مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل

hanan2021-12-09

556 5 دقائق

مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل

مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل، في هذا المقال سوف نتحدث عن مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل، حيث تعتبر من المركبات الكيميائية العضوية التي تتكون من عناصر الهيدروجين والكربون ترتبط ذرات الكربون من اجل تشكيل بنية المركب وتكون تلك الذرات مرتبطة بذرات الهيدروجين في عدة اشكال تكون تلك الاشكال مختلفة وليست متشابه، وهنا سوف نتحدث عن مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل.

الهيدروكربونات

وهي مركبات كيميائية عضوية تتكون من “عناصر الهيدروجين والكربون فقط”. ترتبط ذرات الكربون لتشكيل بنية المركب ، وهي مرتبطة بذرات الهيدروجين في عدة أشكال متنوعة.

وهو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي والزيت ، وزيوت التشحيم ، والمواد الخام المستخدمة في صناعة البلاستيك ، وفي صناعة الألياف ، والمطاط ، وفي تصنيع الأشياء المستخدمة في التفجير ، والمواد الكيميائية الصناعية.

توجد الهيدروكربونات في الأشجار والنباتات على شكل أصباغ تسمى الكاروتينات ، والتي توجد في الجزر والأوراق الخضراء ، والهيدروكربونات هي مركب عضوي بسيط ، وعلى الرغم من أنها تتكون من ذرتين مختلفتين فقط ، إلا أن هناك بعض المجموعات المتنوعة منه. .

ويرجع ذلك إلى تكوينها لأطوال مختلفة من السلاسل ، والسلاسل المتفرعة ، وحلقات ذرات الكربون ، أو خليط من هذه التوليفات. توجد في العديد من النباتات والحيوانات وأنواع الوقود الأحفوري التي تنتج عنها. يمكن أيضًا تحضيرها في المختبرات.

أنواع الهيدروكربونات

قسم الكيميائيون الهيدروكربونات في القرن التاسع عشر إلى قسمين رئيسيين ، اعتمادًا على مصادرها وخصائصها ، وهما:

الهيدروكربونات الأليفاتية

تُعرف باسم الهيدروكربونات الأليفاتية ، والتي تنتج عن الذوبان الكيميائي للدهون أو الزيوت ، وتنقسم إلى ثلاثة أقسام رئيسية حسب أنواع الروابط التي تحتوي عليها ، وهي:

ألكانات الكانات.
ألكينات الألكينات.
ألكاينات Alkynes.
المركبات العطرية

تُعرف باسم الهيدروكربونات العطرية ، وهي ناتجة عن انحلال مستخلصات بعض أنواع النباتات ذات الرائحة العطرة ، وتنقسم إلى نوعين:

الهيدروكربونات العطرية المهلجنة

تُعرف باسم Arenes Aromatic Hydrocarbons ، وتحتوي على حلقة من البنزين باعتبارها لبنة البناء الأساسية.

الهيدروكربونات العطرية غير المهلجنة كربون

تُعرف باسم الهيدروكربونات العطرية غير البنزينية ، ولا تشمل حلقة البنزين كوحدة بنائها.

مشتقات الهيدروكربونات وتفاعلاتها

كحول

الكحولات هي بعض المركبات العضوية وتأتي مع الصيغة (ROH) ، لأنها تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل (OH) ، ويتم تحضيرها بعدة طرق مثل طريقة Greenard ، ويتم تصنيفها على أساس عدد مجموعات الهيدروكسيل إلى :

كحول مونوهيدروكسي

يتم تحضير كحول مونوهيدروكسي بتفاعل مركبات جرينارد مع الفورمالديهايد ، ويتم تصنيفها وفقًا لمجموعات الألكيل المرتبطة بذرات الكربون المرتبطة بمجموعة الهيدروكسيل للكحولات الأولية مثل الميثانول والكحولات الثانوية مثل 2 بروبانون والثالث. كحولات مثل 2 ميثيل و 2 بروبانون.

