ஹைட்ராக்ஸி சேர்மங்கள் மற்றும் ஈதர்கள்: ஒரு மதிப்பெண் வினாக்கள், புத்தக வினா விடைகள் மற்றும் குறிப்புகள்

ஹைட்ராக்ஸி சேர்மங்கள் மற்றும் ஈதர்கள் பற்றி

நடுத்தரம் ~120 நிமிடப் படிப்பு

ஒரு ஹைட்ரோகார்பனின் ஒரு ஹைட்ரஜனுக்குப் பதிலாக –OH தொகுதியை வைத்தால் ஆல்கஹால் கிடைக்கிறது. –OH தொகுதியை நேரடியாக பென்சீன் வளையத்தில் இணைத்தால் பீனால் கிடைக்கிறது. இரண்டு ஆல்கைல் அல்லது அரைல் தொகுதிகளுக்கு இடையே ஒரு ஆக்சிஜனை வைத்தால் ஈதர் கிடைக்கிறது. அந்த ஒரு ஆக்சிஜன் அணு பல மாற்றங்களைக் கொண்டு வருகிறது. ஏறக்குறைய அதே நிறை கொண்ட ஆல்கேன்களை விட ஆல்கஹால்களின் கொதிநிலை மிக அதிகம். காரணம், அவற்றின் மூலக்கூறுகள் ஒன்றுக்கொன்று ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு உருவாக்குகின்றன. இதே காரணத்தால்தான் குறைந்த ஆல்கஹால்கள் நீருடன் கலக்கின்றன.

கரிமத் தொகுப்பில் ஆல்கஹால்கள் நல்ல தொடக்கப் பொருள்கள். எத்தனாலிலிருந்து ஈத்தீன், எத்தனேல், எத்தனாயிக் அமிலம், எத்தில் எஸ்டர்கள், டைஎத்தில் ஈதர் ஆகியவற்றைப் பெறலாம். இந்த மாற்றங்களைப் புரிந்துகொள்ள 11ஆம் வகுப்பில் படித்த இனக்கலப்பு, கார்பன் நேர் அயனியின் நிலைப்புத் தன்மை, பதிலீட்டு மற்றும் நீக்க வினைகள் தேவை. அலகுகள் 12, 13-ல் ஆல்டிஹைடுகள், கீட்டோன்கள், அமிலங்கள், அமீன்கள் ஆகியவற்றுக்கும் இதே கருத்துகளை மீண்டும் பயன்படுத்துவீர்கள்.

இந்த அலகின் வினாக்கள் பொதுவாகக் கண்டறிதலையும் பெயர் வினைகளையும் சோதிக்கின்றன. லூகாஸ் சோதனையில் எந்த ஆல்கஹால் முதலில் கலங்கல் தருகிறது, விக்டர் மேயர் சோதனையில் ஈரிணைய ஆல்கஹால் என்ன நிறம் தருகிறது, ஒரு குறிப்பிட்ட ஆல்கஹாலைத் தர எந்த கிரிக்னார்டு வினைப்பொருளும் எந்த கார்பனைல் சேர்மமும் தேவை, ஈதரை HI உடன் வெப்பப்படுத்தினால் என்ன விளைபொருள்கள் உருவாகின்றன போன்ற வினாக்களை எதிர்பாருங்கள்.

நீங்கள் கற்பவை

• லூகாஸ் மற்றும் விக்டர் மேயர் சோதனைகளால் ஓரிணைய, ஈரிணைய, மூவிணைய ஆல்கஹால்களை வேறுபடுத்துதல்.
• பென்சீன் சல்போனிக் அமிலத்திலிருந்தும் கியூமீனிலிருந்தும் பீனால் எப்படித் தயாரிக்கப்படுகிறது என்று விளக்குதல்.
• ஆல்கஹால்களின் நீர் நீக்கம் மற்றும் எஸ்டராக்கல் வினைவழிமுறைகளை விவரித்தல்.
• பீனாக்சைடு அயனியின் உடனிசைவைக் கொண்டு பீனால் எத்தனாலை விட ஏன் அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது என்று விளக்குதல்.
• ஈதரை HI அல்லது HBr உடன் வெப்பப்படுத்தும்போது கிடைக்கும் விளைபொருள்களைக் கணித்தல்.
• ஆல்கஹால்கள், பீனால்கள், ஈதர்களுக்கு IUPAC பெயர்களை எழுதுதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• சகப்பிணைப்பு, கார்பன் மற்றும் ஆக்சிஜனின் இனக்கலப்பு.
• ஆல்கேன்கள், ஆல்கீன்கள், ஹேலோ ஆல்கேன்களின் IUPAC பெயரிடுதல்.
• ஹேலோ ஆல்கேன்களில் படித்த \(S_{N}1\), \(S_{N}2\) மற்றும் நீக்க வினைகள்.

