जुड़ा है, जो इसे भंग करना संभव बनाता है अकार्बनिक लवणगैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में और एक अनसुलझा आयन के गठन को बढ़ावा देता है। इससे ऋणायन की क्षारकता में वृद्धि होती है और इसके अलावा, इसके छोटे आकार के कारण, नाभिकस्नेही के रूप में अघुलनशील आयन स्थिर रूप से बाधित प्रतिक्रिया केंद्रों पर हमला करने में सक्षम होता है।

कुछ हद तक, क्राउन ईथर कुछ की क्रिया का अनुकरण करते हैं प्राकृतिक पदार्थ(उदाहरण के लिए, पेप्टाइड एंटीबायोटिक वैलिनोमाइसिन), जो कोशिका झिल्ली के माध्यम से आयनों के परिवहन की सुविधा प्रदान करता है।

एथिलीन ग्लाइकॉल के क्षारीकरण द्वारा क्राउन ईथर को संश्लेषित करें,
डाएइथाईलीन ग्लाइकोल नोच 2 सीएच 2 ओसीएच 2 सीएच 2 ओएच,
ट्राइएथिलीन ग्लाइकॉल NOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OHउपयुक्त अभिकर्मक, जैसे 2,2¢-डाइक्लोरोडायथाइल ईथर ओ (सीएच 2 सीएच 2 सीएल) 2.

एपॉक्साइड्स (ऑक्सीरेन, ए-ऑक्साइड) चक्रीय ईथर हैं जिनमें तीन-सदस्यीय चक्र में ऑक्सीजन परमाणु होता है।

रसीद

1. एल्केन ऑक्सीकरण।
2. इंट्रामोल्युलर न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन द्वारा हेलोहाइड्रिन से।

रासायनिक गुण

अन्य प्रकार के ईथरों के विपरीत, एपॉक्साइड अत्यधिक प्रतिक्रियाशील यौगिक होते हैं। न्यूक्लियोफिलिक अभिकर्मकों की कार्रवाई के तहत थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर तीन-सदस्यीय अंगूठी आसानी से खोली जाती है।

यह माना जाता है कि एपॉक्साइड ऑक्सीजन के साथ एंजाइमी ऑक्सीकरण के मध्यवर्ती उत्पादों के रूप में बनते हैं। दोहरा बंधनकार्बन-कार्बन। उनके आगे के परिवर्तन परिचय की ओर ले जाते हैं हाइड्रॉक्सिल समूहप्राकृतिक यौगिकों में।

एथिलीन ऑक्साइड, एथिलीन ऑक्साइड, ऑक्सीरेन,

एपॉक्साइड्स का सबसे सरल प्रतिनिधि (ए-ऑक्साइड तीन-सदस्यीय रिंग के साथ चक्रीय ईथर), एक ईथर गंध के साथ एक रंगहीन गैस; एथिलीन ऑक्साइड पानी, शराब, ईथर और कई अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अत्यधिक घुलनशील है; ज्वलनशील; वायु के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाता है। एथिलीन ऑक्साइड के रासायनिक गुणों को एक तनावपूर्ण की उपस्थिति से निर्धारित किया जाता है और, परिणामस्वरूप, अपेक्षाकृत आसानी से खोला जाता है (उच्च तापमान और विभिन्न रासायनिक अभिकर्मकों की कार्रवाई के तहत) एपॉक्सी चक्र। इसलिए, जब 400 डिग्री सेल्सियस (अल 2 ओ 3 की उपस्थिति में - 150-300 डिग्री सेल्सियस पर) गर्म किया जाता है, तो एथिलीन ऑक्साइड एसीटैल्डिहाइड में आइसोमेराइज हो जाता है; एथिलीन ऑक्साइड (80°C पर निकल से अधिक) के हाइड्रोजनीकरण से एथिल अल्कोहल बनता है।

संरचना, कार्बोनिल यौगिक प्राप्त करना। प्रतिक्रियाओं न्यूक्लियोफिलिक जोड़कार्बोनिल समूह के लिए; एसिड और बेस कटैलिसीस। क्रिप्टोबेस के साथ कार्बोनिल यौगिकों की प्रतिक्रियाएं। कार्बोनिल यौगिकों का एनोलाइजेशन। एनोलिज़ेशन चरण के माध्यम से आगे बढ़ने वाले कार्बोनिल यौगिकों की प्रतिक्रियाएं।

