Etileno paruošimas ir savybės. Cheminės etileno savybės. Etileno formulė. Eteno charakteristikos ir fizikinės savybės

APIBRĖŽIMAS

Etilenas (etenas)- pirmasis alkenų serijos atstovas - nesotieji angliavandeniliai su viena dviguba jungtimi.

Formulė – C 2 H 4 (CH 2 = CH 2). Molekulinė masė (vieno molio masė) – 28 g/mol.

Iš etileno susidaręs angliavandenilio radikalas vadinamas vinilu (-CH = CH 2). Etileno molekulėje esantys anglies atomai yra sp 2 hibridizacijoje.

Cheminės etileno savybės

Etilenui būdingos reakcijos, vykstančios elektrofilinio prisijungimo, radikalų pakeitimo, oksidacijos, redukcijos ir polimerizacijos mechanizmu.

Halogeninimas(elektrofilinis priedas) - etileno sąveika su halogenais, pavyzdžiui, su bromu, kai bromo vanduo pasikeičia:

CH2 = CH2 + Br2 = Br-CH2-CH2Br.

Etileno halogeninimas galimas ir kaitinant (300C), tokiu atveju dviguba jungtis nenutrūksta – reakcija vyksta pagal radikalų pakeitimo mechanizmą:

CH 2 = CH 2 + Cl 2 → CH 2 = CH-Cl + HCl.

Hidrohalogeninimas- etileno sąveika su vandenilio halogenidais (HCl, HBr) susidarant halogenintiems alkanams:

CH2 = CH2 + HCl → CH3-CH2-Cl.

Hidratacija- etileno sąveika su vandeniu, kai yra mineralinių rūgščių (sieros, fosforo), susidarant sočiajam monohidroliui - etanoliui:

CH2 = CH2 + H2O → CH3-CH2-OH.

Tarp elektrofilinių prisijungimo reakcijų išskiriamas sudėjimas hipochloro rūgštis(1), reakcijos hidroksi- Ir alkoksimerkuracija(2, 3) (organinių gyvsidabrio junginių gamyba) ir hidroboravimas (4):

CH2 = CH2 + HClO → CH2(OH)-CH2-Cl (1);

CH 2 = CH 2 + (CH 3 COO) 2 Hg + H 2 O → CH 2 (OH)-CH 2 -Hg-OCOCH 3 + CH 3 COOH (2);

CH 2 = CH 2 + (CH 3 COO) 2 Hg + R-OH → R-CH 2 (OCH 3)-CH 2 -Hg-OCOCH 3 + CH 3 COOH (3);

CH2 = CH2 + BH3 → CH3-CH2-BH2 (4).

Nukleofilinės prisijungimo reakcijos būdingos etileno dariniams, turintiems elektronus ištraukiančių pakaitų. Tarp nukleofilinių prisijungimo reakcijų ypatingą vietą užima vandenilio cianido rūgšties, amoniako ir etanolio pridėjimo reakcijos. Pavyzdžiui,

2 ON-CH = CH2 + HCN → 2 ON-CH2-CH2-CN.

Per oksidacijos reakcijos etileno, galimas įvairių produktų susidarymas, o sudėtį lemia oksidacijos sąlygos. Taigi etileno oksidacijos metu lengvomis sąlygomis(oksidatorius - kalio permanganatas) nutrūksta π-jungtis ir susidaro dvihidroksis alkoholis - etilenglikolis:

3CH 2 = CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O = 3CH 2 (OH)-CH 2 (OH) + 2MnO 2 + 2KOH.

At stipri oksidacija etilenas su verdančiu kalio permanganato tirpalu rūgščioje aplinkoje, visiškai nutrūksta ryšys (σ-jungtis), susidaro skruzdžių rūgštis ir anglies dioksidas:

Oksidacija etileno deguonies 200 C temperatūroje, esant CuCl 2 ir PdCl 2, susidaro acetaldehidas:

CH2 = CH2 +1/2O2 = CH3-CH = O.

At Restauravimas Etilenas gamina etaną, alkanų klasės atstovą. Etileno redukcijos reakcija (hidrinimo reakcija) vyksta radikaliu mechanizmu. Sąlyga, kad reakcija vyktų, yra katalizatorių (Ni, Pd, Pt) buvimas, taip pat reakcijos mišinio kaitinimas:

CH2 = CH2 + H2 = CH3-CH3.

Įeina etilenas polimerizacijos reakcija. Polimerizacija yra didelės molekulinės masės junginio – polimero – susidarymo procesas, susijungiant vienas su kitu, naudojant pagrindinius pradinės mažos molekulinės medžiagos – monomero – molekulių valentus. Etileno polimerizacija vyksta veikiant rūgštims (katijoninis mechanizmas) arba radikalams (radikalų mechanizmas):

n CH2 = CH2 = -(-CH2-CH2-) n-.

Fizinės etileno savybės

Etilenas yra bespalvės dujos, turinčios silpną kvapą, mažai tirpios vandenyje, tirpios alkoholyje ir labai gerai tirpios dietilo eteryje. Susimaišęs su oru sudaro sprogų mišinį

Etileno gamyba

Pagrindiniai etileno gamybos būdai:

— halogenintų alkanų dehidrohalogeninimas, veikiant alkoholiniams šarmų tirpalams

CH3-CH2-Br + KOH → CH2 = CH2 + KBr + H2O;

— alkanų dihalogeno darinių dehalogeninimas veikiant aktyviems metalams

Cl-CH2-CH2-Cl + Zn → ZnCl2 + CH2 = CH2;

— etileno dehidratacija kaitinant jį sieros rūgštimi (t >150 C) arba jo garus perleidžiant per katalizatorių

CH3-CH2-OH → CH2 = CH2 + H2O;

— etano dehidrinimas kaitinant (500°C) esant katalizatoriui (Ni, Pt, Pd)

CH3 -CH3 → CH2 = CH2 + H2.

Etileno panaudojimas

Etilenas yra vienas iš svarbiausių junginių, gaminamų didžiuliu pramoniniu mastu. Jis naudojamas kaip žaliava gaminant daugybę įvairių organinių junginių (etanolio, etilenglikolio, acto rūgšties ir kt.). Etilenas naudojamas kaip polimerų (polietileno ir kt.) gamybos žaliava. Jis naudojamas kaip medžiaga, greitinanti daržovių ir vaisių augimą bei nokimą.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Pratimas

Atlikite transformacijų seriją etanas → etenas (etilenas) → etanolis → etenas → chloretanas → butanas.

Sprendimas

Norint pagaminti eteną (etileną) iš etano, būtina naudoti etano dehidrinimo reakciją, kuri vyksta esant katalizatoriui (Ni, Pd, Pt) ir kaitinant: C 2 H6 → C 2 H4 + H2. Etanolis gaunamas iš eteno hidratacijos reakcijos metu su vandeniu, dalyvaujant mineralinėms rūgštims (sieros, fosforo): C 2 H 4 + H 2 O = C 2 H 5 OH. Norint gauti eteną iš etanolio, naudojama dehidratacijos reakcija: Chloretanas iš eteno gaminamas hidrohalogeninimo reakcija: C 2 H 4 + HCl → C 2 H 5 Cl. Butanui gauti iš chloretano naudojama Wurtz reakcija: 2C 2 H 5 Cl + 2Na → C 4 H 10 + 2 NaCl.

