ऐल्काइन

Not to be confused with alkane or alkene.

${\ce {H-C#C}}{\ce {-H}}$

एसिटिलीन

${\ce {H-C#C}}{-}{\ce {\overset {\displaystyle {H} \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle {H}}{C}}}}{\ce {-H}}$

प्रोपीने

${\ce {H-C#C}}{-}{\ce {\overset {\displaystyle {H} \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle {H}}{C}}}}{-}{\ce {\overset {\displaystyle {H} \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle {H}}{C}}}}{\ce {-H}}$

1-ब्यूटिन

File:Acetylene-3D-vdW.png

एथाइन (एसिटिलीन) का एक 3D मॉडल, सबसे सरल एल्केनी

कार्बन िक रसायन विज्ञान में, एक एल्केनी एक संतृप्त और असंतृप्त यौगिक हाइड्रोकार्बन है जिसमें कम से कम एक कार्बन-कार्बन ट्रिपल बॉन्ड होता है। सबसे सरल ओपन-चेन कंपाउंड अल्काइन्स जिसमें केवल एक ट्रिपल बॉन्ड होता है और कोई अन्य कार्यात्मक समूह सामान्य रासायनिक सूत्र के साथ एक समरूप श्रृंखला नहीं बनाता है C_nH_2n-2. अल्काइन्स को पारंपरिक रूप से एसिटिलीन के रूप में जाना जाता है, हालांकि एसिटिलीन नाम भी विशेष रूप से संदर्भित करता है C₂H₂कार्बनिक रसायन के IUPAC नामकरण का उपयोग करके औपचारिक रूप से एथीन के रूप में जाना जाता है। अन्य हाइड्रोकार्बन की तरह, एल्काइन्स आमतौर पर जल विरोधी होते हैं।

संरचना और संबंध

एसिटिलीन में, H-C≡C आबंध कोण 180° होते हैं। इस आबंध कोण के कारण ऐल्काइन छड़ के समान होते हैं। तदनुसार, चक्रीय ऐल्काइन दुर्लभ हैं। पेट्रोल को अलग नहीं किया जा सकता है। 121 पिकोमीटर की C≡C बॉन्ड दूरी, एल्केन ्स में C=C दूरी (134 pm) या अल्केन्स में C-C बॉन्ड (153 pm) से बहुत कम है।

File:Alkyne General Formulae V.2.png

उदाहरणात्मक एल्काइन्स: ए, एसिटिलीन, बी, प्रोपाइन के दो चित्रण, सी, 1-ब्यूटाइन, डी, 2-ब्यूटाइन, ई, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले 1-फेनिलहेप्टा-1,3,5-ट्रायने, और एफ, तनावपूर्ण साइक्लोहेप्टाइन . ट्रिपल बॉन्ड हाइलाइट किए जाते हैं नीला.

ट्रिपल बॉन्ड 839 kJ/mol की रिश्ते की ताक़त के साथ बहुत मजबूत है। सिग्मा बॉन्ड 369 kJ/mol का योगदान देता है, पहला pi बॉन्ड 268 kJ/mol और दूसरा pi-बॉन्ड 202 kJ/mol बॉन्ड स्ट्रेंथ का योगदान देता है। बॉन्डिंग की चर्चा आमतौर पर आणविक कक्षीय सिद्धांत के संदर्भ में की जाती है, जो ट्रिपल बॉन्ड को s और p ऑर्बिटल्स के ओवरलैप से उत्पन्न होने के रूप में पहचानता है। संयोजकता बंध सिद्धांत की भाषा में, एक एल्काइन आबंध में कार्बन परमाणु sp संकरित होते हैं: उनमें से प्रत्येक में दो असंकरित p कक्षक और दो कक्षीय संकरण होते हैं। प्रत्येक परमाणु से एक sp कक्षक का ओवरलैप एक sp-sp सिग्मा बंधन बनाता है। एक परमाणु पर प्रत्येक पी ऑर्बिटल एक दूसरे परमाणु पर ओवरलैप करता है, दो पीआई बॉन्ड बनाता है, जिससे कुल तीन बॉन्ड मिलते हैं। प्रत्येक परमाणु पर शेष एसपी कक्षीय दूसरे परमाणु के लिए एक सिग्मा बंधन बना सकता है, उदाहरण के लिए मूल एसिटिलीन में हाइड्रोजन परमाणुओं के लिए। दो sp कक्षक कार्बन परमाणु के विपरीत दिशा में प्रक्षेपित होते हैं।

