آلکین ها: دروازه ای برای سنتز آلی

اکنون که تمام واکنش‌های اصلی آلکین‌ها را بررسی کرده‌ایم، می‌توانیم یک قدم به عقب برگردیم و به تصویر بزرگ نگاه کنیم. واکنش های زیادی از آلکین ها وجود دارد. پس چی؟ ممکن است بپرسید در این پست سعی می کنم شما را متقاعد کنم که آلکین ها هستند واقعا مفید بلوک های ساختمانی برای سنتز انواع زیادی از ترکیبات. همانطور که دوست دارم بگویم، آلکین‌ها یک «بوم خالی» هستند – وقتی بدانید از کدام واکنش‌ها استفاده کنید، می‌توانید آنها را تقریباً به هر گروه عملکردی که دوست دارید تبدیل کنید.

بیایید نگاهی بیندازیم.

فهرست مطالب

1. استیلن به عنوان یک بلوک ساختمانی برای آلکین های طولانی تر (ترمینال و داخلی) و به طور کلی سنتز
2. سنتز آلکان ها از آلکین ها از طریق هیدروژناسیون
3. سنتز آلکن ها از آلکین ها از طریق هیدروژناسیون جزئی
4. از آلکین ها به آلکن ها و سپس. سنتز اپوکسیدها، دیولها، الکلها، آلکیل هالیدها و …
5. در کدام استریوشیمی سر زشت خود را بالا می برد (مخصوصاً در امتحانات)
6. پس در مورد آلکیل هالیدها چطور؟ چگونه از آلکان ها ساخته می شوند؟
7. یادداشت

---

1. استیلن به عنوان یک بلوک ساختمانی برای آلکین های طولانی تر (پایانه و داخلی) در سنتز

استیلن بلوک سازنده کربن نهایی است (به هر حال روی کاغذ!). دارای دو پیوند CH نسبتا اسیدی (pK_آ 25) و بنابراین می تواند “آلکیل” شود (یعنی پروتون زدایی شود تا پایه مزدوج آن ایجاد شود، سپس با یک آلکیل هالید درمان شود) در هر دو انتها یا یک آلکین تک جایگزین (همچنین به عنوان یک آلکین “پایانه” نیز شناخته می شود) یا دو جایگزین (” داخلی») آلکین به دلخواه. این مهم است زیرا در ترم اول شیمی آلی، این واکنش نشان دهنده یک ابزار مهم گسترش زنجیره کربن. شما آن‌قدر واکنش‌هایی که CC را تشکیل می‌دهند، یاد نمی‌گیرید. این عکس العمل زیاد پیش میاد!
این واکنش با خود استیلن است:

و در اینجا گسترش یک آلکین پایانی برای ایجاد یک آلکین داخلی است:

توجه داشته باشید که، به شرطی که از آلکیل هالیدهای اولیه استفاده شود (آلکیل هالیدهای ثانویه تمایل به حذف دارند) ما می توانیم از این روش برای سنتز طیف وسیعی از آلکین های انتهایی و داخلی استفاده کنیم. این را برای بخش بعدی در نظر داشته باشید.

2. سنتز آلکان ها از آلکین ها از طریق هیدروژناسیون

از آلکین ها می توان برای سنتز آلکان ها استفاده کرد. روش ساده است: با یک کاتالیزور فلز نجیب ریز تقسیم شده (پالادیوم روی کربن “Pd/C” انتخاب معمولی است، اگرچه می توان از پلاتین ریز تقسیم شده نیز استفاده کرد) همراه با گاز هیدروژن درمان کنید و دو واکنش افزودنی برای ایجاد آلکان رخ می دهد. .

این را تا کنون دنبال کرده اید؟ که در دو سه قدم با توجه به استیلن و یک آلکیل هالید اولیه، می توانیم انواع زیادی از آلکان ها را سنتز کنیم. این نمودار سنتز هپتان را نشان می دهد، اما می توان از آن برای پروپان، بوتان، پنتان، هگزان و … استفاده کرد. دودکان و بسیاری از آلکان های دیگر.

3. سنتز آلکن ها از آلکین ها از طریق هیدروژناسیون جزئی

از آنجایی که Pd-C و H2 تمایل دارند هنگام واکنش با آلکین ها (مستقیم به آلکان) کمی بیش از حد شلخته باشند، ما همچنین آموخته ایم که چگونه می توانیم افزودن هیدروژن به آلکین ها را کنترل کنیم تا فقط یکی معادل H₂ اضافه شد. این کار با استفاده از “کاتالیزور لیندلار” (که آلکن های “سیس” می دهد) یا با سدیم موجود در آمونیاک انجام می شود. [Na/NH₃] (که آلکن های ترانس می دهد).