2 PAVYZDYS

Pratimas	Apskaičiuokite, kiek litrų ir gramų etileno galima gauti iš 160 ml etanolio, kurio tankis yra 0,8 g/ml.
Sprendimas	Etilenas gali būti gaunamas iš etanolio dehidratacijos reakcijos metu, kurios sąlyga yra mineralinių rūgščių (sieros, fosforo) buvimas. Parašykime etileno gamybos iš etanolio reakcijos lygtį: C 2 H 5 OH → (t, H2SO4) → C 2 H 4 + H 2 O. Raskime etanolio masę: m(C2H5OH) = V(C2H5OH) × ρ (C2H5OH); m(C2H5OH) = 160 × 0,8 = 128 g. Etanolio molinė masė (vieno molio molekulinė masė), apskaičiuota pagal cheminių elementų lentelę pagal D.I. Mendelejevas – 46 g/mol. Raskime etanolio kiekį: v(C2H5OH) = m(C2H5OH)/M(C2H5OH); v(C2H5OH) = 128/46 = 2,78 mol. Pagal reakcijos lygtį v(C 2 H 5 OH): v(C 2 H 4) = 1:1, todėl v(C 2 H 4) = v(C 2 H 5 OH) = 2,78 mol. Etileno molinė masė (vieno molio molekulinė masė), apskaičiuota naudojant cheminių elementų lentelę pagal D.I. Mendelejevas – 28 g/mol. Raskime etileno masę ir tūrį: m(C2H4) = v(C2H4) × M(C2H4); V(C2H4) = v(C2H4) ×V m; m(C2H4) = 2,78 × 28 = 77,84 g; V(C 2 H 4) = 2,78 × 22,4 = 62,272 l.
Atsakymas	Etileno masė – 77,84 g, etileno tūris – 62,272 litro.

2018 m. sausio 18 d

Nesotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse yra dviguba cheminė jungtis, priklauso alkenų grupei. Pirmasis homologinės serijos atstovas yra etenas arba etilenas, kurio formulė yra: C 2 H 4. Alkenai dažnai vadinami olefinais. Pavadinimas istorinis ir atsirado XVIII amžiuje, gavus etileno ir chloro reakcijos produktą – etilo chloridą, kuris atrodo kaip aliejinis skystis. Tada etenas buvo vadinamas naftos dujomis. Mūsų straipsnyje mes išnagrinėsime jo chemines savybes, taip pat jo gamybą ir naudojimą pramonėje.

Molekulės struktūros ir medžiagos savybių ryšys

Remiantis M. Butlerovo pasiūlyta organinių medžiagų sandaros teorija, junginio savybės visiškai priklauso nuo jo molekulės struktūrinės formulės ir ryšių tipo. Etileno chemines savybes taip pat lemia erdvinė atomų konfigūracija, elektronų debesų hibridizacija ir pi jungties buvimas jo molekulėje. Du nehibridizuoti anglies atomų p-elektronai persidengia plokštumoje, statmenoje pačios molekulės plokštumai. Susidaro dviguba jungtis, kurios plyšimas lemia alkenų gebėjimą pereiti prie prisijungimo ir polimerizacijos reakcijas.

Fizinės savybės

Etenas yra dujinė medžiaga, turinti subtilų, savitą kvapą. Jis blogai tirpsta vandenyje, bet tirpsta benzene, anglies tetrachloride, benzine ir kituose organiniuose tirpikliuose. Remiantis etileno C 2 H 4 formule, jo molekulinė masė yra 28, tai yra, etenas yra šiek tiek lengvesnis už orą. Homologinėje alkenų serijoje, didėjant jų masei, medžiagų agregacijos būsena keičiasi pagal schemą: dujos – skystis – kietas junginys.

Dujų gamyba laboratorijoje ir pramonėje

Kaitinant etilo alkoholį iki 140 °C, esant koncentruotai sieros rūgščiai, laboratorijoje galima gauti etileno. Kitas būdas – vandenilio atomų paėmimas iš alkano molekulių. Veikiant kaustiniu natriu arba kaliu sočiųjų angliavandenilių halogenais pakeistus junginius, pavyzdžiui, chloretaną, susidaro etilenas. Pramonėje perspektyviausias būdas jį gauti yra gamtinių dujų perdirbimas, taip pat naftos pirolizė ir krekingas. Visos cheminės etileno savybės – hidratacijos, polimerizacijos, pridėjimo, oksidacijos reakcijos – paaiškinamos dvigubos jungties buvimu jo molekulėje.

Olefinų sąveika su septintos grupės pagrindinio pogrupio elementais

Visi homologinės eteno serijos nariai savo molekulėje prijungia halogeno atomus pi jungties skilimo vietoje. Taigi, vandeninis raudonai rudo bromo tirpalas pasikeičia, todėl susidaro etileno – dibrometano lygtis:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2

Reakcija su chloru ir jodu vyksta panašiai, kai dvigubos jungties sunaikinimo vietoje taip pat atsiranda halogeno atomų. Visi olefino junginiai gali reaguoti su vandenilio halogenidais: vandenilio chloridu, vandenilio fluoridu ir kt. Dėl sudėjimo reakcijos, vykstančios pagal joninį mechanizmą, susidaro medžiagos - sočiųjų angliavandenilių halogeniniai dariniai: chloretanas, fluoretanas.

Pramoninė etanolio gamyba

Cheminės etileno savybės dažnai naudojamos svarbioms medžiagoms, plačiai naudojamoms pramonėje ir kasdieniame gyvenime, gauti. Pavyzdžiui, kaitinant eteną vandeniu, esant ortofosforo arba sieros rūgštims, veikiant katalizatoriui, vyksta hidratacijos procesas. Taip pat susidaro etilo alkoholis – didelio masto produktas, gaunamas organinės sintezės chemijos gamyklose. Hidratacijos reakcijos mechanizmas vyksta pagal analogiją su kitomis pridėjimo reakcijomis. Be to, etileno sąveika su vandeniu taip pat atsiranda dėl pi jungties skilimo. Laisvuosius eteno anglies atomų valentus jungia vandenilio atomai ir hidrokso grupė, kurios yra vandens molekulės dalis.

Etileno hidrinimas ir deginimas

Nepaisant to, kas išdėstyta pirmiau, vandenilio junginių reakcija neturi didelės praktinės reikšmės. Tačiau tai rodo genetinį ryšį tarp skirtingų organinių junginių klasių, šiuo atveju alkanų ir olefinų. Pridėjus vandenilio, etenas virsta etanu. Priešingas procesas – vandenilio atomų pašalinimas iš sočiųjų angliavandenilių veda prie alkenų atstovo – eteno susidarymo. Stiprią olefinų oksidaciją, vadinamą degimu, lydi dideli šilumos kiekiai, reakcija yra egzoterminė. Degimo produktai yra vienodi visų angliavandenilių klasių medžiagoms: alkanams, etileno ir acetileno serijos nesotiesiems junginiams, aromatinėms medžiagoms. Tai apima anglies dioksidą ir vandenį. Oras reaguoja su etilenu, sudarydamas sprogų mišinį.