टर्मिनल और आंतरिक एल्काइन्स

आंतरिक एल्काइन्स में प्रत्येक एसिटिलेनिक कार्बन पर कार्बन पदार्थ होते हैं। सममित उदाहरणों में डिपेनिलएसिटिलीन और 3-हेक्सिन शामिल हैं।

टर्मिनल एल्काइन्स का सूत्र होता है RC₂H. एक उदाहरण मिथाइलएसिटिलीन (आईयूपीएसी नामकरण का उपयोग करते हुए प्रोपेन) है। एसिटिलीन की तरह ही टर्मिनल एल्काइन्स, हल्के अम्लीय होते हैं, जिनमें pK . होता है_a लगभग 25 के मान। वे एल्केन्स और अल्केन्स की तुलना में कहीं अधिक अम्लीय होते हैं, जिनमें pK . होता है_a लगभग 40 और 50 के मान, क्रमशः। टर्मिनल एल्केनेस पर अम्लीय हाइड्रोजन को विभिन्न समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप हेलो-, सिलील- और अल्कोक्सोअल्काइन्स होते हैं। टर्मिनल एल्काइन्स के अवक्षेपण द्वारा उत्पन्न कार्बनियन ों को एसिटाइलाइड ्स कहा जाता है।

नामकरण एल्काइन्स

रासायनिक नामकरण में, बिना किसी अतिरिक्त अक्षर के ग्रीक उपसर्ग प्रणाली के साथ एल्काइन्स का नाम दिया गया है। उदाहरणों में एथीन या ऑक्टीन शामिल हैं। चार या अधिक कार्बन वाली मूल श्रृंखलाओं में, यह कहना आवश्यक है कि ट्रिपल बॉन्ड कहाँ स्थित है। ऑक्टीन के लिए, जब बंधन तीसरे कार्बन से शुरू होता है, तो कोई या तो 3-ऑक्टीन या ऑक्टा-3-यन लिख सकता है। ट्रिपल बॉन्ड को सबसे कम संभव संख्या दी जाती है। जब कोई बेहतर कार्यात्मक समूह मौजूद नहीं होता है, तो मूल श्रृंखला में ट्रिपल बॉन्ड शामिल होना चाहिए, भले ही वह अणु में सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला न हो। एथाइन को आमतौर पर इसके तुच्छ नाम एसिटिलीन से पुकारा जाता है।

रसायन विज्ञान में, प्रत्यय -इन का उपयोग ट्रिपल बॉन्ड की उपस्थिति को दर्शाने के लिए किया जाता है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रत्यय अक्सर रासायनिक नामकरण का अनुसरण करता है। हालांकि, ट्रिपल बॉन्ड के रूप में संतृप्त और असंतृप्त यौगिकों की विशेषता वाले अकार्बनिक यौगिक ों को वैकल्पिक नामकरण द्वारा अल्काइन्स के साथ उपयोग की जाने वाली समान विधियों के साथ निरूपित किया जा सकता है (अर्थात संबंधित संतृप्त यौगिक का नाम -एन के साथ समाप्त होने वाले -yne को बदलकर संशोधित किया जाता है)। पोलीने| -डायने का उपयोग तब किया जाता है जब दो ट्रिपल बॉन्ड होते हैं, और इसी तरह। असंतृप्ति की स्थिति एक संख्यात्मक स्थान द्वारा इंगित की जाती है, जो -येन प्रत्यय से ठीक पहले होती है, या कई ट्रिपल बॉन्ड के मामले में 'स्थानीय'। स्थानीय लोगों को चुना जाता है ताकि संख्या यथासंभव कम हो। -yne का उपयोग उन प्रतिस्थापन समूहों के नाम के लिए एक इन्फ़िक्स के रूप में भी किया जाता है जो मूल यौगिक से तीन गुना बंधे होते हैं।