ببینید ما اینجا چه کرده ایم؟ می‌توانیم با استیلن شروع کنیم و تنها در چند مرحله کوتاه، تنوع زیادی از تک‌جانشین‌شده، سیس‌آلکن‌ها و ترانس آلکن‌ها را به‌دست آوریم. آیا می خواهید cis-4-octene یا trans-2-heptene بسازید؟ مشکلی نیست – آنها فقط 3 قدم با استیلن فاصله دارند، همانطور که انواع بسیار زیادی از ترکیبات دیگر وجود دارد.
چرا این مهم است؟ نه تنها به این دلیل که می‌توانیم آلکن‌ها را سنتز کنیم (اگرچه این خود مهم است)، بلکه به این دلیل است که واکنش‌های زیادی از آلکن‌ها وجود دارد که می‌توان از آنها برای تبدیل مولکول‌ها به گروه‌های عملکردی متفاوت‌تر استفاده کرد!

4. از آلکین ها به آلکن ها، و سپس. سنتز اپوکسیدها، دیولها، الکلها، آلکیل هالیدها و …

در سری قبلی به واکنش های اصلی آلکن ها پرداختیم. در نمودار زیر فقط تعدادی از واکنش‌های زیاد آنها را آورده‌ام:

نکته کلیدی این است که همه این ترکیبات هستند فقط سه چهار قدم با استیلن فاصله داره!!! همانطور که جعبه ابزار واکنش های شما رشد می کند، زمانی را برای ردیابی مسیرهای بالقوه از استیلن به مولکول های حاوی گروه های عاملی نشان داده شده در بالا اختصاص دهید. با تمرین کافی، باید بتوانید ترکیباتی را طراحی کنید که تنها در سه یا چهار مرحله به هر یک از آنها برسد.

5. در کدام استریوشیمی سر زشت خود را بالا می برد (مخصوصاً در امتحانات)

آخرین جزئیاتی که باید ذکر شود، اگرچه بعداً با جزئیات بیشتری به آن خواهیم پرداخت. هنگام برخورد با آلکن ها و واکنش های آلکن ها، sترئوشیمی مهم است – و اغلب آزمایش می شود! این اغلب در زمینه ایزومرهای آلکن که تحت تأثیر قرار می گیرند دیده می شود استریو خاص واکنش ها (مانند هالوژناسیون و دی هیدروکسیلاسیون). به این واکنش ها دقت کنید:

توجه کنید که چگونه برم شدن سیس بوتن و ترانس بوتن می دهد دو محصول متفاوت – محصولات “کایرال” (R, R) و (اس، اس) و محصول “meso” (R, S). به همین ترتیب، دی هیدروکسیلاسیون نیز انجام می شود سیس– و ترانس– ۲-بوتن. هنگامی که سنتز را انجام دادیم (به زودی!) به این باز خواهیم گشت، اما در حال حاضر، درس مقدماتی دوگانه است: 1) شیمی کلی واکنش های افزودن آلکن بسیار قابل آزمایش است، و 2) همه این محصولات به راحتی در یک زمان سنتز می شوند. چند قدمی استیلن این یک موضوع بسیار رایج برای سوالات امتحانی است.

6. پس در مورد آلکیل هالیدها چطور؟ چگونه از آلکان ها ساخته می شوند؟

اگر در بالا دقت کردید، ما به نوعی «آلکیل هالیدها» را به واکنش‌های خود وارد کردیم بدون اینکه هرگز در مورد چگونگی ساخت آنها صحبت کنیم. علاوه بر این، ممکن است متوجه شده باشید که تاکنون هیچ یک از بخش ها واکنش آلکان ها را پوشش نداده اند. ما کمی به عقب می رویم و به این نقطه کور می پردازیم. در سری بعدی به مرور خواهیم پرداخت شیمی رادیکال های آزاد و در مورد اینکه چگونه یک کلاس غیر فعال از ترکیبات (آلکان ها) را می توان برای انجام واکنش های شیمیایی وادار کرد، بیشتر بیاموزید.

پست بعدی: سنتز (5) آلکین ها

---

یادداشت