ऐल्डिहाइड और कीटोन के गुण कार्बोनिल समूह >C=O की संरचना से निर्धारित होते हैं।

कार्बोनिल समूह में कार्बन और ऑक्सीजन परमाणु sp 2 संकरण की स्थिति में हैं। कार्बन अपने sp 2 संकर कक्षकों के साथ 3 s बंध बनाता है (उनमें से एक C–O बंधन है), जो एक ही तल में एक दूसरे से लगभग 120° के कोण पर स्थित होते हैं। तीन ऑक्सीजन एसपी 2 ऑर्बिटल्स में से एक С-О एस-बॉन्ड में भाग लेता है, अन्य दो में असाझा इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं।

पी-बांड का गठन आर- कार्बन और ऑक्सीजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन।

C=O आबंध अत्यधिक ध्रुवीय होता है। उसकी द्विध्रुव आघूर्ण(2.6-2.8D) ऐल्कोहॉल में -О आबंध की तुलना में काफी अधिक है। सी = ओ मल्टीपल बॉन्ड के इलेक्ट्रॉनों, विशेष रूप से अधिक मोबाइल पी-इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रोनगेटिव ऑक्सीजन परमाणु में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो आंशिक रूप से प्रकट होता है ऋणात्मक आवेश. कार्बोनिल कार्बन आंशिक धनावेश प्राप्त करता है।

इसलिए, कार्बन पर न्यूक्लियोफिलिक अभिकर्मकों द्वारा हमला किया जाता है, और ऑक्सीजन पर इलेक्ट्रोफिलिक लोगों द्वारा हमला किया जाता है, जिसमें एच + भी शामिल है।

एल्डिहाइड और कीटोन्स के अणुओं में हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं जो बनने में सक्षम होते हैं हाइड्रोजन बांड. इसलिए, उनके क्वथनांक संगत अल्कोहल की तुलना में कम होते हैं। मेथनल (फॉर्मेल्डिहाइड) - गैस, एल्डिहाइड C 2 -C 5 और कीटोन C 3 -C 4 - तरल पदार्थ, उच्चतर - ठोस. पानी के अणुओं के हाइड्रोजन परमाणुओं और कार्बोनिल ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड के निर्माण के कारण निचले समरूप पानी में घुलनशील होते हैं। जैसे-जैसे हाइड्रोकार्बन रेडिकल बढ़ता है, पानी में घुलनशीलता कम होती जाती है।

कीटोन्स का आइसोमेरिज्म रेडिकल्स की संरचना और कार्बन श्रृंखला में कार्बोनिल समूह की स्थिति के साथ जुड़ा हुआ है। केटोन्स को अक्सर कार्बोनिल समूह से जुड़े रेडिकल्स के नाम पर रखा जाता है, या व्यवस्थित नामकरण: शीर्षक के लिए संतृप्त हाइड्रोकार्बनप्रत्यय-एक जोड़ें और कार्बोनिल ऑक्सीजन से जुड़े कार्बन परमाणु की संख्या को इंगित करें। क्रमांकन कीटोन समूह के निकटतम श्रृंखला के अंत से शुरू होता है। कीटोन अणु में, मूलक समान या भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, कीटोन, ईथर की तरह, सममित और मिश्रित में विभाजित हैं।
कैसे प्राप्त करें.
1. अल्कोहल का ऑक्सीकरण या ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनीकरण

1. एल्कीनेस का ओजोनोलिसिस

1. एल्कीन का ऑक्सीकरण Pb(OOCCH 3) 4 तथा KIO 4

1. उत्प्रेरक ऑक्सीकरणपैलेडियम परिसरों की उपस्थिति में एल्केन्स

ईथर प्राप्त करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण तरीके अल्कोहल और उनके डेरिवेटिव (अल्कोहल) के न्यूक्लियोफिलिक प्रतिक्रियाओं से जुड़े हैं - Ch। 3.3.3.1 और 3.2.2.1। ये तरीके हैं:

अल्कोहल का अंतर-आणविक निर्जलीकरण:

2 आर-वह आर- हे- आर

हालांकि, यह विधि सममित एस्टर प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त है, क्योंकि जब मिश्रित एस्टर प्राप्त करने का प्रयास किया जाता है आतंक विरोधीशराब से आर-वहतथा आर-वहप्रतिक्रिया मिश्रण में संरचना के एस्टर की महत्वपूर्ण मात्रा में अशुद्धियां पाई जाएंगी आतंक विरोधीतथा आरहेआर.

