ऐल्काइन

Not to be confused with alkane or alkene.

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

एसिटिलीन

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

प्रोपीन

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

1-ब्यूटिल

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक एल्काइन एक असंतृप्तहाइड्रोकार्बन है जिसमें कम से कम एक कार्बन-कार्बन (C≡C) तृतीयक बंध होता है। सबसे सरल अचक्रीय एल्काइन जिसमें केवल एक तृतीयक बंध होता है और कोई अन्य कार्यात्मक समूह सामान्य रासायनिक सूत्र के साथ एक समरूप श्रृंखला नहीं बनाता है जिसका सामान्य रासायनिक सूत्र C_nH_2n-2है एल्काइन को पारंपरिक रूप से एसिटिलीन के रूप में जाना जाता है, हालांकि एसिटिलीन का समान्य रासायनिक सूत्र C2H2 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, एल्काइन आमतौर पर जल विरोधी(हाइड्रोफोबिक) होते हैं।

संरचना और संबंध

एसिटिलीन में, H-C≡C आबंध कोण 180° होते हैं। इस आबंध कोण के कारण एल्काइन रेखीय होते हैं। तदनुसार, चक्रीय एल्काइन दुर्लभ हैं। बेंजीन को अलग नहीं किया जा सकता है।C≡C की बंध दूरी 121 पिकोमीटर होती है, जोकि C=C की बंध दूरी (134 pm) से कम होती है या एल्केन में C-C बंध दूरी (153 pm) से बहुत कम है।

File:Alkyne General Formulae V.2.png

उदाहरणात्मक एल्काइन: 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 . तृतीयक बंध हाइलाइट किए जाते हैं नीला.

तृतीयक बंध जोकि एक बहुत ही प्रबल बंध है उसकी बंधन शक्ति 839 kJ/mol है। सिग्मा बंध की बंधन शक्ति 369 kJ/mol होती है, पहला पाई बंध 268 kJ/mol और दूसरा पाई बंध 202 kJ/mol बंधन शक्ति का योगदान देता है। बंध की चर्चा आमतौर पर आणविक कक्षीय सिद्धांत के संदर्भ में की जाती है, जो तृतीयक बंध को s और p ऑर्बिटल्स (कक्षाओं) के अतिव्यापन से उत्पन्न होता है। संयोजकता बंध सिद्धांत के अनुसार, 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 अतिव्यापन एक sp-sp सिग्मा बंध बनाता है। एक परमाणु पर प्रत्येक p ऑर्बिटल एक दूसरे परमाणु पर अतिव्यापन करता हैऔर दो पाई बंध बनाता है, जिससे कुल तीन बंध बनते हैं। प्रत्येक परमाणु पर शेष sp ऑर्बिटल् दूसरे परमाणु के साथ एक सिग्मा बंध बना सकता है, उदाहरण के लिए मूल एसिटिलीन में में दो हाइड्रोजन परमाणु आपस में सिग्मा बंध द्वारा जुड़े होते हैं। दो sp कक्षक कार्बन परमाणु के विपरीत दिशा में प्रक्षेपित होते हैं। .

टर्मिनल और आंतरिक एल्काइन

आंतरिक एल्काइन में प्रत्येक एसिटिलेनिक कार्बन पर कार्बन पदार्थ होते हैं। सममित उदाहरणों में डाईफिनाइल एसिटिलीन और 3-हेक्साइन शामिल हैं।

टर्मिनल एल्काइन का सूत्र होता है RC₂H एक उदाहरण मिथाइलएसिटिलीन (आईयूपीएसी नामकरण का उपयोग करते हुए प्रोपाइन) है। एसिटिलीन की तरह ही टर्मिनल एल्काइन, हल्के अम्लीय होते हैं, जिनमें pK_aमान 25 होता है। वे एल्केन और एल्कीन की तुलना में कहीं अधिक अम्लीय होते हैं, जिनमें pK_a मान क्रमशः लगभग 40 और 50 होता है। टर्मिनल एल्केन पर अम्लीय हाइड्रोजन को विभिन्न समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप हैलो- सिलाइल - और एल्कोक्सोएल्काइन होते हैं। टर्मिनल एल्काइन के डिप्रोटोनेशन द्वारा उत्पन्न कार्ब ऋणायन को एसिटाइलाइड कहा जाता है।

