4.1. ایزومریسم و نامگذاری دین ها
هیدروکربن های دی ان دارای دو پیوند دوگانه در مولکول هستند، یعنی چهار اتم هیدروژن کمتر از هیدروکربن های اشباع مربوطه. فرمول کلیآلکادین ها C n H 2 n -2. از آنجایی که حداقل سه اتم کربن برای تشکیل دو پیوند دوگانه مورد نیاز است، همولوگ با یک و دو اتم کربن در این سری وجود ندارد.
بسته به موقعیت نسبیپیوندهای دوگانه، هیدروکربن های دی ان را می توان به سه نوع اصلی تقسیم کرد:
دین ها با پیوندهای دوگانه تجمع یافته، یعنی. با پیوندهای دوگانه روی یک اتم کربن (آلن)؛
دین ها با پیوندهای دوگانه مزدوج؛
3) دی ان ها با پیوندهای دوگانه جدا شده
با توجه به نامگذاری سیستماتیک، دی ان ها همان هیدروکربن های اتیلن نامیده می شوند، فقط به جای پسوند. -enپسوند اضافه شده است -آدین(از آنجایی که دو پیوند دوگانه وجود دارد). موقعیت پیوندهای دوگانه طبق معمول با اعداد نشان داده می شود. برای برخی از دین ها، نام های عقلی پیش پا افتاده یا قدیمی حفظ شده است:
CH 2 = C = CH 2 پروپادین، آلن
CH3 -CH=C=CH2 1،2-بوتادین، متیل آلن
CH 2 = CH-CH = CH 2 1،3- بوتادین، دی وینیل
2-متیل-1،3-بوتادین، ایزوپرن
CH3 -CH=CH-CH=CH2 1،3-پنتادین، پیپریلن
2،3-دی متیل-1،3-بوتادین
CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -CH = CH 2 1،5-هگزادین، دی آلیل
4.2. روش های بدست آوردن دیین ها
روشهای تولید هیدروکربن‌های دی ان در بیشتر موارد با روشهای تولید الفین‌ها تفاوتی ندارد، فقط باید واکنش‌های مربوطه را دو بار انجام داد یا ترکیباتی که قبلاً حاوی پیوند دوگانه هستند باید به عنوان ماده اولیه استفاده شوند.
4.2.1. هیدروژن زدایی فراکسیون های آلکان آلکن:
هیدروژن زدایی فراکسیون های بوتان-بوتن و پنتان-پنتن روی کاتالیزورها (معمولاً از Cr 2 O 3 استفاده می شود) منجر به تشکیل دی ان ها می شود:
4.2.2. رسید دیوینیل و ایزوپرن با کم آبی گلیکول ها
4.2.3. کم آبی الکل های غیر اشباع
4.2.4. تهیه دی وینیل با دایمر شدن با استیلن و سپس هیدروژناسیون
4.2. 5 . سنتز Reppe
این سنتز مبتنی بر تحرک بالای هیدروژن در پیوند سه گانه است که به همین دلیل به راحتی با ترکیبات کربونیل از جمله متانال برهمکنش می کند:
ایزوپرن به طور مشابه (روش فاورسکی) با استفاده از استون به عنوان یک ترکیب کربونیل تهیه می شود.
4.3. خواص فیزیکی و ساختار دین ها
آلن ها (1،2-dienes).در مولکول آلن و سایر ترکیبات با پیوندهای انباشته، پیوند π در دو صفحه عمود بر هم قرار دارند. صفحاتی که دو جفت اتم هیدروژن در آنها قرار دارند نیز بر هم عمود هستند. دو خارجی ترین اتم کربن سیستم آلن در حالت هیبریداسیون sp 2 قرار دارند و اتم میانی در حالت هیبریداسیون sp قرار دارند (شکل 4).
این ویژگی های ساختار مکانیکی کوانتومی در خواص فیزیکی و شیمیایی آلن ها آشکار می شود. به طور خاص، در سری آلن ها، با دو جایگزین مختلف در اتم های کربن انتهایی، فعالیت نوری به دلیل عدم تقارن مولکولی امکان پذیر است. دو ایزومر فضایی، که به عنوان یک جسم به تصویر آینه‌ای خود به یکدیگر مرتبط هستند، هنگام قرار گرفتن بر هم منطبق نیستند و بنابراین، دو مولکول ایزومر متفاوت را نشان می‌دهند.