विलियमसन प्रतिक्रिया सममित और मिश्रित एस्टर दोनों प्राप्त करने के लिए उपयुक्त विधि है:

आर-एक्स+आर-ओ¯ ना + आर-ओ-आर+ NaX

मिथाइलएल्काइल ईथर प्राप्त करने के लिए, अल्कोहल के मिथाइलेशन का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए डाइमिथाइल सल्फेट (अध्याय। 3.5.1) या डायज़ोमीथेन का उपयोग किया जाता है।

आर-वह + (सेएच 3 ) 2 इसलिए 4 + NaOH  आर-ओ-सीएच 3 + NaCH 3 इसलिए 4 + एच 2 हे

डाइमिथाइल सल्फेट

डायज़ोमिथेन

3.4.4. चक्रीय ईथर

चक्रीय ईथर में एक इंट्रामोल्युलर ईथर बंधन होता है और संरचनात्मक रूप से हेट्रोसायक्लिक ऑक्सीजन युक्त यौगिक होते हैं। उन्हें वलय के आकार और ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। चक्रीय ईथर के नाम के लिए, प्रतिस्थापनात्मक, मूल-कार्यात्मक, प्रतिस्थापनात्मक नामकरण (अध्याय 1.5) और हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नामकरण का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, पॉलीएस्टर के लिए, यानी, कई ऑक्सीजन परमाणुओं वाले यौगिकों के लिए, प्रतिस्थापन नामकरण (अध्याय 1.5.3) और हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नामकरण (अध्याय 12.1) दोनों का उपयोग किया जाता है।

प्रतिस्थापन नामकरण के अनुसार, एक अविभाज्य उपसर्ग का उपयोग किया जाता है epoxy- डिजिटल स्थानीय लोगों द्वारा ऑक्सीजन ब्रिज से जुड़े कार्बन परमाणुओं के संकेत के साथ।

कट्टरपंथी-कार्यात्मक नामकरण के अनुसार, यहां प्रयुक्त कार्यात्मक वर्ग "ऑक्साइड" का नाम ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े डाइवलेंट हाइड्रोकार्बन रेडिकल के नाम से जोड़ा जाता है।

स्थानापन्न नामकरण के अनुसार नाम का आधार एक चक्रीय हाइड्रोकार्बन (अध्याय 8.1) है और प्रतिस्थापन उपसर्ग का उपयोग किया जाता है ऑक्सा-.

हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नामकरण के अनुसार चक्रीय ईथर के पहले प्रतिनिधि का नाम ऑक्सीरेन.

चक्रीय monoethers और उनके नाम के उदाहरण:

1,2-एपॉक्सीएथेन, 1,2-एपॉक्सीब्यूटेन, 1,4-एपॉक्सीब्यूटेन,

एथिलीन ऑक्साइड, ब्यूटिलीन ऑक्साइड, टेट्रामेथिलीन ऑक्साइड,

ऑक्सीरेन एथिलॉक्सिरेन टेट्राहाइड्रोफुरन

3.4.4.1. 1,2-एपॉक्सी यौगिकों (ऑक्सीरेन) की संरचना और गुणों की विशेषताएं

एपॉक्सीथेन एक लगभग नियमित त्रिभुज है जिसमें काफी विकृत बंधन कोण ( 60) होते हैं, जो सामान्य ईथर में कोणों से बहुत अलग होते हैं। याद रखें कि डायलकाइल ईथर में मुसीबत का इशारा 109-112 है, और संतृप्त कार्बन परमाणु के बंधन कोण भी 109 के करीब हैं।