Oksidacijos reakcijos

Eteną galima oksiduoti kalio permanganato tirpalu. Tai viena iš kokybinių reakcijų, kurios pagalba įrodomas dvigubos jungties buvimas nustatomos medžiagos sudėtyje. Violetinė tirpalo spalva išnyksta dėl dvigubos jungties skilimo ir dvihidroso sočiojo alkoholio – etilenglikolio – susidarymo. Reakcijos produktas plačiai naudojamas pramonėje kaip žaliava sintetinių pluoštų, tokių kaip lavsanas, sprogmenys ir antifrizas, gamybai. Kaip matote, etileno cheminės savybės naudojamos vertingiems junginiams ir medžiagoms gauti.

Olefinų polimerizacija

Didėjanti temperatūra, didėjantis slėgis ir katalizatorių naudojimas yra būtinos polimerizacijos proceso sąlygos. Jo mechanizmas skiriasi nuo pridėjimo ar oksidacijos reakcijų. Tai reiškia nuoseklų daugelio etileno molekulių surišimą tose vietose, kur nutrūksta dvigubos jungtys. Reakcijos produktas yra polietilenas, kurio fizikinės charakteristikos priklauso nuo n reikšmės – polimerizacijos laipsnio. Jei jis mažas, tada medžiaga yra skystos agregacijos būsenoje. Jei indikatorius artėja prie 1000 jungčių, tada iš tokio polimero gaminama polietileno plėvelė ir lanksčios žarnos. Jei polimerizacijos laipsnis viršija 1500 grandžių grandinėje, tada medžiaga yra balta kieta medžiaga, riebi liesti.

Jis naudojamas kietiems liejiniams gaminiams ir plastikiniams vamzdžiams gaminti. Halogeninis etileno darinys, teflonas turi nelipnių savybių ir yra plačiai naudojamas polimeras, paklausus multivarkų, keptuvių ir keptuvių gamyboje. Didelis atsparumas dilimui yra naudojamas automobilių variklių tepalų gamyboje, o mažas toksiškumas ir tolerancija žmogaus organizmo audiniams leido naudoti tefloninius protezus chirurgijoje.

Savo straipsnyje mes nagrinėjome tokias chemines olefinų savybes kaip etileno degimas, sudėjimo reakcijos, oksidacija ir polimerizacija.

Kvitas

Etilenas kaip monomeras buvo plačiai naudojamas prieš Antrąjį pasaulinį karą, nes reikėjo gauti aukštos kokybės izoliacinę medžiagą, kuri galėtų pakeisti polivinilchloridą. Sukūrus etileno polimerizacijos aukštu slėgiu metodą ir ištyrus gauto polietileno dielektrines savybes, pradėtas jo gamyba – iš pradžių JK, o vėliau ir kitose šalyse.

Pagrindinis pramoninis etileno gamybos būdas yra skystų naftos distiliatų arba mažiau sočiųjų angliavandenilių pirolizė. Reakcija vykdoma vamzdinėse krosnyse +800-950 °C temperatūroje ir 0,3 MPa slėgyje. Kai kaip žaliava naudojamas tiesioginio distiliavimo benzinas, etileno išeiga yra maždaug 30%. Kartu su etilenu taip pat susidaro nemažas kiekis skystųjų angliavandenilių, įskaitant aromatinius. Pirolizuojant gazolį, etileno išeiga yra maždaug 15-25%. Didžiausia etileno išeiga – iki 50 % – gaunama naudojant kaip žaliavas sočiuosius angliavandenilius: etaną, propaną ir butaną. Jų pirolizė atliekama esant vandens garams.

Išvykstant iš gamybos, atliekant prekių apskaitos operacijas, tikrinant, ar ji atitinka norminius ir techninius dokumentus, etileno mėginiai imami GOST 24975.0-89 „Etilenas ir propilenas. Mėginių ėmimo metodai“. Etileno mėginiai gali būti imami tiek dujiniu, tiek suskystintu pavidalu, naudojant specialius mėginių ėmiklius pagal GOST 14921.

Rusijoje pramoniniu būdu gaminamas etilenas turi atitikti GOST 25070-2013 „Etilenas. Techninės sąlygos“.

Gamybos struktūra

Šiuo metu etileno gamybos struktūroje 64% gaunama iš didelės apimties pirolizės įrenginių, ~17% iš mažos apimties dujinės pirolizės įrenginių, ~11% iš benzino pirolizės ir 8% iš etano pirolizės.

Taikymas

Etilenas yra pagrindinis pagrindinės organinės sintezės produktas ir yra naudojamas gaminant šiuos junginius (išvardytus abėcėlės tvarka):

• Dichloretanas / vinilchloridas (3 vieta, 12% viso tūrio);
• Etileno oksidas (2 vieta, 14-15% viso tūrio);
• Polietilenas (1 vieta, iki 60% bendro tūrio);

Etilenas, sumaišytas su deguonimi, buvo naudojamas medicinoje anestezijai iki devintojo dešimtmečio vidurio SSRS ir Artimuosiuose Rytuose. Etilenas yra beveik visų augalų fitohormonas, jis yra atsakingas už spygliuočių spyglių kritimą.

Elektroninė ir erdvinė molekulės struktūra

Anglies atomai yra antroje valentinėje būsenoje (sp 2 hibridizacija). Dėl to plokštumoje 120° kampu susidaro trys hibridiniai debesys, kurie sudaro tris σ ryšius su anglies ir dviem vandenilio atomais; Hibridizacijoje nedalyvavęs p-elektronas statmenoje plokštumoje sudaro π ryšį su gretimo anglies atomo p-elektronu. Tai sudaro dvigubą ryšį tarp anglies atomų. Molekulė turi plokščią struktūrą.

Pagrindinės cheminės savybės

Etilenas yra chemiškai aktyvi medžiaga. Kadangi molekulėje tarp anglies atomų yra dviguba jungtis, vienas iš jų, kuris yra ne toks stiprus, lengvai nutrūksta, o jungties nutrūkimo vietoje vyksta molekulių prisirišimas, oksidacija, polimerizacija.

• Halogeninimas:

CH 2 = CH 2 + B r 2 → CH 2 B r - CH 2 B r + D (\displaystyle (\mathsf (CH_(2)(\text(=))CH_(2)+Br_(2)\rodyklė dešinėn CH_(2)Br(\tekstas(-))CH_(2)Br+D))) Bromo vandens spalva pasikeičia. Tai kokybinė reakcija į nesočiuosius junginius.

• Hidrinimas:

CH 2 = CH 2 + H 2 → N i CH 3 - CH 3 (\displaystyle (\mathsf (CH_(2)(\text(=))CH_(2)+H_(2)(\xrodyklė dešinėn[())) (Ni))CH_(3)(\tekstas(-))CH_(3))))

• Hidrohalogeninimas:

CH 2 = CH 2 + H B r → CH 3 CH 2 B r (\displaystyle (\mathsf (CH_(2)(\text(=)))CH_(2)+HBr\rodyklė dešinėn CH_(3)CH_(2)Br )))

• Hidratacija:

CH 2 = CH 2 + H 2 O → H + CH 3 CH 2 O H (\displaystyle (\mathsf (CH_(2)(\text(=))CH_(2)+H_(2)O(\xrodyklė dešinėn[() )](H^(+)))CH_(3)CH_(2)OH)))Šią reakciją atrado A.M. Butlerovas, ir jis naudojamas pramoninei etilo alkoholio gamybai.

