Диены
Полный доступ

Новости

13.05.2019 453

Диены

Алкадиенами (диенами) называют органические вещества, относящиеся к группе непредельных углеводородов, которые содержат в своей структуре две двойные связи. Диены имеют общую формулу – СnH2n-2.


Номенклатура и изомерия

Названия алкадиенов формируются с помощью добавления к корню соответствующего алкана окончания «диен», при этом указывая положение кратных связей.

Для диенов характерны несколько типов изомерии:

  • Углеродного скелета
  • Положения двойной связи
  • Межклассовая (с циклоалкенами, алкинами и бициклоалканами)
  • Пространственная (цис-, транс-).


Классификация

По принципу расположения кратных связей различают алкадиены:

  • С изолированными двойными связями. Диен, в котором между кратными связями находится несколько одинарных:
    СН2 = СН – СН2 – СН = СН2.
  • С сопряжёнными двойными связями. Диен, в котором кратные связи разделены одной одинарной: СН2 = СН – СН = СН2.
  • С кумулированными двойными связями. Диен, в котором кратные связи располагаются друг за другом: СН2 = С = СН2.


Химические свойства

Для диеновых углеводородов характерны реакции, которые протекают по механизмам радикального и электрофильного присоединения. Причём диены с сопряжёнными двойными связями обладают большей реакционной способностью.

Алкадиены способны присоединять к себе галогены, галогенводороды, воду по механизму электрофильного присоединения.

  • Галогенирование – взаимодействие с галогенами, продуктом реакции является галогеналкен.

1,2 – присоединение: СН2 = СН – СН = СН2 + Br2 → СН2Br – СНBr – СН = СН2

1,4 – присоединение: СН2 = СН – СН = СН2 + Br2  → СН2Br – СН = СН – СН2Br

  • Гидратация – взаимодействие с водой, в процессе которого образуются спирты. Реакция происходит по правилу Марковникова, которое гласит, что присоединение электрофила к двойной связи происходит с образованием более устойчивого карбокатиона (подробный разбор этого правила есть в статье https://hishnik-school.ru/bez-rubriki/pravilo-markovnikova/). Реакция проходит в присутствии серной или фософорной кислоты.

СН2 = СН – СН = СН2 + H2O → СН3 – СНOH – СН = СН2

  • Гидрогалогенирование – взаимодействие с галогеноводородами, которое проходит с образованием галогеналкенов.

СН2 = СН – СН = СН2 + HCl→ СН3 – СНCl – СН = СН2

  • Гидрирование – присоединение водорода, в случае использования одного эквивалента водорода образуется алкен (на схеме показан вариант 1,4-присоединения).

СН2 = СН – СН = СН2 + Н2  → СН3 – СН = СН – СН3

В присутствии никелевого или платинового катализатора происходит полное гидрирование с образованием соответствующего алкана. Реакция сопровождается выделением тепла.

СН2 = СН – СН = СН2 + Н2  → СН3  – СН2 – СН2 – СН3

  • Горение – взаимодействие с кислородом, продуктами реакции являются углекислый газ и вода.

2СН2 = СН – СН = СН2 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O

  • Полимеризация  важнейшее свойство диеновых углеводородов, которое определяет их основное применение – получение синтетических каучуков. Реакция проходит в присутствии металлорганических катализаторов (например, бутиллитий C4H9Li).

n(СН2 = СН – СН = СН2) → ( – СН2– СН = СН –СН –)n


Получение

Существует несколько способов получения алкадиенов:

1) Дегидрирование углеводородов под действием платинового, палладиевого или никелевого катализатора при нагревании:

СН3 – СН2 – СН2 – СН3 → СН2 = СН – СН = СН2 + 2Н2

Метод используется только в промышленности!

2) Дегидратация двухосновных спиртов (протекает при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты):

OH – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – OH → CH2 = CH – CH = CH2 + 2H2O

3) Взаимодействие галогенпроизводных алкенов с металлическим натрием (реакция Вюрца):

2СН2 = СН – СН2Cl + 2Na → СН2 = СН – СН2 – СН2 – СН = СН2 + 2NaCl

4) Дегидрирование и дегидратация этилового спирта (реакция Лебедева):

2СН3 – СН2 – OH → CH2=CH-CH=CH2 + H2 + 2H2O

Данная реакция проходит при действии катализаторов на основе оксидов цинка и алюминия, а также температуре 440˚С.


Применение

Диеновые углеводороды в большинстве своём используют при производстве синтетического каучука.

Каучук — эластомер, который используется для изготовления клея, машинных шин, резин с различными полезными свойствами (эластичность, малая истираемость, термостойкость, кислотостойкость и т.д.).


Еще по этой теме:

Спасибо!

Ваше обращение успешно отправлено.
ok