برنج. 4. ساختار مولکول آلن
آلن ها با سهولت هیدراتاسیون با اسید سولفوریک رقیق برای تشکیل کتون، توانایی پلیمریزه شدن یا متراکم شدن با سایر ترکیبات غیراشباع برای تشکیل حلقه های چهار عضوی مشخص می شوند (S. V. Lebedev):
دین های مزدوج (1،3-dienes).دیین های مزدوج از نظر پایداری بیشتر و همچنین توانایی آنها برای وارد شدن به واکنش های افزودن در اتم های 1،2 و 1،4 و واکنش پذیری بیشتر با آلکن ها متفاوت است.
دو پیوند π مزدوج یک ابر الکترونی مشترک را تشکیل می دهند - هر چهار اتم کربن در حالت هیبریداسیون sp 2 هستند. این منجر به کوتاه شدن پیوند واحد و تثبیت مولکول می شود. در یک مولکول دیوینیل π -پیوندها به دلیل همپوشانی اوربیتالهای p از C 1 و تشکیل می شوند با 2 , Sz و C 3. همچنین امکان همپوشانی اوربیتال های p اتم های C 2 و C 3 وجود دارد. محلی سازی در نتیجه π -الکترون‌ها مولکول را پایدارتر می‌کنند، زیرا هر جفت الکترون نه توسط دو، بلکه توسط چهار هسته کربن جذب می‌شود:
برنج. 5. ساختار مولکول دی وینیل
پیوند C 2 - C 3 خاصیت دوگانگی پیدا می کند. طول آن کوتاهتر از آلکانها است (A1.48) که به دلیل اثر مزدوج ایجاد می شود. این رفتار دینها را در واکنش‌های افزودن الکتروفیل توضیح می‌دهد، جایی که معرف می‌تواند نه تنها به اتم‌های همسایه در یک پیوند چندگانه (1،2-افزودن)، بلکه به دو انتهای سیستم مزدوج (1،4-افزودن) اضافه کند. .
خواص فیزیکی دین هادیوینیل در شرایط عادی یک گاز است. ایزوپرن و سایر آلکادین های ساده مایع هستند. الگوهای معمول مشخصه سری های همولوگ هیدروکربن ها نیز در این سری اعمال می شود.
آلکادین ها با پیوندهای دوگانه مزدوج با ضریب شکست نور غیرطبیعی بالا مشخص می شوند. با توجه به این ویژگی، انکسارهای مولکولی یافت شده آلکادین ها به طور قابل توجهی بیشتر از موارد محاسبه شده است. تفاوت بین مقادیر یافت شده و محاسبه شده معمولاً 1-1.5 واحد است. نام دارد تعالی مولکولی.
آلکادین ها پرتوهای فرابنفش را در طول موج های بسیار طولانی تری نسبت به آلکن ها جذب می کنند. به عنوان مثال، 1،3-بوتادین در 217 نانومتر جذب می شود. تجمع پیوندهای دوگانه مزدوج در مولکول منجر به تغییر بیشتر حداکثر جذب از ناحیه فرابنفش به ناحیه مرئی می شود: با چهار پیوند دوگانه مزدوج، رنگ زرد ظاهر می شود.
طیف IR 1،3-آلکادین ها با کاهش فرکانس و افزایش شدت نوار ارتعاشات کششی پیوندهای دوگانه (تا حدود 1600 سانتی متر -1) مشخص می شود.
دیین های کونژوگه بیشترین اهمیت عملی را دارند.
تعریف
آلکادین ها- هیدروکربن های غیر اشباع حاوی دو پیوند دوگانه.
فرمول کلی آلکادین ها C n H 2 n -2 است
با توجه به آرایش نسبی پیوندهای دوگانه، همه آلکادین ها به دو دسته تقسیم می شوند: تجمعی (پیوندها در موقعیت های 1 و 2 هستند) (1)، مزدوج (پیوندهای دوگانه از طریق یک پیوند منفرد قرار دارند) (2) و جدا شده (دو پیوند دوگانه). با بیش از یک پیوند منفرد -S-S- از هم جدا می شوند (3):
CH 2 = C = CH 2 پروپادین -1.2 (1);
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 پنتادین - 1.3 (2);
CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -CH = CH-CH 3 هپتادین -1.5 (3).
در مولکول های آلکادین، اتم های کربن در هیبریداسیون sp 2 هستند. اتم کربن که با پیوندهای مضاعف در هر دو طرف متصل شده است، موجود در آلکادین‌های انباشته شده، در حالت هیبریداسیون sp قرار دارد.