• Oksidacija:

Etilenas lengvai oksiduojasi. Jei etilenas praleidžiamas per kalio permanganato tirpalą, jo spalva pasikeis. Ši reakcija naudojama atskirti sočiuosius ir nesočiuosius junginius. Rezultatas yra etilenglikolis. Reakcijos lygtis: 3 CH 2 = CH 2 + 2 K M n O 4 + 4 H 2 O → CH 2 O H - CH 2 O H + 2 M n O 2 + 2 K O H (\displaystyle (\mathsf (3CH_(2))(\text(=) ))CH_(2)+2KMnO_(4)+4H_(2)O\rodyklė dešinėn CH_(2)OH(\tekstas(-))CH_(2)OH+2MnO_(2)+2KOH)))

• Degimas:

CH 2 = CH 2 + 3 O 2 → 2 C O 2 + 2 H 2 O (\displaystyle (\mathsf (CH_(2)(\text(=)))CH_(2)+3O_(2)\rodyklė dešinėn 2CO_(2 )+2H_(2)O)))

• Polimerizacija (polietileno gamyba):

n CH 2 = CH 2 → (- CH 2 - CH 2 -) n (\displaystyle (\mathsf (nCH_(2)(\text(=))CH_(2)\rodyklė dešinėn ((\text(-))CH_) (2)(\tekstas(-))CH_(2)(\tekstas(-)))_(n)))) 2 CH 2 = CH 2 → CH 2 = CH - CH 2 - CH 3 (\displaystyle (\mathsf (2CH_(2)(\text(=)))CH_(2)\rodyklė dešinėn CH_(2)(\text(=) ))CH(\tekstas(-))CH_(2)(\tekstas(-))CH_(3))))

Biologinis vaidmuo

Viena iš labiausiai žinomų etileno funkcijų yra vadinamojo trigubo atsako išsivystymas etioliuotuose (tamsoje auginamuose) daiguose, gydant šiuo hormonu. Trigubas atsakas apima tris reakcijas: hipokotilo sutrumpėjimą ir sustorėjimą, šaknies sutrumpėjimą ir viršūninio kabliuko stiprinimą (staigus viršutinės hipokotilės dalies lenkimas). Sodinukų reakcija į etileną itin svarbi pirmaisiais jų vystymosi tarpsniais, nes skatina daigų prasiskverbimą į šviesą.

Komerciniam vaisių ir vaisių derliaus nuėmimui naudojamos specialios vaisių nokinimo patalpos ar kameros, į kurių atmosferą iš specialių katalizinių generatorių, iš skysto etanolio gaminančių etileno dujas, įpurškiamas etilenas. Paprastai, norint paskatinti vaisių nokimą, 24–48 valandas naudojama 500–2000 ppm etileno dujų koncentracija kameros atmosferoje. Esant aukštesnei oro temperatūrai ir didesnei etileno koncentracijai ore, vaisiai sunoksta greičiau. Tačiau svarbu užtikrinti anglies dioksido kiekio kameros atmosferoje kontrolę, nes brandinimas aukštoje temperatūroje (aukštesnėje nei 20 laipsnių Celsijaus temperatūroje) arba brandinimas esant didelei etileno koncentracijai kameros ore sukelia staigus anglies dvideginio išsiskyrimo padidėjimas greitai nokstant vaisiams, kartais iki 10% anglies dvideginio, esančio ore praėjus 24 valandoms po nokimo pradžios, todėl gali apsinuodyti anglies dioksidu ir jau sunokusius vaisius skinantys darbuotojai, ir vaisiai. patys.

Etilenas vaisių nokimui skatinti buvo naudojamas nuo senovės Egipto. Senovės egiptiečiai datules, figas ir kitus vaisius tyčia subraižydavo ar lengvai traiškydavo, kad paskatintų jų nokimą (pažeidus audinius augalų audiniai skatina etileno gamybą). Senovės kinai uždarose patalpose degindavo medines smilkalų lazdeles ar kvapiąsias žvakes, kad paskatintų persikų nokimą (degant žvakėms ar medžiui išsiskiria ne tik anglies dvideginis, bet ir nepakankamai oksiduoti tarpiniai degimo produktai, tarp jų ir etilenas). 1864 m. buvo nustatyta, kad dėl gamtinių dujų nutekėjimo iš gatvių šviestuvų nutrūko netoliese esantys augalai, iškrypo, neįprastai sustorėjo stiebai ir šaknys, pagreitėjo vaisių nokimas. 1901 metais rusų mokslininkas Dmitrijus Neliubovas įrodė, kad šiuos pokyčius sukeliantis aktyvusis gamtinių dujų komponentas yra ne pagrindinis jų komponentas metanas, o nedideliais kiekiais esantis etilenas. Vėliau, 1917 m., Sarah Dubt įrodė, kad etilenas skatina priešlaikinį lapų kritimą. Tačiau tik 1934 m. Heinas atrado, kad augalai patys sintetina endogeninį etileną. . 1935 m. Crocker pasiūlė, kad etilenas yra augalų hormonas, atsakingas už fiziologinį vaisių nokimo reguliavimą, taip pat už augalų vegetatyvinių audinių senėjimą, lapų kritimą ir augimo slopinimą.

Jaunas ciklas

Etileno biosintezės ciklas prasideda nuo aminorūgšties metionino pavertimo S-adenozilmetioninu (SAMe), veikiant fermentui metionino adenoziltransferazei. Tada S-adenozil-metioninas paverčiamas 1-aminociklopropan-1-karboksirūgštimi (ACC, ACC) naudojant fermentą 1-aminociklopropan-1-karboksilato sintetazę (ACC sintetazę). ACC sintetazės aktyvumas riboja viso ciklo greitį, todėl šio fermento aktyvumo reguliavimas yra esminis etileno biosintezės reguliavimas augaluose. Paskutiniam etileno biosintezės etapui reikalingas deguonis ir jis vyksta veikiant fermentui aminociklopropano karboksilato oksidazei (ACC oksidazei), anksčiau vadintam etileną formuojančiu fermentu. Etileno biosintezę augaluose skatina tiek egzogeninis, tiek endogeninis etilenas (teigiamas grįžtamasis ryšys). ACC sintetazės aktyvumas ir atitinkamai etileno susidarymas taip pat padidėja esant dideliam auksinų, ypač indolacto rūgšties, ir citokininų kiekiui.