ஹைட்ராக்ஸி சேர்மங்கள் மற்றும் ஈதர்கள் — விரிவான விளக்கம்

ஆல்கஹால்கள், பீனால்கள், ஈதர்கள்: இந்த அலகில் உள்ளவை

வகைப்பாடும் பெயரிடுதலும்

–OH தொகுதிகளின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டு ஆல்கஹால்கள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: ஒற்றை ஹைட்ராக்ஸி (எத்தனால்), இரட்டை ஹைட்ராக்ஸி (ஈத்தேன்-1,2-டைஆல்), மூன்று ஹைட்ராக்ஸி (புரப்பேன்-1,2,3-ட்ரைஆல், கிளிசரால்). –OH தொகுதியைத் தாங்கும் கார்பனுடன் எத்தனை கார்பன் அணுக்கள் இணைந்துள்ளன என்பதைப் பொறுத்து ஒற்றை ஹைட்ராக்ஸி ஆல்கஹால் ஓரிணைய (primary), ஈரிணைய (secondary) அல்லது மூவிணைய (tertiary) ஆல்கஹால் ஆகிறது. IUPAC பெயரிடுதலில், –OH தாங்கும் கார்பனை உள்ளடக்கிய மிக நீளமான சங்கிலியைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். அதற்கு அருகில் உள்ள முனையிலிருந்து எண்ணிட வேண்டும். ஆல்கேன் பெயரின் இறுதி -e-க்குப் பதிலாக -ol சேர்க்க வேண்டும். ஈதர்கள் ஆல்காக்ஸி ஆல்கேன்களாகப் பெயரிடப்படுகின்றன. எ.கா. மெத்தாக்ஸி ஈத்தேன்.

ஆல்கஹால்கள் தயாரித்தல்

அமில வினைவேக மாற்றியுடன் நீரேற்றம் செய்தால் ஆல்கீன்கள் ஆல்கஹால்களைத் தருகின்றன. இது மார்கோனிகாஃப் விதியைப் பின்பற்றுகிறது. ஆல்கீனை ஹைட்ரோபோரேற்றம்-ஆக்சிஜனேற்றம் செய்தால் மார்கோனிகாஃப் விதிக்கு எதிரான விளைபொருள் கிடைக்கிறது. எனவே புரப்பீன் புரப்பேன்-1-ஆல் தருகிறது. ஆல்டிஹைடுகளையும் கீட்டோன்களையும் ஒடுக்கினால் முறையே ஓரிணைய, ஈரிணைய ஆல்கஹால்கள் கிடைக்கின்றன. கிரிக்னார்டு வினைப்பொருள்கள் கார்பனைல் சேர்மங்களுடன் சேர்ந்து புதிய கார்பன்-கார்பன் பிணைப்பை உருவாக்குகின்றன: மெத்தனேல் ஓரிணைய ஆல்கஹாலையும், மற்ற ஆல்டிஹைடுகள் ஈரிணைய ஆல்கஹாலையும், கீட்டோன் மூவிணைய ஆல்கஹாலையும் தருகின்றன.

ஆல்கஹால்களின் வினைகள்

ஆல்கஹால் C–OH பிணைப்பை உடைத்தோ அல்லது O–H பிணைப்பை உடைத்தோ வினைபுரிகிறது. கார்பன் நேர் அயனி எவ்வளவு வேகமாக உருவாகிறது என்பதைப் பொறுத்தது லூகாஸ் சோதனை. மூவிணைய ஆல்கஹால்கள் உடனே கலங்குகின்றன. ஈரிணைய ஆல்கஹால்களுக்கு சுமார் ஐந்து நிமிடம் ஆகிறது. ஓரிணைய ஆல்கஹால்கள் அறை வெப்பநிலையில் கலங்கல் தருவதில்லை. அடர் சல்பியூரிக் அமிலத்துடன் வெப்பப்படுத்தினால் ஆல்கஹால்கள் நீரை இழந்து ஆல்கீன்களைத் தருகின்றன. நீர் நீக்கம் நடக்கும் எளிமை: மூவிணையம் > ஈரிணையம் > ஓரிணையம். ஆக்சிஜனேற்றத்தில் ஓரிணைய ஆல்கஹால் முதலில் ஆல்டிஹைடாகவும் பின் கார்பாக்சிலிக் அமிலமாகவும் மாறுகிறது. ஈரிணைய ஆல்கஹால் கீட்டோனாக மாறுகிறது. சாதாரண நிலைகளில் மூவிணைய ஆல்கஹால்கள் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைவதில்லை.