همه آلکادین ها، که با پنتادین شروع می شوند، با ایزومریسم اسکلت کربن (1) و ایزومریسم موقعیت پیوندهای دوگانه (2) مشخص می شوند. برای آلکادین ها، با پنتادین شروع می شود - 1،3، ایزومریسم سیس ترانس مشخصه. از آنجایی که فرمول کلی آلکادین ها با فرمول آلکین ها منطبق است، بنابراین ایزومری بین طبقاتی بین این دسته از ترکیبات امکان پذیر است (3).
CH 2 = C = C(CH 3)-CH 3 3- متیل بوتادین - 1.2 (1).
CH 2 = C = CH-CH 2 -CH 3 پنتادین - 1.2;
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 پنتادین - 1.3 (2).
CH 2 = C = CH 2 پروپادین -1.2;
پروپین CH≡C-CH3 (3).
خواص شیمیایی آلکادین ها
آلکادین‌ها با واکنش‌هایی مشخص می‌شوند که از طریق مکانیسم‌های افزودن رادیکال و الکتروفیل رخ می‌دهند، که آلکادین‌های مزدوج بیشترین واکنش را دارند.
هالوژناسیونهنگامی که کلر یا برم به آلکادین ها اضافه می شود، تتراهالوآلکان ها تشکیل می شوند و تشکیل هر دو محصول 1،2 و 1،4 امکان پذیر است. نسبت محصولات به شرایط واکنش بستگی دارد: نوع حلال و دما.
CH 2 = CH-CH = CH 2 + Br 2 (هگزان) → CH 2 (Br)-CH(Br)-CH = CH2 + CH2 (Br)-CH = CH-CH2 -Br
در دمای 80- درجه سانتیگراد، نسبت محصولات 1.2 - و 1.4 - اضافه 80/20٪ است. -15C - 54/46٪؛ 40+ - 20/80٪؛ 60+ - 10/90٪.
افزودن هالوژن ها نیز با یک مکانیسم رادیکال - تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش - امکان پذیر است. در این حالت، مخلوطی از محصولات 1،2 و 1،4 نیز تشکیل می شود.
هیدروهالوژناسیوندرآمدی مشابه هالوژناسیون دارد، یعنی. با تشکیل مخلوطی از محصولات 1،2 و 1،4 افزودنی. نسبت محصولات عمدتاً به دما بستگی دارد، بنابراین، در دماهای بالا، محصولات 1،2-افزودن غالب هستند، و در دماهای پایین، محصولات 1،4-افزودن غالب هستند.
CH 2 = CH-CH = CH 2 + HBr → CH 3 -CH(Br)-CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 2 -Br
واکنش هیدروهالوژناسیون می تواند در یک محیط آبی یا الکلی، در حضور کلرید لیتیوم یا در یک محیط CHal 4، که هال یک هالوژن است، رخ دهد.
(سنتز دیان). چنین واکنش هایی شامل دو جزء است - یک دی ئن و یک ترکیب غیر اشباع - یک دی انوفیل. در این حالت یک حلقه شش عضوی جایگزین تشکیل می شود. یک مثال کلاسیک از واکنش سنتز دین، واکنش بوتادین-1،3 با انیدرید مالئیک است:
هیدروژناسیونآلکادین ها در شرایط آمونیاک مایع ایجاد می شوند و منجر به تشکیل مخلوطی از محصولات 1،2 و 1،4 می شوند:
CH 2 = CH-CH = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 3.
آلکادین های تجمعی قادر به تشکیل هستند واکنش های هیدراتاسیوندر یک محیط اسیدی، به عنوان مثال. مولکول های آب را وصل کنید در این مورد، تشکیل ترکیبات ناپایدار رخ می دهد - انول ها (الکل های غیر اشباع)، که با پدیده توتومریسم کتو-انول مشخص می شوند، یعنی. انول ها تقریباً بلافاصله به کتون تبدیل می شوند و برمی گردند:
CH 2 = C = CH 2 + H 2 O → CH 2 = C(OH)-CH 3 (پروپنول) ↔ CH 3 -C (CH 3) = O (استون).
واکنش های ایزومریزاسیونآلکادین ها در یک محیط قلیایی هنگام گرم شدن و در حضور یک کاتالیزور - اکسید آلومینیوم ایجاد می شوند:
R-CH = C = C-CH-R → RC≡C-CH 2 -R.