كحول ثنائي هيدروكسي

مثل الجليكول (HO-CH2-CH2-OH) ، والذي يتم تحضيره عن طريق تفاعل مركب جربرنارد مع الألدهيد.

كحول ثلاثي هيدروكسيل

مثل الجلسرين (HO-CH2-CHOH-CH2-OH) ، الذي تمت إضافة مركب Grinard إليه إلى الكيتون لتحضيره.

كحول متعدد الهيدروكسيل

كالسوربيتول.

تفاعلات الكحول

تفاعلات التخفيض

تفاعل الكحول مع ما يعرف بالمعادن النشطة ، مثل الصوديوم والهيدروجين يتم تقليله كـ “معدن نشط” مع الهيدروكسيل ، حتى يتم إنتاج أكسيد الفلز.

مثال على اختزال الميثانول (2CH3-OH + 2NAà 2CH3-ONa + H2).

تفاعلات الأكسدة

يتأكسد الكحول الأولي مرتين ، لينتج ألدهيد في المرحلة الأولى ، وكيتون في المرحلة الثانية.

مثال على أكسدة الإيثانول

المرحلة الأولى (CH3CH2OH + (o) àCH3CHO + H2o).

المرحلة الثانية (CH3CHO + (o) àCH3COOH).

يتأكسد الكحول الثانوي مرة واحدة فقط حتى يتم إنتاج الكيتون.

مثال على أكسدة البروبانول

(CH3- CHOH- CH3 + (o) إلى CH3 –CO- CH3 + H2O).

تفاعل الهالوجين

مثل الكلور والكالود والكالبروم ، يحدث تفاعل مع مجموعة ميثيل كربونيل.

مثال: (CH3 C2OH + l2à CH3Cho + 2Hl)

(CL3CHO + NAOHà HCL3 + HCOONa)

(CH3CHO + 3l2àCL3CHO + 3Hl).

ردود فعل الحذف

يستخدم تفاعل الإزالة في تكوين الألكانات ، وللحصول على مركبات مستقرة يأتي من خلال إزالة جزيء الماء من الكحول ، ويتم توضيح حمض الكبريتيك عند درجة حرارة 180 درجة مئوية.

مثال: (CH3CH2OH —- H2SO4—-180 ° CàCh2 = CH2 + H2O).

الأحماض الكربوكسيلية

وهي من أهم المركبات العضوية ، وتأتي بصيغة (RCOOH) ، وذلك لوجود مجموعة كربوكسيل (COOH-) ، ويتم تحضيرها بأكسدة الألدهيدات.

أو بإضافة مركب جرينارد إلى غاز ثاني أكسيد الكربون ، وينقسم إلى أحماض كربوكسيلية أليفاتية ، وأحماض أروماتية كربوكسيلية ، ويصنف أيضًا إلى:

الأحماض أحادية الكربوكسيل ، مثل حمض الأسيتيك (CH3COOH).
أحماض ثنائي الكربوكسيل ، مثل حمض الأكساليك (HOOC-COOH).
أحماض متعددة الكربوكسيل مثل حامض الستريك.

تفاعلات الأحماض الكربوكسيلية

تعود معظم التفاعلات إلى الأحماض المعدنية.

مثال: (CH3COOH + NaOHà CH # COONa + H2o)

(CH3COOH + NH3à CH3COONH4)

(CH3COOH + NaHCO3à CH3COONa + CO2 + H2O)

(CH3COOH + CaOà (CH3COO) 2Ca + H2O2).

التفاعل مع الكحوليات لإنتاج استرات عضوية.

مثال: (CH3COOH + CH3OHà CH3COOCH3 + H2)

التفاعل مع الأمينات لإنتاج الأميدات.

مثال: (CH3COOH + CH3NH2à CH3CONHCH3 + H2O).

تقليل الأحماض الكربوكسيلية في وجود بعض العوامل المساعدة.