பீனால்கள்

பீனாலில் –OH தொகுதி நேரடியாக பென்சீன் வளையத்தில் உள்ளது. பீனாக்சைடு அயனி உடனிசைவால் நிலைப்படுத்தப்படுவதால் பீனால் எத்தனாலை விட அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது. –OH தொகுதி ஆர்த்தோ, பாரா நிலைகளில் எலக்ட்ரான் கவர் பதிலீட்டு வினைக்கு வளையத்தை வலிமையாகத் தூண்டுகிறது. எனவே நைட்ரோ ஏற்றமும் புரோமின் ஏற்றமும் மிதமான நிலைகளிலேயே நடக்கின்றன. புரோமின் நீர் உடனே 2,4,6-ட்ரைபுரோமோ பீனாலின் வெண்ணிற வீழ்படிவைத் தருகிறது. கோல்ப் வினையில் சோடியம் பீனாக்சைடை CO₂ உடன் அழுத்தத்தில் வெப்பப்படுத்தினால் சோடியம் சாலிசிலேட் கிடைக்கிறது. அதை அமிலமாக்கினால் சாலிசிலிக் அமிலம் கிடைக்கிறது. ரீமர்-டீமன் வினையில் பீனால் குளோரோஃபார்ம் மற்றும் NaOH உடன் சாலிசிலால்டிஹைடைத் தருகிறது.

ஈதர்கள்

வில்லியம்சன் தொகுப்பு முறையில் ஒரு ஆல்காக்சைடு அயனி ஆல்கைல் ஹேலைடை \(S_{N}2\) வழிமுறையில் தாக்குகிறது. இதில் சமச்சீர் அல்லது சமச்சீரற்ற ஈதர்கள் கிடைக்கின்றன. ஈதர்கள் அதிகம் வினைபுரிவதில்லை. அதனால்தான் டைஎத்தில் ஈதர் பொதுவான கரைப்பானாகப் பயன்படுகிறது. ஆனால் அடர் HI அவற்றைப் பிளக்கிறது. மெத்தில் அல்லது ஓரிணையத் தொகுதிகள் இருந்தால், அயோடைடு அயனி இடநெருக்கம் குறைந்த கார்பனை \(S_{N}2\) மூலம் தாக்குகிறது. ஒரு தொகுதி மூவிணையமாக இருந்தால் வினை \(S_{N}1\) வழியில் நடக்கிறது. அப்போது அயோடைடு மூவிணைய கார்பனில் சேர்கிறது.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• லூகாஸ் சோதனை வரிசையைத் தலைகீழாக்குதல். மூவிணைய ஆல்கஹால்கள் உடனே கலங்குகின்றன. ஓரிணைய கார்பன் நேர் அயனி உருவாக முடியாத அளவு நிலைப்பற்றது என்பதால், ஓரிணைய ஆல்கஹால்கள் அறை வெப்பநிலையில் கலங்கல் தருவதில்லை.
• பீனாலின் நைட்ரோ ஏற்ற விளைபொருள்களைக் குழப்புதல். நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலம் o-நைட்ரோ பீனால், p-நைட்ரோ பீனால் கலவையைத் தருகிறது. அடர் நைட்ரிக் அமிலம் 2,4,6-ட்ரைநைட்ரோ பீனாலைத் (பிக்ரிக் அமிலம்) தருகிறது.
• ஈதர் பிளவில் ஹாலஜனைத் தவறான தொகுதியில் வைத்தல். மெத்தில் அல்லது ஓரிணையத் தொகுதிகள் இருந்தால் அயோடைடு சிறிய தொகுதியைத் தாக்குகிறது. எனவே மெத்தாக்ஸி ஈத்தேன் அயோடோ மீத்தேனையும் எத்தனாலையும் தருகிறது. ஒரு தொகுதி மூவிணையமாக இருந்தால், \(S_{N}1\) வழியில் அயோடின் மூவிணைய கார்பனில் சேர்கிறது.
• வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றி பயன்படுத்தும்போது ஓரிணைய ஆல்கஹாலின் ஆக்சிஜனேற்றத்தை ஆல்டிஹைடில் நிறுத்துதல். அமிலம் கலந்த K2Cr2O7 அல்லது KMnO4 அதைக் கார்பாக்சிலிக் அமிலம் வரை கொண்டு செல்கிறது. PCC போன்ற மிதமான வினைப்பொருள் மட்டுமே ஆல்டிஹைடில் நிறுத்துகிறது.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

ஓரிணைய, ஈரிணைய, மூவிணைய ஆல்கஹால்களை எப்படி வேறுபடுத்துவது?