कभी-कभी हैफ़ेन के बीच एक संख्या को यह बताने के लिए डाला जाता है कि ट्रिपल बॉन्ड किस परमाणु के बीच है। यह प्रत्यय एसिटिलीन शब्द के अंत के संक्षिप्त रूप के रूप में उभरा। अंतिम -ई गायब हो जाता है यदि इसके बाद एक और प्रत्यय होता है जो एक स्वर से शुरू होता है।

संरचनात्मक समरूपता

चार या अधिक कार्बन परमाणुओं वाले अल्काइन्स अलग-अलग स्थितियों में ट्रिपल बॉन्ड होने या मूल श्रृंखला के हिस्से के बजाय कुछ कार्बन परमाणुओं के स्थानापन्न होने से विभिन्न संरचनात्मक आइसोमर्स बना सकते हैं। अन्य गैर-एल्काइन संरचनात्मक आइसोमर भी संभव हैं।

• C₂H₂: एसिटिलीन केवल
• C₃H₄: केवल प्रोपीन
• C₄H₆: 2 समावयवी: 1-जूते , और 2-जूते
• C₅H₈: 3 समावयवी: 1-पेंटाइन , 2-पेंटाइन और 3-मिथाइल-ब्यूटिन
• C₆H₁₀: 7 आइसोमर्स: 1-हेक्सिन , 2-हेक्सिन , 3-हेक्सिन , 4-मिथाइल-1-पेंटाइन , 4-मिथाइल-2-पेंटाइन , 3-मिथाइल-1-पेंटाइन , 3,3-डाइमिथाइल-1-ब्यूटाइन

संश्लेषण

क्रैकिंग

व्यावसायिक रूप से, प्रमुख एल्केनी एसिटिलीन ही है, जिसका उपयोग ईंधन और अन्य यौगिकों के अग्रदूत के रूप में किया जाता है, जैसे, एक्रिलेट्स। प्राकृतिक गैस के आंशिक ऑक्सीकरण से प्रतिवर्ष करोड़ों किलोग्राम का उत्पादन होता है:: <केम>2 CH4 + 3/2 O2 -> HC#CH + 3 H2O</केम> औद्योगिक रूप से उपयोगी प्रोपीन भी हाइड्रोकार्बन के थर्मल क्रैकिंग द्वारा तैयार किया जाता है।

डीहाइड्रोहैलोजनेशन और संबंधित प्रतिक्रियाएं

डबल डिहाइड्रोहैलोजनेशन द्वारा 1,2- और 1,1-एल्काइल डाइहैलाइड से एल्काइन तैयार किए जाते हैं। प्रतिक्रिया अल्केन्स से एल्केनेस उत्पन्न करने का एक साधन प्रदान करती है, जो पहले हैलोजेनेटेड और फिर डीहाइड्रोहैलोजेनेटेड होते हैं। उदाहरण के लिए, अमोनिया में सोडियम एमाइड के साथ स्टायरिन डाइब्रोमाइड के परिणाम के उपचार के बाद ब्रोमिनेशन द्वारा स्टायरिन से फेनिलासेटिलीन उत्पन्न किया जा सकता है:

File:Phenylacetylene prepn.pngफ्रिट्च-बटनबर्ग-विशेल पुनर्व्यवस्था के माध्यम से, विनाइल ब्रोमाइड्स से एल्काइन तैयार किए जाते हैं। कोरी-फुच प्रतिक्रिया का उपयोग करके एल्डिहाइड से और सेफर्थ-गिल्बर्ट होमोलोगेशन द्वारा एल्डिहाइड या कीटोन ्स से एल्केनेस तैयार किया जा सकता है।

विनाइल क्लोराइड डिहाइड्रोक्लोरिनेशन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। विनाइल क्लोराइड अभिकर्मक (क्लोरोमेथिलीन) ट्राइफेनिलफॉस्फोरन | (क्लोरोमेथिलीन) ट्राइफेनिलफॉस्फोरन का उपयोग करके एल्डिहाइड से उपलब्ध होते हैं।

आवेदन सहित प्रतिक्रियाएं

एक प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूह की विशेषता, अल्काइन कई कार्बनिक प्रतिक्रिया ओं में भाग लेते हैं। इस तरह के उपयोग का नेतृत्व राल्फ राफेल ने किया था, जिन्होंने 1955 में कार्बनिक संश्लेषण में मध्यवर्ती के रूप में उनकी बहुमुखी प्रतिभा का वर्णन करते हुए पहली पुस्तक लिखी थी।

हाइड्रोजनीकरण

ऐल्कीनों की तुलना में अधिक संतृप्त और असंतृप्त यौगिक होने के कारण, ऐल्काइनों की अभिलक्षणिक अभिक्रियाएँ होती हैं जो दर्शाती हैं कि वे दुगुनी असंतृप्त हैं। एल्काइन्स दो समकक्षों को जोड़ने में सक्षम हैं H₂, जबकि एक एल्कीन केवल एक समतुल्य जोड़ता है। उत्प्रेरक और स्थितियों के आधार पर, एल्काइन्स हाइड्रोजन के एक या दो समकक्ष जोड़ते हैं। आंशिक हाइड्रोजनीकरण , एल्केन देने के लिए केवल एक समकक्ष के योग के बाद रोकना, आमतौर पर अधिक वांछनीय है क्योंकि अल्केन कम उपयोगी होते हैं: केंद्रइस तकनीक का सबसे बड़े पैमाने पर उपयोग रिफाइनरियों में एसिटिलीन का एथिलीन में रूपांतरण है (अल्केन्स की स्टीम क्रैकिंग से कुछ प्रतिशत एसिटिलीन उत्पन्न होता है, जो दुर्ग /सिल्वर उत्प्रेरक की उपस्थिति में चुनिंदा रूप से हाइड्रोजनीकृत होता है)। अधिक जटिल एल्काइन्स के लिए, लिंडलर उत्प्रेरक को एल्केन के गठन से बचने के लिए व्यापक रूप से अनुशंसित किया जाता है, उदाहरण के लिए फेनिलसेटिलीन को स्टाइरीन में बदलने के लिए। इसी प्रकार, ऐल्काइनों के हैलोजनीकरण से ऐल्कीन डाइहैलाइड या ऐल्किल टेट्राहैलाइड प्राप्त होते हैं:

${\ce {RC#CR' + H2 ->}}{\text{ cis-}}{\ce {RCH=CR'H}}$

<केम>RCH=CR'H + H2 -> RCH2CR'H2</chem>

के एक समकक्ष का जोड़ H₂ आन्तरिक ऐल्काइनों को सिस-ऐल्कीन देता है।

हलोजन और संबंधित अभिकर्मकों का जोड़

एल्काइन्स चारित्रिक रूप से हैलोजन और हाइड्रोजन हैलाइड के दो समकक्षों को जोड़ने में सक्षम हैं।

${\ce {RC#CR' + 2 Br2 -> RCBr2CR'Br2}}$

नॉनपोलर का जोड़ E−H बांड भर C≡C सिलेन, बोरेन और संबंधित हाइड्राइड के लिए सामान्य है। एल्काइन्स की हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया विनाइलिक बोरेन देती है जो संबंधित एल्डिहाइड या कीटोन को ऑक्सीकरण करती है। थियोल-येन प्रतिक्रिया में सब्सट्रेट एक थियोल है।