مثال: (CH3COOH + (H) – Ni-à CH3CHO + H2O)

(CH3COOH + 2 (H) -LiAlH4à CH3CH2OH + H2O).

الاثيرات

هي بعض المركبات العضوية التي تأتي مع الصيغة (‘ROR’) و ‘R’ و ‘R’ التي ترمز إلى مجموعات Alkyl أو aryl أو alkyl and aryl ، ويتم تحضيرها عن طريق استخلاص الماء من الكحول في وجود الكبريت. ، أو بإضافة الأكسيد إلى هاليد الإكليل. يتم تصنيف الإيثرات إلى:

اثيرات متناظرة

والمجموعة R هي نفس المجموعة R ، على سبيل المثال (CH3OCH3).

الاثيرات غير المتماثلة

حيث لا تتشابه المجموعتان ، مثل (CH3OCH2CH3).

تفاعلات الأثير

تفاعلات الإسترات الكيميائية ضعيفة ، ولا تتفاعل مع القواعد ، أو مع عوامل الاختزال والمؤكسدة ، أو مع المعدن النشط.
يحدث التفاعل مع أقوى الأحماض ، مثل حمض كلوريد الهيدروجين ، وحمض يوديد الهيدروجين ، وحمض بروميد الهيدروجين ، عند درجة حرارة عالية.

متماثلات متساوية (CH3O CH3 + HlàCH3lCH3OH)

والإيثرات غير المتجانسة (CH3CH2O CH3 + Hlà CH3CH2OH + CH3l).

الكيتات والألدهيدات

وهناك المجموعات النشطة في حد ذاتها ، وهي كاربونيل (C = O) ، وترتبط مجموعات الكربونيل بالرابطتين مع الألدهيدات ، وتتصل المجموعات بذرتي كربون.

يتم تحضير الألدهيدات عن طريق أكسدة الكحولات الأولية أو المحفز ، بينما يتم تحضير الكيتونات بأكسدة الكحولات الثانوية ، أو التحلل الحراري لملح الكالسيوم.

تفاعلات الألدهيدات

تفاعلات التخفيض

يتم اختزال الألدهيدات إلى كيتونات في وجود عامل مساعد من النيكل.

مثال: (CH3CHO + (H) –Ni-à CH3CH2OH).

تفاعلات مؤكسدة

تتأكسد الألدهيدات لإنتاج الأحماض.

مثال: (C6H5CHO + (O) à C6H5COOH).

التفاعلات بالإضافة

يضاف سيانيد الهيدروجين والكحول و NAHSO3.

تفاعلات الكيتونات

تفاعلات التخفيض

يتم تقليل الكيتونات إلى كحول ثانوي ، مثل

(CH3COCH3 + (H) àCH3CHOHCH3).

تفاعلات مؤكسدة

حيث تتأكسد الكيتونات بوجود عوامل مؤكسدة قوية ، مثل منغنات البوتاسيوم

مثل: (CH3COCH3 + (O) —-KMnO4à CH3COOH + HCOOH).

التفاعلات بالإضافة

يتم ذلك عن طريق إضافة سيانيد الهيدروجين والكحول و NaHSO3.

الأهمية الاقتصادية للهيدروكربونات

ينتج عن حرق الهيدروكربونات في وجود كميات كافية من الأكسجين ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة ، وبالتالي يتم استخدام الوقود من خلالها في جميع أنحاء العالم.

يعتبر مصدرا أساسيا للطاقة عالميا ، لأنه يعمل على توفير الوقود ، والذي بدوره يحوله إلى طاقة من خلال عملة تكرير النفط ، وبالتالي فهو مهم جدا في الاقتصاد العالمي.

في ختام مقالنا نكون قد تحدثنا عن مشتقات المركّبات الهيدروكربونيّة وتفاعلاتها بالتفصيل، وايضا تعرفنا علي الكثير من المعلومات التي تتعلق بالهيدروكربونية، وايضا تعرفنا علي الأهمية الاقتصادية لتلك المركب وتكلمنا عن مشتقات تلك المركب.