ऑक्सीरेन के रासायनिक गुण अणु में ध्रुवीय बंधों की उपस्थिति से निर्धारित होते हैं सी-ओ, तीन-सदस्यीय चक्र में इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े और कोणीय वोल्टेज के साथ एक ऑक्सीजन परमाणु। उनके परिवर्तनों के बीच मूलभूत अंतर यह है कि ईथर की प्रतिक्रियाएं यहां आसानी से आगे बढ़ती हैं और रिंग ओपनिंग के साथ होती हैं, अर्थात। अतिरिक्त उत्पाद बनते हैं।

उत्प्रेरक के बिना कमजोर न्यूक्लियोफाइल के साथ भी प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ सकती हैं, उदाहरण के लिए पानी के साथ, लेकिन ऊंचे तापमान पर; मजबूत न्यूक्लियोफाइल (एमाइन, ऑर्गोमेटेलिक यौगिक) के साथ, बातचीत आसानी से आगे बढ़ती है:

एसिड कटैलिसीस बांड की ध्रुवीयता को बढ़ाकर एपॉक्साइड की प्रतिक्रियाशीलता को काफी बढ़ा देता है। सी-ओमूल सब्सट्रेट में:

ताकि पानी और अल्कोहल की मिलावट आसानी से हो सके।

ऐसे मामलों में जहां आर तथा आर विभिन्न हाइड्रोकार्बन रेडिकल हैं, एपॉक्सी रिंग के दरार की दिशा प्रतिक्रिया तंत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। यदि तंत्र द्विआण्विक है, तो न्यूक्लियोफाइल कम परिरक्षित (प्रतिस्थापित) कार्बन परमाणु पर हमला करता है। यदि, अम्लों की उपस्थिति में, एक स्थायी कार्बोकेशन बनाया जा सकता है, तो प्रतिक्रिया एक मोनोमोलेक्यूलर तंत्र के अनुसार आगे बढ़ती है, जिसका पहला चरण किसी एक का दरार है सी-ओसब्सट्रेट के बांड, और न्यूक्लियोफाइल फिर कार्बोकेशन सेंटर में जुड़ जाते हैं। उदाहरण के लिए:

निर्जल मीडिया में लुईस एसिड 1,2-एपॉक्सी यौगिकों के डिमराइजेशन, ओलिगोमेराइजेशन और पोलीमराइजेशन का कारण बनता है:

3.4.4.2. 1,2-एपॉक्सी यौगिक बनाने की विधियाँ

ऑक्सीरेन को α-हैलोजेनेटेड अल्कोहल (हैलोहाइड्रिन) के इंट्रामोल्युलर एल्केलाइज़ेशन और एल्केन्स के प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

हलोहाइड्रिन के अम्लीय गुण हलोजन के स्वीकर्ता प्रभाव के कारण बढ़ जाते हैं, और मजबूत आधारों की उपस्थिति में, एक आयन बनता है, जिसमें न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन होता है:

एल्केन्स का प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण योजना के अनुसार होता है:

उदाहरण के लिए, 520 . पर चांदी के उत्प्रेरक के ऊपर वायु ऑक्सीजन के साथ एथीन के ऑक्सीकरण के दौरान एपॉक्सीथेन बनता है प्रति:

यह प्रतिक्रिया महान औद्योगिक महत्व की है। एथिलीन ऑक्साइड का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 5 मिलियन टन है।

कार्बनिक पेरोक्सी एसिड का उपयोग करके अन्य एल्केन्स के एपॉक्सी डेरिवेटिव प्राप्त किए जा सकते हैं ( RCOOOH) - प्रिलेज़ेव की प्रतिक्रिया* (अध्याय 4.1.4.3, 6.4.6)।

3.4. 4 .3. क्राउन ईथर

क्राउन ईथर चक्रीय पॉलीएस्टर होते हैं जिनमें एक चक्र में 9-60 परमाणु होते हैं, जिसमें 3 से 20 ईथर ऑक्सीजन परमाणु शामिल होते हैं। उन्हें 1960 के दशक में चार्ल्स पेडर्सन द्वारा खोजा गया था, जिसके लिए उन्हें 1987 में नोबेल पुरस्कार (डोनाल्ड क्रैम और जीन-मैरी लेहन के साथ) से सम्मानित किया गया था।

ये मैक्रोएस्टर रंगहीन क्रिस्टलीय या तैलीय पदार्थ होते हैं जो अम्ल और क्षार के प्रतिरोधी होते हैं।