Etileno signalą augaluose suvokia mažiausiai penkios skirtingos transmembraninių receptorių šeimos, kurios yra baltymų dimerai. Visų pirma, etileno receptorius ETR 1 yra žinomas Arabidopsis ( Arabidopsis). Genai, koduojantys etileno receptorius, buvo klonuoti iš Arabidopsis, o paskui iš pomidorų. Etileno receptorius koduoja keli genai tiek Arabidopsis, tiek pomidorų genomuose. Bet kurios genų šeimos, kurią sudaro penki Arabidopsis etileno receptorių tipai ir mažiausiai šeši pomidorų receptorių tipai, mutacijos gali sukelti augalų nejautrumą etilenui ir augalų brendimo, augimo ir vytimo sutrikimus. DNR sekos, būdingos etileno receptorių genams, aptiktos ir daugelyje kitų augalų rūšių. Be to, etileną surišantis baltymas netgi buvo rastas melsvadumblių.

Nepalankūs išoriniai veiksniai, tokie kaip deguonies trūkumas atmosferoje, potvynis, sausra, šaltis, mechaniniai augalo pažeidimai (žaiza), patogeninių mikroorganizmų, grybų ar vabzdžių ataka, gali sukelti padidėjusį etileno susidarymą augalų audiniuose. Pavyzdžiui, potvynių metu augalų šaknys kenčia nuo vandens pertekliaus ir deguonies trūkumo (hipoksijos), todėl jose vyksta 1-aminociklopropan-1-karboksirūgšties biosintezė. Tada ACC pernešamas stiebuose iki lapų, o lapuose oksiduojamas iki etileno. Susidaręs etilenas skatina epinastinius judesius, dėl kurių vanduo iš lapų mechaniškai purtomas, taip pat lapai, gėlių žiedlapiai ir vaisiai nuvysta ir nukrenta, o tai leidžia augalui vienu metu atsikratyti vandens pertekliaus organizme ir sumažinti vandens poreikį. deguonies, sumažinant bendrą audinių masę.

Nedideli endogeninio etileno kiekiai taip pat gaminami gyvūnų ląstelėse, įskaitant žmones, lipidų peroksidacijos metu. Dalis endogeninio etileno oksiduojasi iki etileno oksido, kuris turi savybę alkilinti DNR ir baltymus, įskaitant hemoglobiną (sudaro specifinį aduktą su hemoglobino N-galiniu valinu – N-hidroksietil-valinu). Endogeninis etileno oksidas taip pat gali alkilinti DNR guanino bazes, dėl ko susidaro 7-(2-hidroksietil)-guanino aduktas, ir tai yra viena iš endogeninės kancerogenezės visuose gyvuose daiktuose rizikos priežasčių. Endogeninis etileno oksidas taip pat yra mutagenas. Kita vertus, yra hipotezė, kad jei organizme nesusidarytų nedideli kiekiai endogeninio etileno ir atitinkamai etileno oksido, spontaniškų mutacijų greitis ir atitinkamai evoliucijos greitis būtų daug mažesnis. .

Pastabos

1. Devanny Michael T. Etilenas(Anglų) (nuoroda nepasiekiama). SRI Consulting (2009 m. rugsėjis). Suarchyvuota nuo originalo 2010 m. liepos 18 d.
2. Etilenas(Anglų) (nuoroda nepasiekiama). WP ataskaita. SRI Consulting (2010 m. sausis). Suarchyvuota nuo originalo 2010 m. rugpjūčio 31 d.
3. Angliavandenilių: metano, etano, etileno, propano, propileno, butano, alfa-butileno, izopentano masės koncentracijų dujų chromatografinis matavimas darbo zonos ore. Metodiniai nurodymai. MUK 4.1.1306-03 (Patvirtinta Rusijos Federacijos vyriausiojo valstybinio sanitaro gydytojo 2003 m. kovo 30 d.)
4. „Augalų augimas ir vystymasis“ V. V. Chub (neapibrėžtas) (nuoroda nepasiekiama). Gauta 2007 m. sausio 21 d. Suarchyvuota 2007 m. sausio 20 d.
5. „Kalėdų eglutės spyglių praradimo atidėjimas“
6. Khomchenko G.P. §16.6. Etilenas ir jo homologai// Chemija stojantiems į universitetus. - 2 leidimas. - M.: Aukštoji mokykla, 1993. - P. 345. - 447 p. - ISBN 5-06-002965-4.
7. V. Š. Feldblumas. Olefinų dimerizacija ir disproporcija. M.: Chemija, 1978 m
8. Linas, Z.; Zhong, S.; Grierson, D. (2009). „Naujausi etileno tyrimų pasiekimai“. J. Exp. Botas. 60 (12): 3311-36. DOI: 10.1093/jxb/erp204. PMID.
9. Etilenas ir vaisių nokinimas / J Plant Growth Regul (2007) 26:143–159 doi:10.1007/s00344-007-9002-y (anglų k.)
10. Lutova L.A. Augalų vystymosi genetika / red. S.G. Inge-Vechtomovas. - 2 leidimas - Sankt Peterburgas: N-L, 2010. - P. 432.
11. . ne-postharvest.com Suarchyvuota 2010 m. rugsėjo 14 d. „Wayback Machine“.
12. Nelyubovas D. N. (1901). "Dėl horizontalios nutacijos Pisum sativum ir kai kurių kitų augalų." Sankt Peterburgo gamtos istorijos draugijos darbai. 31 (1). , taip pat Beihefte zum „Bot. Centralblatt“, t. X, 1901 m

Nesotieji angliavandeniliai, kurių molekulėse yra dviguba cheminė jungtis, priklauso alkenų grupei. Pirmasis homologinės serijos atstovas yra etenas arba etilenas, kurio formulė yra: C 2 H 4. Alkenai dažnai vadinami olefinais. Pavadinimas istorinis ir atsirado XVIII amžiuje, gavus etileno ir chloro reakcijos produktą – etilo chloridą, kuris atrodo kaip aliejinis skystis. Tada etenas buvo vadinamas naftos dujomis. Mūsų straipsnyje mes išnagrinėsime jo chemines savybes, taip pat jo gamybą ir naudojimą pramonėje.

Molekulės struktūros ir medžiagos savybių ryšys

Remiantis M. Butlerovo pasiūlyta organinių medžiagų sandaros teorija, junginio savybės visiškai priklauso nuo jo molekulės struktūrinės formulės ir ryšių tipo. Etileno chemines savybes taip pat lemia erdvinė atomų konfigūracija, elektronų debesų hibridizacija ir pi jungties buvimas jo molekulėje. Du nehibridizuoti anglies atomų p-elektronai persidengia plokštumoje, statmenoje pačios molekulės plokštumai. Susidaro dviguba jungtis, kurios plyšimas lemia alkenų gebėjimą pereiti prie prisijungimo ir polimerizacijos reakcijas.

Fizinės savybės

Etenas yra dujinė medžiaga, turinti subtilų, savitą kvapą. Jis blogai tirpsta vandenyje, bet tirpsta benzene, anglies tetrachloride, benzine ir kituose organiniuose tirpikliuose. Remiantis etileno C 2 H 4 formule, jo molekulinė masė yra 28, tai yra, etenas yra šiek tiek lengvesnis už orą. Homologinėje alkenų serijoje, didėjant jų masei, medžiagų agregacijos būsena keičiasi pagal schemą: dujos – skystis – kietas junginys.