हाइड्रोजन हैलाइडों का योग लंबे समय से रुचिकर रहा है। उत्प्रेरक के रूप में मर्क्यूरिक क्लोराइड की उपस्थिति में, एसिटिलीन और हाईड्रोजन क्लोराईड विनील क्लोराइड देने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। जबकि इस पद्धति को पश्चिम में छोड़ दिया गया है, यह चीन में मुख्य उत्पादन विधि बनी हुई है।

जलयोजन

एसिटिलीन की जलयोजन प्रतिक्रिया एसीटैल्डिहाइड देता है। प्रतिक्रिया विनाइल अल्कोहल के गठन से होती है, जो एल्डिहाइड बनाने के लिए केटो-एनोल टॉटोमेरिज्म से गुजरती है। यह प्रतिक्रिया कभी एक प्रमुख औद्योगिक प्रक्रिया थी लेकिन इसे वेकर प्रक्रिया द्वारा विस्थापित कर दिया गया है। यह प्रतिक्रिया प्रकृति में होती है, उत्प्रेरक एसिटिलीन हाइड्रेटस होता है।

फेनिलएसिटिलीन का जलयोजन acetophenone देता है, और यह (Ph₃P)AuCH₃- 1,8-nonadiyne से 2,8-nonanedione के उत्प्रेरित जलयोजन:

<केम>PhC#CH + H2O -> PhCOCH3</केम>

<केम>HC#C(CH2)5C#CH + 2H2O -> CH3CO(CH2)5COCH3</केम>

तात्विकवाद

टर्मिनल एल्काइल एल्काइन्स टॉटोमेरिज़्म प्रदर्शित करते हैं। प्रोपीन अकेला के साथ संतुलन में मौजूद है:

<केम>एचसी#सी-सीएच3 <=> सीएच2=सी=सीएच2</केम>

चक्रवृद्धि और ऑक्सीकरण

एल्काइन्स विविध साइक्लोडडिशन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया 1,3-डायन के साथ 1,4-साइक्लोहेक्साडीन देती है। यह सामान्य प्रतिक्रिया व्यापक रूप से विकसित की गई है। इलेक्ट्रोफिलिक एल्काइन्स विशेष रूप से प्रभावी डायनोफाइल हैं। 2-पाइरोन में एल्काइन्स के योग से प्राप्त साइक्लोडडक्ट सुगंधित यौगिक देने के लिए कार्बन डाइआक्साइड को समाप्त करता है। अन्य विशिष्ट साइक्लोडडिशन में बहुघटक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जैसे कि सुगंधित यौगिकों को देने के लिए एल्काइन ट्रिमराइजेशन और पॉसन-खंड प्रतिक्रिया में [2 + 2 + 1] - एक अल्कीन, एल्केन और कार्बन मोनोआक्साइड का साइक्लोडिशन। गैर-कार्बन अभिकर्मक भी चक्रण से गुजरते हैं, उदा। ट्रायज़ोल देने के लिए [[ Azide alkyne Huisgen cycloaddition ]] एल्काइन को शामिल करने वाली साइक्लोडडिशन प्रक्रियाएं अक्सर धातुओं द्वारा उत्प्रेरित होती हैं, उदा। एनाइन मेटाथिसिस और एल्काइन मेटाथिसिस , जो कार्बाइन (आरसी) केंद्रों को पांव मारने की अनुमति देता है:

<केम>आरसी#सीआर + आर'सी#सीआर' <=> 2आरसी#सीआर'</केम>

एल्काइन्स का ऑक्सीडेटिव क्लेवाज साइक्लोडडिशन के माध्यम से धातु आक्साइड तक पहुंचता है। सबसे प्रसिद्ध रूप से, पोटेशियम परमैंगनेट अल्काइन्स को कार्बोज़ाइलिक तेजाब की एक जोड़ी में परिवर्तित करता है।