Ch. Pedersen ने क्राउन ईथर के नामकरण का भी प्रस्ताव रखा, जिसके सामान्य नियम इस प्रकार हैं। क्राउन ईथर के नाम में शामिल हैं: 1) मैक्रोसायकल के परमाणुओं की कुल संख्या, 2) शब्द "क्राउन", 3) ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या, यानी क्राउन कंपाउंड के रिंग में ईथर इकाइयों की संख्या . इस अणु में मौजूद सुगंधित या साइक्लोहेक्सेन के छल्ले उपसर्गों द्वारा दर्शाए जाते हैं बेंजो- तथा साइक्लोहेक्सिल-. उदाहरण के लिए:

डिबेंजो-18-क्राउन -6

ये नामकरण नियम हमेशा एक यौगिक में बांड के प्रकार और प्रतिस्थापन की स्थिति का सटीक वर्णन नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे सममित और अपेक्षाकृत सरल संरचनाओं वाले साधारण क्राउन ईथर के लिए बहुत सुविधाजनक हैं।

क्राउन ईथर की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति धातुओं के साथ परिसरों का निर्माण है। आंतरिक भाग की गुहा, उदाहरण के लिए, ऐसे अणु की:

पोटेशियम आयन को समायोजित करने के लिए आकार में पर्याप्त है, और छह ऑक्सीजन परमाणुओं की उपस्थिति समन्वय बंधनों की एक मजबूत प्रणाली बनाना संभव बनाती है:

धातु का आयनिक व्यास मैक्रोसायकल गुहा के व्यास के जितना करीब होगा, जटिल उतना ही अधिक स्थिर होगा। तो, 18-क्राउन -6 पोटेशियम आयनों के लिए अधिक उपयुक्त है, और 15-क्राउन -5 सोडियम आयनों के लिए अधिक उपयुक्त है। इसलिए, इस प्रकार के कॉम्प्लेक्स कार्बनिक सॉल्वैंट्स में काफी अच्छी तरह से घुलनशील होते हैं।

सामान्य स्थिति में, मैक्रोसाइक्लिक पॉलिएस्टर सिस्टम के केंद्र में एक गुहा की उपस्थिति ऐसे यौगिकों की एक अकार्बनिक धनायन को अवशोषित करने की क्षमता निर्धारित करती है जिसका आकार इस गुहा के आकार से मेल खाता है और मजबूत आयन-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाओं के कारण इसे वहां रखता है। गुहा को तैयार करने वाले छह ऑक्सीजन परमाणुओं के अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े के साथ आयन का सकारात्मक चार्ज।

कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में क्राउन ईथर का उपयोग ऐसे cationic परिसरों के गठन से जुड़ा हुआ है, जो गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में अकार्बनिक लवण को भंग करना संभव बनाता है और एक गैर-सॉल्वेटेड आयन के गठन को बढ़ावा देता है। इससे ऋणायन की क्षारकता में वृद्धि होती है और इसके अलावा, इसके छोटे आकार के कारण, नाभिकस्नेही के रूप में अघुलनशील आयन स्थिर रूप से बाधित प्रतिक्रिया केंद्रों पर हमला करने में सक्षम होता है।

कुछ हद तक, क्राउन ईथर कुछ प्राकृतिक पदार्थों (उदाहरण के लिए, पेप्टाइड एंटीबायोटिक वैलिनोमाइसिन) की क्रिया का अनुकरण करते हैं, जो कोशिका झिल्ली के माध्यम से आयनों के परिवहन की सुविधा प्रदान करते हैं।

एथिलीन ग्लाइकॉल, डायथिलीन ग्लाइकॉल के क्षारीकरण द्वारा क्राउन ईथर का संश्लेषण करें नोच 2 चौधरी 2 करने योग्य 2 चौधरी 2 वह, ट्राइएथिलीन ग्लाइकॉल लेकिनसीएच 2 चौधरी 2 करने योग्य 2 चौधरी 2 करने योग्य 2 चौधरी 2 वहउपयुक्त अभिकर्मक, जैसे 2,2-डाइक्लोरोडायथाइल ईथर हे(चौधरी 2 चौधरी 2 क्लोरीन) 2 .