Dujų gamyba laboratorijoje ir pramonėje

Kaitinant etilo alkoholį iki 140 °C, esant koncentruotai sieros rūgščiai, laboratorijoje galima gauti etileno. Kitas būdas – vandenilio atomų paėmimas iš alkano molekulių. Veikiant kaustiniu natriu arba kaliu sočiųjų angliavandenilių halogenais pakeistus junginius, pavyzdžiui, chloretaną, susidaro etilenas. Pramonėje perspektyviausias būdas jį gauti yra gamtinių dujų perdirbimas, taip pat naftos pirolizė ir krekingas. Visos cheminės etileno savybės – hidratacijos, polimerizacijos, pridėjimo, oksidacijos reakcijos – paaiškinamos dvigubos jungties buvimu jo molekulėje.

Olefinų sąveika su septintos grupės pagrindinio pogrupio elementais

Visi homologinės eteno serijos nariai savo molekulėje prijungia halogeno atomus pi jungties skilimo vietoje. Taigi, vandeninis raudonai rudo bromo tirpalas pasikeičia, todėl susidaro etileno – dibrometano lygtis:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2

Reakcija su chloru ir jodu vyksta panašiai, kai dvigubos jungties sunaikinimo vietoje taip pat atsiranda halogeno atomų. Visi olefino junginiai gali reaguoti su vandenilio halogenidais: vandenilio chloridu, vandenilio fluoridu ir kt. Dėl sudėjimo reakcijos, vykstančios pagal joninį mechanizmą, susidaro medžiagos - sočiųjų angliavandenilių halogeniniai dariniai: chloretanas, fluoretanas.

Pramoninė etanolio gamyba

Cheminės etileno savybės dažnai naudojamos svarbioms medžiagoms, plačiai naudojamoms pramonėje ir kasdieniame gyvenime, gauti. Pavyzdžiui, kaitinant eteną vandeniu, esant ortofosforo arba sieros rūgštims, veikiant katalizatoriui, vyksta hidratacijos procesas. Taip pat susidaro etilo alkoholis – didelio masto produktas, gaunamas organinės sintezės chemijos gamyklose. Hidratacijos reakcijos mechanizmas vyksta pagal analogiją su kitomis pridėjimo reakcijomis. Be to, etileno sąveika su vandeniu taip pat atsiranda dėl pi jungties skilimo. Laisvuosius eteno anglies atomų valentus jungia vandenilio atomai ir hidrokso grupė, kurios yra vandens molekulės dalis.

Etileno hidrinimas ir deginimas

Nepaisant to, kas išdėstyta pirmiau, vandenilio junginių reakcija neturi didelės praktinės reikšmės. Tačiau tai rodo genetinį ryšį tarp skirtingų organinių junginių klasių, šiuo atveju alkanų ir olefinų. Pridėjus vandenilio, etenas virsta etanu. Priešingas procesas – vandenilio atomų pašalinimas iš sočiųjų angliavandenilių veda prie alkenų atstovo – eteno susidarymo. Stiprią olefinų oksidaciją, vadinamą degimu, lydi dideli šilumos kiekiai, reakcija yra egzoterminė. Degimo produktai yra vienodi visų angliavandenilių klasių medžiagoms: alkanams, etileno ir acetileno serijos nesotiesiems junginiams, aromatinėms medžiagoms. Tai apima anglies dioksidą ir vandenį. Oras reaguoja su etilenu, sudarydamas sprogų mišinį.

Oksidacijos reakcijos

Eteną galima oksiduoti kalio permanganato tirpalu. Tai viena iš kokybinių reakcijų, kurios pagalba įrodomas dvigubos jungties buvimas nustatomos medžiagos sudėtyje. Violetinė tirpalo spalva išnyksta dėl dvigubos jungties skilimo ir dvihidroso sočiojo alkoholio – etilenglikolio – susidarymo. Reakcijos produktas plačiai naudojamas pramonėje kaip žaliava sintetinių pluoštų, tokių kaip lavsanas, sprogmenys ir antifrizas, gamybai. Kaip matote, etileno cheminės savybės naudojamos vertingiems junginiams ir medžiagoms gauti.

Olefinų polimerizacija

Didėjanti temperatūra, didėjantis slėgis ir katalizatorių naudojimas yra būtinos polimerizacijos proceso sąlygos. Jo mechanizmas skiriasi nuo pridėjimo ar oksidacijos reakcijų. Tai reiškia nuoseklų daugelio etileno molekulių surišimą tose vietose, kur nutrūksta dvigubos jungtys. Reakcijos produktas yra polietilenas, kurio fizikinės charakteristikos priklauso nuo n reikšmės – polimerizacijos laipsnio. Jei jis mažas, tada medžiaga yra skystos agregacijos būsenoje. Jei indikatorius artėja prie 1000 jungčių, tada iš tokio polimero gaminama polietileno plėvelė ir lanksčios žarnos. Jei polimerizacijos laipsnis viršija 1500 grandžių grandinėje, tada medžiaga yra balta kieta medžiaga, riebi liesti.

Jis naudojamas kietiems liejiniams gaminiams ir plastikiniams vamzdžiams gaminti. Halogeninis etileno darinys, teflonas turi nelipnių savybių ir yra plačiai naudojamas polimeras, paklausus multivarkų, keptuvių ir keptuvių gamyboje. Didelis atsparumas dilimui yra naudojamas automobilių variklių tepalų gamyboje, o mažas toksiškumas ir tolerancija žmogaus organizmo audiniams leido naudoti tefloninius protezus chirurgijoje.

Savo straipsnyje mes nagrinėjome tokias chemines olefinų savybes kaip etileno degimas, sudėjimo reakcijos, oksidacija ir polimerizacija.

Enciklopedinis „YouTube“.

• 1 / 5

  Etilenas kaip monomeras buvo plačiai naudojamas prieš Antrąjį pasaulinį karą, nes reikėjo gauti aukštos kokybės izoliacinę medžiagą, kuri galėtų pakeisti polivinilchloridą. Sukūrus etileno polimerizacijos aukštu slėgiu metodą ir ištyrus gauto polietileno dielektrines savybes, pradėtas jo gamyba – iš pradžių JK, o vėliau ir kitose šalyse.

  Pagrindinis pramoninis etileno gamybos būdas yra skystų naftos distiliatų arba mažiau sočiųjų angliavandenilių pirolizė. Reakcija vykdoma vamzdinėse krosnyse +800-950 °C temperatūroje ir 0,3 MPa slėgyje. Kai kaip žaliava naudojamas tiesioginio distiliavimo benzinas, etileno išeiga yra maždaug 30%. Kartu su etilenu taip pat susidaro nemažas kiekis skystųjų angliavandenilių, įskaitant aromatinius. Pirolizuojant gazolį, etileno išeiga yra maždaug 15-25%. Didžiausia etileno išeiga – iki 50 % – gaunama naudojant kaip žaliavas sočiuosius angliavandenilius: etaną, propaną ir butaną. Jų pirolizė atliekama esant vandens garams.

