4.1. Диендердің изомериясы және номенклатурасы
Диен көмірсутектерінің молекуласында екі қос байланыс бар, яғни сәйкес қаныққан көмірсутектерге қарағанда сутегінің төрт атомы кем. Жалпы формулаалкадиендер C n H 2 n -2. Екі қос байланыс құру үшін кемінде үш көміртек атомы қажет болғандықтан, бір және екі көміртек атомы бар гомологтар бұл қатарда жоқ.
Байланысты салыстырмалы позицияҚос байланыстар, диенді көмірсутектерді үш негізгі түрге бөлуге болады:
жинақталған қос байланысы бар диендер, яғни. бір көміртегі атомында қос байланыспен (аллен);
конъюгацияланған қос байланысы бар диендер;
3) оқшауланған қос байланысы бар диендер
Жүйелі номенклатура бойынша диендер этилен көмірсутектерімен бірдей, тек жұрнақтың орнына ғана аталады. -kzжұрнағы қосылады -адиен(екі қос байланыс болғандықтан). Қос байланыстардың орны әдеттегідей сандармен көрсетілген. Кейбір диендер үшін тривиальды немесе ескі ұтымды атаулар сақталған:
СН 2 =С = СН 2 пропадиен, аллен
CH 3 -CH=C=CH 2 1,2-бутадиен, метилаллен
СН 2 = СН-СН = СН 2 1,3-бутадиен, дивинил
2-метил-1,3-бутадиен, изопрен
CH 3 -CH=CH-CH=CH 2 1,3-пентадиен, пиперилен
2,3-диметил-1,3-бутадиен
CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH=CH 2 1,5-гексадиен, диалил
4.2. Диендер алу әдістері
Диен көмірсутектерін алу әдістері көп жағдайда олефиндерді алу әдістерінен ерекшеленбейді, тек сәйкес реакцияларды екі рет жүргізу керек немесе бастапқы материал ретінде қос байланысы бар қосылыстар қолданылуы керек.
4.2.1. Алкан-алкен фракцияларының дегидрленуі:
Бутан-бутен және пентан-пентен фракцияларын катализаторлар арқылы дегидрлеу (әдетте Cr 2 O 3 қолданылады) диендердің түзілуіне әкеледі:
4.2.2. Түбіртек дивинил және изопрен гликольдерді сусыздандыру арқылы
4.2.3. Қанықпаған спирттердің сусыздануы
4.2.4. Дивинилді ацетиленді димерлеу, содан кейін гидрлеу арқылы алу
4.2. 5 . Реппе синтезі
Синтез үштік байланыста сутегінің жоғары қозғалғыштығына негізделген, соның арқасында ол карбонилді қосылыстармен, соның ішінде метаналмен оңай әрекеттеседі:
Изопренді карбонилді қосылыс ретінде ацетонды пайдалана отырып (Фаворский әдісі) дайындайды.
4.3. Диендердің физикалық қасиеттері мен құрылысы
Алендер (1,2-диендер).Аллен және жинақталған байланыстары бар басқа қосылыстардың молекуласында π байланыстар екі өзара перпендикуляр жазықтықта орналасады. Екі жұп сутегі атомдары орналасқан жазықтықтар да өзара перпендикуляр. Аллен жүйесінің екі шеткі көміртегі атомы sp 2 будандастыру күйінде, ортаңғысы sp будандастыру күйінде болады (4-сурет).
Кванттық механикалық құрылымның бұл ерекшеліктері аллендердің физикалық және химиялық қасиеттерінде көрінеді. Атап айтқанда, соңғы көміртегі атомдарында екі түрлі орынбасарлары бар аллендер қатарында оптикалық белсенділік молекулалық ассиметрияға байланысты мүмкін болады. Бір-бірімен байланысты екі кеңістік изомерлері объект ретінде оның айнадағы бейнесі, қабаттасқан кезде сәйкес келмейді, сондықтан екі түрлі изомерлі молекуланы білдіреді.