پلیمریزاسیون آلکادین ها می تواند به صورت 1،2 - یا 1،4 - اضافه شود:
nCH 2 = CH-CH = CH 2 → (-CH 2 -CH = CH-CH 2 -) n.
خواص فیزیکی آلکادین ها
دیین های پایینی مایعات بی رنگ و کم جوش هستند. 1،3- بوتادین و آلن (1،2 - پروپادین) گازهایی با بوی نامطبوع هستند که به راحتی مایع می شوند. دین های بالاتر جامد هستند.
تهیه آلکادین ها
روشهای اصلی تولید آلکادین ها عبارتند از هیدروژن زدایی آلکان ها (1)، واکنش لبدف (2)، آبگیری گلیکول ها (3)، هالوژن زدایی مشتقات دی هالوژن (4) آلکن ها و واکنش های بازآرایی (5):
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 2 = CH-CH = CH 2 (1);
2C 2 H 5 OH → CH 2 = CH-CH = CH 2 + 2H 2 O + H 2 (2);
CH 3 -CH(OH)-CH 2 -CH 2 -OH → CH 2 = CH-CH = CH 2 + 2H 2 O (3);
CH 2 = C(Br)-CH 2 -Br + Zn → CH 2 = C = CH 2 + ZnBr 2 (4);
HC≡C-CH(CH3)-CH3 + NaOH → CH2 = C = CH(CH3)-CH3 (5).
حوزه اصلی استفاده از دین ها و مشتقات آنها تولید لاستیک است.
نمونه هایی از حل مسئله
مثال 1
| ورزش کنید | چه حجمی از هیدروژن برای هیدروژناسیون کاتالیستی یک مورد نیاز است پیوند دوگانههیدروکربن دی ان (CnH2n-2) با وزن 5.4 گرم، اگر 32 گرم برم برای برم کردن همان مقدار هیدروکربن به تترابرومید (CnH2n-2 Br4) استفاده شود. ترکیب هیدروکربن چیست؟ تمام ایزومرهای ممکن را بنویسید. |
| راه حل | اجازه دهید معادلات واکنش های هیدروژناسیون کاتالیستی و برم زایی آلکادین را به صورت کلی بنویسیم: C n H 2 n -2 + H 2 → C n H 2 n (1) C n H 2 n -2 + 2Br 2 → C n H 2 n -2 Br 4 (2) جرم مولی برم (جرم مولکولی یک مول برم)، از جدول محاسبه می شود عناصر شیمیایی DI. مندلیف: M(Br2) = 160 گرم در مول. سپس با دانستن جرم برم (32 گرم با توجه به مسئله)، می توان مقدار برم را محاسبه کرد: v(Br2) = m(Br2)/M(Br2)، v(Br 2) = 32/160 = 0.2 مول. طبق رابطه 2، 5.4 گرم هیدروکربن 0.1 مول است و هیدروژناسیون یک پیوند دوگانه به 0.1 مول هیدروژن یا 0.1 × 22.4 = 2.24 لیتر هیدروژن نیاز دارد. جرم مولی هیدروکربن: M(CnH2n-2) = m(CnH2n-2)/v(CnH2n-2)، M(C n H 2 n -2) = 5.4/0.1 = 54 گرم بر مول. یعنی هیدروکربنی که ما به دنبال آن هستیم بوتادین است. ایزومرهای زیر مشخصه بوتادین هستند: CH 2 = C = CH-CH 3 بوتادین-1،2 CH 2 = CH-CH = CH 2 بوتادین-1،3 СH≡C-CH 2 -CH 3 بوتین-1 CH 3 -C≡C-CH3 بوتین-2 |
| پاسخ دهید | حجم هیدروژن - 2.24 لیتر. بوتادین. |
آلکادین ها(دین ها) هیدروکربن های آلیفاتیک غیر اشباع هستند که مولکول های آن دارای دو پیوند دوگانه است. فرمول کلی آلکادین ها C n H 2n -2 است.
خواص آلکادین ها تا حد زیادی به آرایش نسبی پیوندهای دوگانه در مولکول های آنها بستگی دارد. بر اساس این ویژگی، سه نوع پیوند دوگانه در دین ها متمایز می شود:
1) جدا شدهپیوندهای دوگانه در یک زنجیره توسط دو یا چند پیوند s از هم جدا می شوند:
CH2 =CH–CH2 –CH=CH2 (جدا شده است sp 3 اتم‌های کربن، چنین پیوندهای دوگانه متقابلاً بر یکدیگر تأثیر نمی‌گذارند و وارد واکنش‌های مشابه پیوند دوگانه در آلکن‌ها می‌شوند.