नामकरण एल्काइन

रासायनिक नामकरण में, बिना किसी अतिरिक्त अक्षर के ग्रीक उपसर्ग प्रणाली के साथ एल्काइन 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 तृतीयक बंध 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। तृतीयक बंध को सबसे कम संभव संख्या दी जाती है। जब कोई बेहतर कार्यात्मक समूह मौजूद नहीं होता है, तो मूल श्रृंखला में तृतीयक बंध 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 तृतीयक बंध की उपस्थिति को दर्शाने के लिए किया जाता है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रत्यय अक्सर रासायनिक नामकरण का अनुसरण करता है। हालांकि, तृतीयक बंध के रूप में संतृप्त और असंतृप्त यौगिकों की विशेषता वाले अकार्बनिक यौगिक ों को वैकल्पिक नामकरण द्वारा एल्काइन 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 तृतीयक बंध 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 तृतीयक बंध 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 तृतीयक बंध 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 एल्काइन अलग-अलग स्थितियों में तृतीयक बंध होने या मूल श्रृंखला के हिस्से के बजाय कुछ कार्बन परमाणुओं के स्थानापन्न होने से विभिन्न संरचनात्मक समावयवी बना सकते हैं। अन्य गैर-एल्काइन संरचनात्मक समावयवी भी संभव हैं।

• C₂H₂: एसिटिलीन केवल
• C₃H₄: केवल प्रोपाइन
• C₄H₆: 2 समावयवी: 1-ब्यूटाइन, और 2-ब्यूटाइन
• C₅H₈: 3 समावयवी: 1-पेंटाइन, 2-पेंटाइन और 3-मिथाइल- ब्यूटाइन
• C₆H₁₀: 7 समावयवी: 1-हेक्साइन, 2-हेक्साइन, 3-हेक्साइन, 4-मिथाइल-1-पेंटाइन, 4-मिथाइल-2-पेंटाइन, 3-मिथाइल-1-पेंटाइन, 3,3-डाइमिथाइल-1-ब्यूटाइन

संश्लेषण

भंजन

व्यावसायिक रूप से, प्रमुख एल्काइन एसिटिलीन ही है, जिसका उपयोग ईंधन और अन्य यौगिकों के अग्रदूत के रूप में किया जाता है, जैसे, एक्राइलेट्। प्राकृतिक गैस के आंशिक ऑक्सीकरण से प्रतिवर्ष करोड़ों किलोग्राम का उत्पादन होता है::

${\ce {2 CH4 + 3/2 O2 -> HC#CH + 3 H2O}}$

औद्योगिक रूप से उपयोगी प्रोपाइन भी हाइड्रोकार्बन के तापीय भंजन द्वारा तैयार किया जाता है।

डिहाइड्रोहैलोजनीकरण और संबंधित अभिक्रियाएं

डबल डिहाइड्रोहैलोजनीकरण द्वारा 1,2- और 1,1-एल्किल डाइहैलाइड से एल्काइन तैयार किए जाते हैं। अभिक्रिया एल्काइन को एल्केन में परिवर्तन करने का एक साधन प्रदान करती है, जो पहले हैलोजेनेटेड और फिर डीहाइड्रोहैलोजेनेटेड होते हैं। उदाहरण के लिए, स्टाइरीन के ब्रोमीनीकरण द्वारा स्टाइरीन डाइब्रोमाइड प्राप्त होता है स्टाइरीन डाइब्रोमाइड का अमोनिया की उपस्थिति में सोडियम एमाइड के साथ अभिक्रिया कराने पर फेनिलएसिटिलीन प्राप्त होता है:

File:Phenylacetylene prepn.png

फ्रिट्च-बटनबर्ग-वीशेल पुनर्व्यवस्था के माध्यम से, विनाइल ब्रोमाइड् से एल्काइन प्राप्त किया जा सकता है। कोरे -फुच अभिक्रिया का उपयोग करके एल्डिहाइड से एल्केन प्राप्त किया जा सकता है और सेफर्थ-गिल्बर्ट होमोलोगेशन द्वारा एल्डिहाइड या कीटोन से एल्केन तैयार किया जा सकता है।