  Išvykstant iš gamybos, atliekant prekių apskaitos operacijas, tikrinant, ar ji atitinka norminius ir techninius dokumentus, etileno mėginiai imami GOST 24975.0-89 „Etilenas ir propilenas. Mėginių ėmimo metodai“. Etileno mėginiai gali būti imami tiek dujiniu, tiek suskystintu pavidalu, naudojant specialius mėginių ėmiklius pagal GOST 14921.

  Rusijoje pramoniniu būdu gaminamas etilenas turi atitikti GOST 25070-2013 „Etilenas. Techninės sąlygos“.

  Gamybos struktūra

  Šiuo metu etileno gamybos struktūroje 64% gaunama iš didelės apimties pirolizės įrenginių, ~17% iš mažos apimties dujinės pirolizės įrenginių, ~11% iš benzino pirolizės ir 8% iš etano pirolizės.

  Taikymas

  Etilenas yra pagrindinis pagrindinės organinės sintezės produktas ir naudojamas gauti šiuos junginius (išvardytus abėcėlės tvarka):

  • Dichloretanas / vinilchloridas (3 vieta, 12% viso tūrio);
  • Etileno oksidas (2 vieta, 14-15% viso tūrio);
  • Polietilenas (1 vieta, iki 60% bendro tūrio);

  Etilenas, sumaišytas su deguonimi, buvo naudojamas medicinoje anestezijai iki devintojo dešimtmečio vidurio SSRS ir Artimuosiuose Rytuose. Etilenas yra beveik visų augalų fitohormonas, jis yra atsakingas už spygliuočių spyglių kritimą.

  Elektroninė ir erdvinė molekulės struktūra

  Anglies atomai yra antroje valentinėje būsenoje (sp 2 hibridizacija). Dėl to plokštumoje 120° kampu susidaro trys hibridiniai debesys, kurie sudaro tris σ ryšius su anglies ir dviem vandenilio atomais; Hibridizacijoje nedalyvavęs p-elektronas statmenoje plokštumoje sudaro π ryšį su gretimo anglies atomo p-elektronu. Tai sukuria dvigubą ryšį tarp anglies atomų. Molekulė turi plokščią struktūrą.

  CH2 =CH2

  Pagrindinės cheminės savybės

  Etilenas yra chemiškai aktyvi medžiaga. Kadangi molekulėje tarp anglies atomų yra dviguba jungtis, vienas iš jų, kuris yra ne toks stiprus, lengvai nutrūksta, o jungties nutrūkimo vietoje vyksta molekulių prisirišimas, oksidacija, polimerizacija.

  • Halogeninimas:
  CH 2 =CH 2 + Br 2 → CH 2 Br-CH 2 Br Bromo vandens spalva pakinta. Tai kokybinė reakcija į nesočiuosius junginius.
  • Hidrinimas:
  CH 2 =CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (veikiant Ni)
  • Hidrohalogeninimas:
  CH2 =CH2 + HBr → CH3 - CH2Br
  • Hidratacija:
  CH 2 =CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (veikiant katalizatoriui) Šią reakciją atrado A.M. Butlerovas, ir jis naudojamas pramoninei etilo alkoholio gamybai.
  • Oksidacija:
  Etilenas lengvai oksiduojasi. Jei etilenas praleidžiamas per kalio permanganato tirpalą, jo spalva pasikeis. Ši reakcija naudojama atskirti sočiuosius ir nesočiuosius junginius. Rezultatas yra etilenglikolis. Reakcijos lygtis: 3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3HOH 2 C - CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
  • Degimas:
  C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
  • Polimerizacija (polietileno gamyba):
  nCH2 =CH2 → (-CH2-CH2-) n
  • Dimerizacija (V. Sh. Feldblyum. Dimerizacija ir olefinų disproporcija. M.: Khimiya, 1978)
  2CH2 =CH2 →CH2 =CH-CH2-CH3

  Biologinis vaidmuo

  Etilenas yra pirmasis atrastas dujinis augalinis hormonas, turintis labai platų biologinio poveikio spektrą. Etilenas atlieka įvairias augalų gyvenimo ciklo funkcijas, įskaitant sodinukų vystymosi kontrolę, vaisių (ypač vaisių) nokimą, pumpurų atsivėrimą (žydėjimo procesą), lapų ir žiedų senėjimą ir kritimą. Etilenas taip pat vadinamas streso hormonu, nes jis dalyvauja augalų atsake į biotinį ir abiotinį stresą, o jo sintezė augalų organuose didėja reaguojant į įvairius pažeidimus. Be to, etilenas, būdamas lakia dujine medžiaga, greitai palaiko ryšį tarp skirtingų augalų organų ir tarp augalų populiacijoje, o tai yra svarbu. ypač išsivysčius atsparumui stresui.

  Viena iš labiausiai žinomų etileno funkcijų yra vadinamojo trigubo atsako išsivystymas etioliuotuose (tamsoje auginamuose) daiguose, gydant šiuo hormonu. Trigubas atsakas apima tris reakcijas: hipokotilo sutrumpėjimą ir sustorėjimą, šaknies sutrumpėjimą ir viršūninio kabliuko stiprinimą (staigus viršutinės hipokotilės dalies lenkimas). Sodinukų reakcija į etileną itin svarbi pirmaisiais jų vystymosi tarpsniais, nes skatina daigų prasiskverbimą į šviesą.

  Komerciniame vaisių ir daržovių derliaus nuėmimo metu vaisiams nokinti naudojamos specialios patalpos arba kameros, į kurių atmosferą iš specialių katalizinių generatorių, iš skysto etanolio gaminančių etileno dujas, įpurškiamas etilenas. Paprastai, norint paskatinti vaisių nokimą, 24–48 valandas naudojama 500–2000 ppm etileno dujų koncentracija kameros atmosferoje. Esant aukštesnei oro temperatūrai ir didesnei etileno koncentracijai ore, vaisiai sunoksta greičiau. Tačiau svarbu užtikrinti anglies dioksido kiekio kameros atmosferoje kontrolę, nes brandinimas aukštoje temperatūroje (aukštesnėje nei 20 laipsnių Celsijaus temperatūroje) arba brandinimas esant didelei etileno koncentracijai kameros ore sukelia staigus anglies dvideginio išsiskyrimo padidėjimas greitai nokstant vaisiams, kartais iki 10% anglies dvideginio, esančio ore praėjus 24 valandoms po nokimo pradžios, todėl gali apsinuodyti anglies dioksidu ir jau sunokusius vaisius skinantys darbuotojai, ir vaisiai. patys.