லூகாஸ் சோதனை அல்லது விக்டர் மேயர் சோதனையைப் பயன்படுத்தலாம். அறை வெப்பநிலையில் லூகாஸ் வினைப்பொருளுடன், மூவிணைய ஆல்கஹால் உடனே கலங்குகிறது, ஈரிணைய ஆல்கஹால் சுமார் ஐந்து நிமிடத்தில் கலங்குகிறது, ஓரிணைய ஆல்கஹால் கலங்குவதே இல்லை. விக்டர் மேயர் சோதனையில் இறுதி காரக் கரைசல் ஓரிணைய ஆல்கஹாலுக்கு இரத்த சிவப்பு, ஈரிணைய ஆல்கஹாலுக்கு நீலம், மூவிணைய ஆல்கஹாலுக்கு நிறமற்றது.

பீனால் எத்தனாலை விட ஏன் அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது?

பீனால் ஒரு புரோட்டானை இழக்கும்போது, பீனாக்சைடு அயனியில் உள்ள எதிர் மின்னூட்டம் உடனிசைவு மூலம் பென்சீன் வளையத்துக்குள் பரவுகிறது. இது அயனியை நிலைப்படுத்துகிறது. எத்தாக்சைடு அயனிக்கு அத்தகைய உடனிசைவு இல்லை. எலக்ட்ரான் விடுவிக்கும் எத்தில் தொகுதி மின்னூட்டத்தை ஆக்சிஜனில் மேலும் குவிக்கிறது. இணை காரம் அதிக நிலைப்புடையதாக இருந்தால் அமிலம் வலிமையானது. எனவே பீனால் தன் புரோட்டானை எளிதில் விடுகிறது.

ரீமர்-டீமன் வினை எதற்குப் பயன்படுகிறது?

இது பீனால் வளையத்தில், பெரும்பாலும் ஆர்த்தோ நிலையில், –CHO தொகுதியைச் சேர்க்கிறது. பீனாலைக் குளோரோஃபார்ம் மற்றும் நீர்த்த சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் வெப்பப்படுத்தி, விளைபொருளை அமிலமாக்கினால் சாலிசிலால்டிஹைடு (2-ஹைட்ராக்ஸி பென்சால்டிஹைடு) கிடைக்கிறது. குளோரோஃபார்மிலிருந்து உருவாகும் டைகுளோரோ கார்பீன்தான் வளையத்தைத் தாக்கும் எலக்ட்ரான் கவர் பொருள்.

ஆல்கஹால்கள் தயாரிக்க கிரிக்னார்டு வினைப்பொருள்கள் எப்படிப் பயன்படுகின்றன?

கிரிக்னார்டு வினைப்பொருள் C=O தொகுதியுடன் சேர்கிறது. உருவாகும் சேர்க்கைப் பொருள் நீர்த்த அமிலத்தால் நீராற்பகுக்கப்படுகிறது. மெத்தனேல் ஓரிணைய ஆல்கஹாலையும், மற்ற ஆல்டிஹைடுகள் ஈரிணைய ஆல்கஹால்களையும், கீட்டோன்கள் மூவிணைய ஆல்கஹால்களையும் தருகின்றன. எ.கா. CH3MgBr புரப்பனோனுடன் 2-மெத்தில் புரப்பேன்-2-ஆல் தருகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட ஆல்கஹாலைத் தயாரிக்க, அதற்குத் தேவையான கார்பனைல் சேர்மத்தைப் பின்னோக்கிக் கண்டறியுங்கள்.

ஆல்கஹால்களை நீர் நீக்கம் செய்தால் என்ன நடக்கிறது?

அடர் சல்பியூரிக் அமிலத்துடன் வெப்பப்படுத்தினால், ஆல்கஹால் ஒரு நீர் மூலக்கூறை இழந்து ஆல்கீனை உருவாக்குகிறது. வினை கார்பன் நேர் அயனி வழியாக நடப்பதால், மூவிணைய ஆல்கஹால்கள் மிக எளிதாக நீர் நீக்கம் அடைகின்றன. எத்தனால் ஈத்தீனைத் தர சுமார் 443 K தேவை. சுமார் 413 K என்ற குறைந்த வெப்பநிலையில் மிகுதியான எத்தனாலுடன், அதற்குப் பதிலாக டைஎத்தில் ஈதர் உருவாகிறது.

வில்லியம்சன் ஈதர் தொகுப்பு முறை என்றால் என்ன?

சோடியம் ஆல்காக்சைடுக்கும் ஆல்கைல் ஹேலைடுக்கும் இடையே நடக்கும் \(S_{N}2\) வினை இது. சமச்சீரற்ற ஈதரைத் தயாரிக்க, ஹேலைடு மெத்தில் அல்லது ஓரிணையமாக இருக்கும் சேர்க்கையைத் தேர்ந்தெடுங்கள். மூவிணைய ஹேலைடு, வலிமையான காரமான ஆல்காக்சைடுடன் நீக்க வினை புரிந்து ஈதருக்குப் பதிலாக ஆல்கீனைத் தரும்.