2) انباشته شده استپیوندهای دوگانه روی یک اتم کربن قرار دارند:
CH 2 = C = CH 2 (این گونه دی ئن ها (آلن ها) نسبت به سایر دی ئن ها پایداری کمتری دارند و هنگامی که در یک محیط قلیایی گرم می شوند، به آلکین ها بازآرایی می شوند).
3) مزدوج کردنپیوندهای دوگانه که توسط یک پیوند s از هم جدا شده اند:
CH2 =CH–CH=CH2.
دین های مزدوج بیشترین علاقه را دارند. آنها در خواص مشخصه به دلیل تفاوت دارند ساختار الکترونیکیمولکول ها، یعنی یک توالی پیوسته از چهار sp 2 -اتم های کربن همه اتم های کربن در یک صفحه قرار دارند و یک اسکلت s را تشکیل می دهند. اوربیتال های p هیبرید نشده هر اتم کربن عمود بر صفحه اسکلتی s و موازی با یکدیگر هستند و متقابلاً همپوشانی دارند و یک ابر الکترونی p را تشکیل می دهند. این نوع خاص از تأثیر متقابل اتم ها مزدوج نامیده می شود.
همپوشانی اوربیتال های p مولکول های بوتادیننه تنها بین C 1 - C 2، C 3 - C 4، بلکه بین C 2 - C 3 نیز رخ می دهد. در این راستا از اصطلاح "سیستم مزدوج" استفاده می شود. پیامد تغییر مکان چگالی الکترون این است که طول پیوندهای C 1 - C 2 (C 3 - C 4) نسبت به طول پیوند دوگانه در اتیلن (0.132 نانومتر) افزایش یافته و به 0.137 نانومتر می رسد. به نوبه خود، طول پیوند C 3 - C 4 کمتر از اتان C - C (0.154 نانومتر) است و به 0.146 نانومتر می رسد. دیین ها با سیستم مزدوج پیوندهای دوگانه از نظر انرژی مطلوب تر هستند.
نامگذاری آلکادین
طبق قوانین IUPAC، ستون فقرات یک مولکول آلکادین باید شامل هر دو پیوند دوگانه باشد. شماره گذاری اتم های کربن در زنجیره به گونه ای انجام می شود که پیوندهای دوگانه کمترین اعداد را دریافت کنند. نام آلکادین ها از نام آلکان های مربوطه (با همان تعداد اتم کربن) با اضافه کردن پایان - مشتق شده است. diene.
انواع ایزومریسم آلکادین ها:
ایزومری ساختاری:
1) ایزومری موقعیت پیوندهای دوگانه مزدوج.
2) ایزومریسم اسکلت کربن.
3) بین کلاسی (ایزومر تا آلکین)
ایزومریسم فضایی - دی‌ن‌هایی که جانشین‌های مختلفی روی اتم‌های کربن پیوندهای دوگانه دارند، مانند آلکن‌ها، ایزومریسم سیس-ترانس را نشان می‌دهند.
روشهای تولید آلکادین ها
خواص شیمیایی آلکادین ها
دین های مزدوج با واکنش های افزودنی مشخص می شوند (واکنش های 1، 2). وجود یک سیستم مزدوج از الکترون‌های p منجر به ویژگی‌های واکنش‌های جمع می‌شود. دی‌ن‌های مزدوج نه تنها به پیوندهای دوگانه (C 1 و C 2، C 3 و C 4)، بلکه به اتم‌های کربن انتهایی (C 1 و C 4) با تشکیل پیوند دوگانه بین C 2 و C 3 می‌توانند متصل شوند. . نسبت محصولات 1،2- و 1،4-افزودن به دمایی که آزمایش در آن انجام شده و به قطبیت حلال مورد استفاده بستگی دارد.
کاهش (واکنش 3) با کاهش با هیدروژن در لحظه تکامل نامیده می شود (هیدروژن هنگام واکنش سدیم و الکل آزاد می شود). آلکن ها در چنین شرایطی کاهش نمی یابند.