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

आवेदन सहित अभिक्रियाएं

एक अभिक्रियाशील कार्यात्मक समूह की विशेषता, अल्काइन कई कार्बनिक अभिक्रिया 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 असंतृप्त यौगिक होने के कारण, एल्काइनों की कुछ अभिलक्षणिक अभिक्रियाएँ होती हैं जो दर्शाती हैं कि वे दुगुनी असंतृप्त हैं। एल्काइन दो तुल्यांक H₂ को जोड़ने में सक्षम हैं, जबकि एक एल्कीन केवल एक तुल्यांक जोड़ता है। उत्प्रेरक और स्थितियों के आधार पर, एल्काइन एक या दो तुल्यांक हाइड्रोजन जोड़ते हैं। आंशिक हाइड्रोजनीकरण, एल्काइन में एक तुल्यांक H₂ के योग से एल्कीन प्राप्त होती है एल्कीन से एल्केन बनाने के लिए केवल एक तुल्यांक H₂ का योग करना होता है, लेकिन एल्कीन की तुलना में एल्केन ज्यादा महत्वपूर्ण नहीं है आमतौर पर एल्कीन अधिक वांछनीय है क्योंकि एल्केन कम उपयोगी होते हैं:

केंद्र

इस तकनीक का व्यापक अनुप्रयोग रिफाइनरियों में एसिटिलीन का एथिलीन में रूपांतरण है (एल्केन् की भाप भंजन से कुछ प्रतिशत एसिटिलीन उत्पन्न होती है, जो पैलेडियम /सिल्वर उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकृत होता है)। लिंडलर उत्प्रेरक को अधिक जटिल एल्काइन के लिए, 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, एल्काइनों के हैलोजनीकरण से ऐल्कीन डाइहैलाइड या ऐल्किल टेट्राहैलाइड प्राप्त होते हैं: The largest scale application of this technology is the conversion of acetylene to ethylene in refineries (the steam cracking of alkanes yields a few percent acetylene, which is selectively hydrogenated in the presence of a palladium/silver catalyst). For more complex alkynes, the Lindlar catalyst is widely recommended to avoid formation of the alkane, for example in the conversion of phenylacetylene to styrene. Similarly, halogenation of alkynes gives the alkene dihalides or alkyl tetrahalides:

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

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

के एक तुल्यांक का जोड़ H₂ आन्तरिक एल्काइनों को सिस-ऐल्कीन देता है।

हलोजन और संबंधित अभिकर्मकों का जोड़

एल्काइन चारित्रिक रूप से हैलोजन और हाइड्रोजन हैलाइड के दो तुल्यांकों 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। एल्काइन की हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण अभिक्रिया विनाइलिक बोरेन देती है जो संबंधित एल्डिहाइड या कीटोन को ऑक्सीकरण करती है। थियोल-येन अभिक्रिया 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 अभिक्रिया 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 अभिक्रिया एसीटैल्डिहाइड देता है। अभिक्रिया विनाइल अल्कोहल के गठन से होती है, जो एल्डिहाइड बनाने के लिए केटो-एनोल टॉटोमेरिज्म से गुजरती है। यह अभिक्रिया कभी एक प्रमुख औद्योगिक प्रक्रिया थी लेकिन इसे वेकर प्रक्रिया द्वारा विस्थापित कर दिया गया है। यह अभिक्रिया 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 एल्काइन टॉटोमेरिज़्म प्रदर्शित करते हैं। प्रोपीन अकेला के साथ संतुलन में मौजूद है:

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

चक्रवृद्धि और ऑक्सीकरण

एल्काइन विविध साइक्लोडडिशन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं। डायल्स-एल्डर अभिक्रिया 1,3-डायन के साथ 1,4-साइक्लोहेक्साडीन देती है। यह सामान्य अभिक्रिया व्यापक रूप से विकसित की गई है। इलेक्ट्रोफिलिक एल्काइन विशेष रूप से प्रभावी डायनोफाइल हैं। 2-पाइरोन में एल्काइन के योग से प्राप्त साइक्लोडडक्ट सुगंधित यौगिक देने के लिए कार्बन डाइआक्साइड को समाप्त करता है। अन्य विशिष्ट साइक्लोडडिशन में बहुघटक प्रअभिक्रियाएं शामिल हैं जैसे कि सुगंधित यौगिकों को देने के लिए एल्काइन ट्रिमराइजेशन और पॉसन-खंड अभिक्रिया 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>

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

टर्मिनल एल्काइन के लिए विशिष्ट अभिक्रियाएँ

टर्मिनल एल्काइन 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 अभिक्रिया में, टर्मिनल एल्काइन को एरिल या विनाइल हैलाइड्स के साथ जोड़ा जाता है:

सोनोगाशिरा प्रतिक्रियायह अभिक्रियाशीलता इस तथ्य का फायदा उठाती है कि टर्मिनल एल्काइन कमजोर एसिड �