  Etilenas vaisių nokimui skatinti buvo naudojamas nuo senovės Egipto. Senovės egiptiečiai datules, figas ir kitus vaisius tyčia subraižydavo ar lengvai traiškydavo, kad paskatintų jų nokimą (pažeidus audinius augalų audiniai skatina etileno gamybą). Senovės kinai uždarose patalpose degindavo medines smilkalų lazdeles ar kvapiąsias žvakes, kad paskatintų persikų nokimą (degant žvakėms ar medžiui išsiskiria ne tik anglies dvideginis, bet ir nepakankamai oksiduoti tarpiniai degimo produktai, tarp jų ir etilenas). 1864 m. buvo nustatyta, kad dėl gamtinių dujų nutekėjimo iš gatvių šviestuvų nutrūko netoliese esantys augalai, iškrypo, neįprastai sustorėjo stiebai ir šaknys, pagreitėjo vaisių nokimas. 1901 metais rusų mokslininkas Dmitrijus Neliubovas įrodė, kad šiuos pokyčius sukeliantis aktyvusis gamtinių dujų komponentas yra ne pagrindinis jų komponentas metanas, o nedideliais kiekiais esantis etilenas. Vėliau, 1917 m., Sarah Dubt įrodė, kad etilenas skatina ankstyvą lapų nykimą. Tačiau tik 1934 m. Heinas atrado, kad augalai patys sintetina endogeninį etileną. 1935 m. Crocker pasiūlė, kad etilenas yra augalų hormonas, atsakingas už fiziologinį vaisių nokimo reguliavimą, taip pat augalų vegetatyvinių audinių senėjimą, lapų kritimą ir augimo slopinimą.

  Etileno biosintezės ciklas prasideda nuo aminorūgšties metionino pavertimo S-adenozilmetioninu (SAMe), veikiant fermentui metionino adenoziltransferazei. Tada S-adenozil-metioninas paverčiamas 1-aminociklopropan-1-karboksirūgštimi (ACC, ACC) naudojant fermentą 1-aminociklopropan-1-karboksilato sintetazę (ACC sintetazę). ACC sintetazės aktyvumas riboja viso ciklo greitį, todėl šio fermento aktyvumo reguliavimas yra esminis etileno biosintezės reguliavimas augaluose. Paskutiniam etileno biosintezės etapui reikalingas deguonis ir jis vyksta veikiant fermentui aminociklopropano karboksilato oksidazei (ACC oksidazei), anksčiau vadintam etileną formuojančiu fermentu. Etileno biosintezę augaluose skatina tiek egzogeninis, tiek endogeninis etilenas (teigiamas grįžtamasis ryšys). ACC sintetazės aktyvumas ir atitinkamai etileno susidarymas taip pat padidėja esant dideliam auksinų, ypač indolacto rūgšties, ir citokininų kiekiui.

  Etileno signalą augaluose suvokia mažiausiai penkios skirtingos transmembraninių receptorių šeimos, kurios yra baltymų dimerai. Visų pirma, etileno receptorius ETR 1 yra žinomas Arabidopsis ( Arabidopsis). Genai, koduojantys etileno receptorius, buvo klonuoti iš Arabidopsis, o paskui iš pomidorų. Etileno receptorius koduoja keli genai tiek Arabidopsis, tiek pomidorų genomuose. Bet kurios genų šeimos, kurią sudaro penki Arabidopsis etileno receptorių tipai ir mažiausiai šeši pomidorų receptorių tipai, mutacijos gali sukelti augalų nejautrumą etilenui ir brendimo, augimo bei vytimo procesų sutrikimus. DNR sekos, būdingos etileno receptorių genams, aptiktos ir daugelyje kitų augalų rūšių. Be to, etileną surišantis baltymas netgi buvo rastas melsvadumblių.

  Nepalankūs išoriniai veiksniai, tokie kaip deguonies trūkumas atmosferoje, potvynis, sausra, šaltis, mechaniniai augalo pažeidimai (žaiza), patogeninių mikroorganizmų, grybų ar vabzdžių ataka, gali sukelti padidėjusį etileno susidarymą augalų audiniuose. Pavyzdžiui, potvynių metu augalų šaknys kenčia nuo vandens pertekliaus ir deguonies trūkumo (hipoksijos), todėl jose vyksta 1-aminociklopropan-1-karboksirūgšties biosintezė. Tada ACC pernešamas stiebuose iki lapų, o lapuose oksiduojamas iki etileno. Susidaręs etilenas skatina epinastinius judesius, dėl kurių vanduo iš lapų mechaniškai purtomas, taip pat lapai, gėlių žiedlapiai ir vaisiai nuvysta ir nukrenta, o tai leidžia augalui vienu metu atsikratyti vandens pertekliaus organizme ir sumažinti vandens poreikį. deguonies, sumažinant bendrą audinių masę.

  Nedideli endogeninio etileno kiekiai taip pat gaminami gyvūnų ląstelėse, įskaitant žmones, lipidų peroksidacijos metu. Dalis endogeninio etileno oksiduojasi iki etileno oksido, kuris turi savybę alkilinti DNR ir baltymus, įskaitant hemoglobiną (sudaro specifinį aduktą su hemoglobino N-galiniu valinu – N-hidroksietil-valinu). Endogeninis etileno oksidas taip pat gali alkilinti DNR guanino bazes, dėl ko susidaro 7-(2-hidroksietil)-guanino aduktas, ir tai yra viena iš endogeninės kancerogenezės rizikos visoms gyvoms būtybėms priežasčių. Endogeninis etileno oksidas taip pat yra mutagenas. Kita vertus, yra hipotezė, kad jei organizme nesusidarytų nedideli kiekiai endogeninio etileno ir atitinkamai etileno oksido, spontaniškų mutacijų greitis ir atitinkamai evoliucijos greitis būtų daug mažesnis. .

  Pastabos

  1. Devanny Michael T. Etilenas(Anglų) . SRI Consulting (2009 m. rugsėjis). Suarchyvuota nuo originalo 2011 m. rugpjūčio 21 d.
  2. Etilenas(Anglų) . WP ataskaita. SRI Consulting (2010 m. sausis). Suarchyvuota nuo originalo 2011 m. rugpjūčio 21 d.
  3. Angliavandenilių: metano, etano, etileno, propano, propileno, butano, alfa-butileno, izopentano masės koncentracijų dujų chromatografinis matavimas darbo zonos ore. Metodiniai nurodymai. MUK 4.1.1306-03 (Patvirtintas RF vyr.sanitarijos daktaro 2003-03-30)
  4. „Augalų augimas ir vystymasis“ V.V
  5. „Kalėdų eglutės adatos pametimo atidėliojimas“
  6. Khomchenko G.P. §16.6. Etilenas ir jo homologai// Chemija stojantiems į universitetus. - 2 leidimas. - M.: Aukštoji mokykla, 1993. - P. 345. - 447 p. - ISBN 5-06-002965-4.
  7. Linas, Z.; Zhong, S.; Grierson, D. (2009). „Naujausi etileno tyrimų pasiekimai“. J. Exp. Botas. 60 (12): 3311-36. DOI: 10.1093/jxb/erp204. PMID.
  8. Ethylene and vaisių nokinimas / J Plant Growth Regul (2007) 26:143–159 doi:10.1007/s00344-007-9002-y (anglų k.)
  9. Lutova L.A. Augalų vystymosi genetika / red. S.G. Inge-Vechtomovas. - 2 leidimas - Sankt Peterburgas: N-L, 2010. - P. 432.
  10. . ne-postharvest.com (nuoroda nepasiekiama nuo 2015-06-06)
  11. Nelyubovas D. N. (1901). "Dėl horizontalios nutacijos Pisum sativum ir kai kurių kitų augalų." Sankt Peterburgo gamtos istorijos draugijos darbai. 31 (1). , taip pat Beihefte zum „Bot. Centralblatt“, t. X, 1901 m