پلیمریزاسیون (واکنش 4) مهمترین خاصیت دین های کونژوگه است که تحت تأثیر کاتالیزورهای مختلف (AlCl 3, TiCl 4 + (C 2 H 5) 3 Al) یا نور رخ می دهد. اگر از کاتالیزورهای خاصی استفاده شود، می توان یک محصول پلیمریزاسیون با پیکربندی زنجیره ای خاص به دست آورد.
لاستیک طبیعی دارای پیکربندی cis است. ماکرومولکول های لاستیک طبیعی به دلیل خم شدن واحدهای ایزوپرن دارای ساختار زنجیره ای مارپیچ هستند که موانع مکانی را برای آرایش منظم زنجیره ها ایجاد می کند. در لاستیک، مولکول های بلند به صورت مارپیچ با یکدیگر پیچ خورده و در هم پیچیده می شوند. وقتی لاستیک کشیده می شود، مارپیچ ها کشیده می شوند و وقتی کشش برداشته می شود، دوباره پیچ می خورند. پلیمر دیگری از ایزوپرن، گوتاپرکا، در طبیعت (پیکربندی ترانس) وجود دارد. گوتاپرکا به دلیل صاف بودن واحدهای ایزوپرن دارای ساختار زنجیره ای میله ای است (زنجیره هایی با پیکربندی ترانس پیوندهای دوگانه می توانند روی هم قرار گیرند)، بنابراین گوتاپرکا پلیمری سخت اما شکننده است. کشورهای کمی لاستیک طبیعی دارند و به همین دلیل جایگزین لاستیک های مصنوعی ساخته شده از دیوینیل و همچنین از ایزوپرن می شود.
برای استفاده عملی، لاستیک ها به لاستیک تبدیل می شوند.
لاستیک لاستیک ولکانیزه با پرکننده (کربن سیاه) است. ماهیت فرآیند ولکانیزاسیون این است که حرارت دادن مخلوطی از لاستیک و گوگرد منجر به تشکیل یک ساختار شبکه سه بعدی از ماکرومولکول های خطی لاستیک می شود و به آن استحکام بیشتری می بخشد. اتم های گوگرد به پیوندهای دوگانه ماکرومولکول ها متصل می شوند و پل های دی سولفیدی متقاطع را بین آنها تشکیل می دهند.
پلیمر شبکه دوام بیشتری دارد و خاصیت ارتجاعی افزایش یافته را نشان می دهد - الاستیسیته بالا (توانایی تغییر شکل های برگشت پذیر بالا).
بسته به میزان عامل اتصال عرضی (گوگرد)، مش هایی با فرکانس های اتصال عرضی متفاوت به دست می آید. لاستیک طبیعی بسیار متقاطع - آبنیت - خاصیت ارتجاعی ندارد و ماده ای سخت است. 
تعریف، سری همولوگ، نامگذاری آلکادین ها.
آلکادیین ها -ترکیبات آلی، هیدروکربن هایی با طبیعت غیراشباع آلیفاتیک (غیر حلقوی)، که در مولکول آن دو پیوند دوگانه بین اتم های کربن وجود دارد و با فرمول کلی مطابقت دارد. C n H 2 n -2، که در آن n = 3 یا n > 3.به آنها هیدروکربن های دی ان نیز می گویند.
ساده ترین نماینده آلکادین ها پروپادین است.
سریال همولوگ.
فرمول کلی هیدروکربن های دی ان CnH 2n-2 است. نام آلکادین ها حاوی یک ریشه است که تعداد اتم های کربن در زنجیره کربن را نشان می دهد و یک پسوند -دین ("دو" "پیوند دوگانه") که نشان می دهد این ترکیب به این کلاس تعلق دارد.
C 3 H 4 - پروپادین
C 4 H 6 - بوتادین
C5H8 - پنتادین
C 6 H 10 - هگزادین
C 7 H 12 - هپتادین
C 9 H 16 - نونادین
نامگذاری آلکادین ها
1. انتخاب مدار اصلی.شکل گیری نام یک هیدروکربن مطابق با نامگذاری IUPAC با تعریف زنجیره اصلی - طولانی ترین زنجیره اتم های کربن در مولکول آغاز می شود. در مورد آلکادین ها، زنجیره اصلی باید به گونه ای انتخاب شود که شامل هر دو پیوند دوگانه باشد.