टर्मिनल एल्काइन्स के लिए विशिष्ट अभिक्रियाएँ

टर्मिनल एल्काइन्स आसानी से कई डेरिवेटिव में परिवर्तित हो जाते हैं, उदा। अभिक्रियाओं और संघनन के युग्मन द्वारा। फॉर्मलाडेहाइड और एसिटिलीन के साथ संघनन के माध्यम से 1,4-ब्यूटिनेडियोल का उत्पादन होता है: :<केम>2CH2O + HC#CH -> HOCH2CCCH2OH</केम>

सोनोगाशिरा प्रतिक्रिया में, टर्मिनल एल्काइन्स को एरिल या विनाइल हैलाइड्स के साथ जोड़ा जाता है:

सोनोगाशिरा प्रतिक्रियायह प्रतिक्रियाशीलता इस तथ्य का फायदा उठाती है कि टर्मिनल एल्काइन कमजोर एसिड होते हैं, जिनकी विशिष्ट एसिड पृथक्करण स्थिरांक | पीके_a25 के आसपास मान उन्हें अमोनिया (35) और इथेनॉल (16) के बीच रखते हैं:

<केम>आरसी#सीएच + एमएक्स -> आरसी#सीएम + एचएक्स</केम>

जहाँ MX = सोडियम एमाइड|NaNH₂, एन-ब्यूटिलिथियम , या ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक ।

कतिपय धातु धनायनों के साथ ऐल्काइनों की अभिक्रियाएँ, उदा. Ag⁺ तथा Cu⁺ एसिटाइलाइड भी देता है। इस प्रकार, टॉलेंस अभिकर्मक की कुछ बूँदें | डायमाइनसिल्वर (I) हाइड्रॉक्साइड (Ag(NH₃)₂OH) सिल्वर एसिटाइलाइड के एक सफेद अवक्षेप के निर्माण द्वारा संकेतित टर्मिनल एल्काइन्स के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह प्रतिक्रियाशीलता कैडियट-चोडकिविज़ युग्मन, ग्लेसर युग्मन , और एग्लिन्टन युग्मन सहित एल्केनी युग्मन प्रतिक्रिया ओं का आधार है: :<केम>2R-\!{\equiv}\!-H ->[\ce{Cu(OAc)2}][\ce{pyridine}] R-\!{\equiv}\!-\!{ \equiv}\!-R</chem>

Favorskii प्रतिक्रिया में और सामान्य रूप से alkynylation s में, hydroxyalkyne देने के लिए टर्मिनल एल्काइन कार्बोनिल यौगिकों में जोड़ते हैं।

धातु परिसर

Main article: Transition metal alkyne complex

एल्काइन्स संक्रमण धातुओं के साथ संकुल बनाते हैं। इस तरह के परिसरों अल्काइनों की धातु उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं जैसे कि एल्काइन ट्रिमराइजेशन में भी होते हैं। एसिटिलीन सहित टर्मिनल अल्काइन्स, एल्डिहाइड देने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इस परिवर्तन को आम तौर पर मार्कोवनिकोव विरोधी परिणाम देने के लिए धातु उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।

प्रकृति और चिकित्सा में एल्काइन्स

फर्डिनेंड बोहलमान के अनुसार, पहला प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला एसिटिलेनिक यौगिक, डिहाइड्रोमैट्रिकिया एस्टर, 1826 में एक आर्टेमिसिया प्रजाति से अलग किया गया था। इसके बाद की लगभग दो शताब्दियों में, एक हजार से अधिक प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले एसिटिलीन की खोज और रिपोर्ट की गई है। प्राकृतिक उत्पादों के इस वर्ग का एक सबसेट, पोलीने , पौधों की प्रजातिय