2. شماره گذاری اتم های زنجیره اصلی.شماره گذاری اتم های زنجیره اصلی از انتهایی شروع می شود که از انتهای آن به ترتیب اولویت (عمدتاً) نزدیک تر هستند:
پیوند چندگانه → جایگزین → رادیکال هیدروکربنی .
آن ها هنگام شماره گذاری در تعیین نام یک آلکادین، موقعیت پیوند چندگانه بر سایرین اولویت دارد.
اتم های موجود در زنجیره باید به گونه ای شماره گذاری شوند که اتم های کربنی که با پیوندهای دوگانه به هم متصل شده اند حداقل اعداد را دریافت کنند.
اگر موقعیت پیوندهای دوگانه نتواند شروع شماره گذاری اتم ها در زنجیره را تعیین کند، آنگاه با موقعیت جانشین ها به همان روشی که برای آلکن ها تعیین می شود تعیین می شود.
3. شکل گیری نام.، بعد از ریشه نشان دهنده تعداد اتم های کربن در زنجیره و پسوند -دین،با بیان اینکه یک ترکیب به کلاس آلکن ها تعلق دارد، محل پیوندهای دوگانه در زنجیره کربن در انتهای نام نشان داده شده است، یعنی. تعداد اتم‌های کربنی که پیوندهای دوگانه از آنها شروع می‌شود.
اگر جایگزین هایی وجود داشته باشد، در ابتدای نام اعداد نشان داده شده است - اعداد اتم های کربنی که در آن جانشین ها قرار دارند. اگر چندین جانشین در یک اتم وجود داشته باشد، عدد مربوطه در نام دو بار تکرار می شود که با کاما (2،2-) از هم جدا می شوند. بعد از عدد، تعداد جایگزین ها با خط فاصله نشان داده می شود ( دی- دو، سه- سه، تترا- چهار، پنتا− پنج) و نام جانشین (متیل، اتیل، پروپیل). سپس بدون فاصله یا خط تیره نام زنجیره اصلی. زنجیره اصلی هیدروکربن نامیده می شود - عضوی از سری همولوگ ولکادین ها (پروپادین، بوتادین، پنتادین و غیره).
Dienes با پیوندهای جدا شده
اگر پیوندهای دوگانه در یک زنجیره کربنی توسط دو یا چند پیوند منفرد (مثلاً پنتادین-1،4) از هم جدا شوند، چنین پیوندهای دوگانه ایزوله نامیده می شوند. خواص شیمیایی آلکادین ها با پیوندهای دوگانه جدا شده با خواص آلکن ها تفاوتی ندارد، با این تفاوت که نه یک، بلکه دو پیوند دوگانه می توانند مستقل از یکدیگر وارد واکنش شوند.
CH 2 = CH - CH 2 - CH = CH 2 pentadiene-1,4
CH 2 = CH - CH 2 - CH 2 - CH = CH 2 hexadiene-1.5
دیین ها با پیوندهای مزدوج
اگر پیوندهای دوگانه در یک زنجیره تنها با یک پیوند s منفرد از هم جدا شوند، به آنها مزدوج می گویند. مهمترین نمایندگان دیین های کونژوگه:
CH 2 = CH - CH = CH 2 بوتادین-1،3 (دیوینیل)
2-متیل بوتادین-1،3 (ایزوپرن)
Dienes با پیوندهای انباشته شده
همچنین دیین هایی با سیستم C = C = C وجود دارد که آلن نامیده می شوند - پیوندهای دوگانه روی یک اتم کربن قرار دارند، چنین پیوندهای دوگانه تجمعی نامیده می شوند. به عنوان مثال:
اولین عضو سری همولوگ پروپادین (آلن) CH 2 = C = CH 2 است: گاز بی رنگ با tnl = -136.2 درجه سانتی گراد و t جوش = -34.5 درجه سانتی گراد.
H 2 C = C = CH - CH 2 - CH 3 pentadiene-1,2
ساختار آلکادین های مزدوج
در دی‌ن‌های مزدوج، ابرهای p-الکترونی پیوندهای دوگانه روی یکدیگر همپوشانی دارند و یک ابر الکتروپ منفرد را تشکیل می‌دهند. در یک سیستم مزدوج، الکترون‌های p دیگر به پیوندهای خاصی تعلق ندارند، آنها روی همه اتم‌ها جابجا می‌شوند، بنابراین ساختار دینها را می‌توان به صورت زیر نشان داد (با استفاده از بوتادین به عنوان مثال):
خطوط نقطه چین ناحيه جابجايي الکترون را نشان مي دهد و مرتبه پيوند مياني بين C - C و C = C را نشان مي دهد. زنجيره مزدوج مي تواند شامل تعداد زيادي پيوند دوگانه باشد. هر چه طولانی‌تر باشد، مکان‌یابی الکترون‌های p بیشتر و مولکول پایدارتر می‌شود.
ایزومریسم و نامگذاری
آلکادین ها با همان انواع ایزومری مانند آلکن ها مشخص می شوند:
1) ایزومریسم اسکلت کربن؛
2) ایزومری موقعیت پیوندهای دوگانه.
3) ایزومریسم سیس ترانس.
نامگذاری
زنجیره اصلی در دینها طوری انتخاب می‌شود که شامل هر دو پیوند دوگانه باشد و از انتهایی که مجموع اعداد موقعیت‌های پیوندهای دوگانه حداقل است شماره‌گذاری می‌شود. در نام آلکان مربوطه، پایان -ane با -diene جایگزین می شود.
خواص فیزیکی
بوتادین-1،3 گازی است که به راحتی مایع می شود و بوی نامطبوعی دارد. ایزوپرن مایعی با نقطه جوش 34 درجه سانتی گراد است.
رسید
بوتادین-1،3
1. هیدروژن زدایی و کم آبی اتانول - واکنش لبدف
2. هیدروژن زدایی n. بوتان
ایزوپرن
هیدروژن زدایی 2-متیل بوتان
کلروپرن (2-chlorobutadiene-1,3)
دیمریزاسیون استیلن و هیدروکلره شدن وینیل استیلن حاصل
مرحله 1:
مرحله دوم:
خواص شیمیایی
آلکادین ها با واکنش های معمول افزودن الکتروفیل A E مشخصه آلکن ها مشخص می شوند. دیین ها با پیوندهای مزدوج از اهمیت بالایی برخوردار هستند، زیرا مواد اولیه برای تولید لاستیک هستند. رفتار شیمیایی این دین ها به دلیل وجود کونژوگه در مولکول های آنها دارای ویژگی هایی است. ویژگی دین های مزدوج این است که دو پیوند دوگانه در مولکول های آنها به عنوان یک کل عمل می کنند، بنابراین واکنش های جمع می تواند در دو جهت رخ دهد: الف) به یکی از پیوندهای دوگانه (1،2-افزودن) یا ب) تا حد زیادی. موقعیت های سیستم مزدوج با تشکیل یک پیوند دوگانه جدید در مرکز سیستم (1،4-افزودن).
1. واکنش های اضافه
بنابراین، افزودن برم به بوتادین می تواند منجر به دو محصول شود:
1،2 اتصال
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → CH 2 = CH - CHBr - CH 2 Br
1،4 اتصال
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 - CH = CH - CH 2 Br
انتخاب معرف ها و شرایط واکنش اجازه می دهد تا افزودن در هر یک از دو جهت هدایت شود.
2. واکنش های پلیمریزاسیون (لاستیک های مصنوعی تشکیل می شوند)
2. مهم ترین خاصیت دین ها قابلیت پلیمریزاسیون آنهاست که برای تولید لاستیک های مصنوعی استفاده می شود. پلیمریزاسیون 1،3- بوتادین، که به صورت 1،4-افزودن انجام می شود، لاستیک بوتادین تولید می کند:
nCH 2 = CH - CH = CH 2 → (-CH 2 - CH = CH - CH 2 -) n
استفاده از کاتالیزورهای آلی فلزی در این واکنش، دستیابی به لاستیک با ساختار منظم را ممکن می‌سازد که در آن تمامی حلقه‌های زنجیره سیس-پیکربندی یک واکنش مشابه با ایزوپرن باعث تولید لاستیک ایزوپرن مصنوعی می شود که از نظر ساختار و خواص نزدیک به لاستیک طبیعی است:
nCH 2 = C(CH 3) - CH = CH 2 → (-CH 2 - C(CH 3) = CH - CH 2 -) n
کاربرد
حوزه اصلی کاربرد آلکادین ها سنتز لاستیک ها است.
لاستیک ها
هیدروکربن های دی ان با مونومرهای وینیل مختلف پلیمریزه و کوپلیمریزه می شوند و لاستیک هایی را تشکیل می دهند که از آن درجات مختلفی از لاستیک از طریق فرآیند ولکانیزاسیون به دست می آید.