Күріш. 4. Аллен молекуласының құрылысы
Аллендер кетон түзу үшін сұйылтылған күкірт қышқылымен гидратациялану жеңілдігімен, төрт мүшелі сақиналар түзу үшін басқа қанықпаған қосылыстармен полимерлену немесе конденсациялану қабілетімен сипатталады (С. В. Лебедев):
Конъюгацияланған диендер (1,3-диендер).Конъюгацияланған диендер алкендерден үлкен тұрақтылығымен, сондай-ақ 1,2 және 1,4 атомдарында қосылу реакцияларына түсу қабілетімен және үлкен реактивтілігімен ерекшеленеді.
Екі конъюгацияланған π байланысы ортақ электрон бұлтын құрайды – барлық төрт көміртек атомы sp 2 гибридтену күйінде болады. Бұл жалғыз байланыстың қысқаруына және молекуланың тұрақтануына әкеледі. Дивинил молекуласында π -байланыстар С 1 және р-орбитальдарының қабаттасуынан түзіледі МЕН 2 , Sz және C 3. Сондай-ақ С 2 және С 3 атомдарының р-орбитальдары қабаттасуы мүмкін. Нәтижесінде делокализация π -электрондар молекуланы тұрақтырақ етеді, өйткені әрбір электрон жұбын екі емес, төрт көміртек ядросы тартады:
Күріш. 5. Дивинил молекуласының құрылысы
C 2 – C 3 байланысы кейбір екілік сипатқа ие болады. Оның ұзындығы алкандарға қарағанда қысқа (1,48 Å), бұл конъюгациялық әсерден туындайды. Бұл диендердің электрофильді қосылу реакцияларындағы әрекетін түсіндіреді, мұнда реагент тек көптік байланыстағы көрші атомдарға ғана емес (1,2-қосу), сонымен қатар конъюгацияланған жүйенің екі ұшына (1,4-қосу) қосыла алады. .
Диендердің физикалық қасиеттері.Қалыпты жағдайда дивинил газ болып табылады. Изопрен және басқа қарапайым алкадиендер сұйықтықтар. Бұл қатарда көмірсутектердің гомологтық қатарларына тән әдеттегі үлгілер де қолданылады.
Конъюгацияланған қос байланысы бар алкадиендер жарықтың әдеттен тыс жоғары сыну көрсеткіштерімен сипатталады. Осы ерекшелігіне байланысты алкадиендердің табылған молекулалық сынуы есептелгеннен айтарлықтай жоғары. Табылған және есептелген мәндер арасындағы айырмашылық әдетте 1-1,5 бірлікті құрайды. деп аталады молекулалық жоғарылау.
Алкадиендер ультракүлгін сәулеленуді алкендерге қарағанда әлдеқайда ұзағырақ толқын ұзындығында сіңіреді. Мысалы, 1,3-бутадиен 217 нм-де сіңіреді. Молекуладағы конъюгацияланған қос байланыстардың жинақталуы абсорбция максимумының ультракүлгін аймақтан көрінетін аймаққа одан әрі ығысуына әкеледі: төрт конъюгацияланған қос байланыспен сары түс пайда болады.
1,3-алкадиендердің ИҚ-спектрлері жиіліктің төмендеуімен және қос байланыстардың созылу тербеліс жолағы қарқындылығының жоғарылауымен сипатталады (шамамен 1600 см -1 дейін).
Конъюгацияланған диендердің практикалық маңызы зор.
АНЫҚТАУ
Алкадиендер– құрамында екі қос байланысы бар қанықпаған көмірсутектер.
Алкадиендердің жалпы формуласы C n H 2 n -2
Қос байланыстардың салыстырмалы орналасуы бойынша барлық алкадиендер: жинақталған (байланыстар 1 және 2 позицияларда) (1), конъюгацияланған (қос байланыстар бір байланыс арқылы орналасады) (2) және оқшауланған (екі қос байланыс) болып бөлінеді. бір-бірінен көп бір байланыспен бөлінген –S-S-) (3):
CH 2 = C = CH 2 пропадиен -1,2 (1);
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 пентадиен – 1,3 (2);
CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -CH = CH-CH 3 гептадиен -1,5 (3).
Алкадиен молекулаларында көміртек атомдары sp 2 гибридизациясында болады. Кумуляцияланған алкадиендерде болатын екі жағынан қос байланыс арқылы қосылған көміртек атомы sp-гибридтенуде.
Пентадиеннен бастап барлық алкадиендер көміртек қаңқасының изомериясымен (1) және қос байланыс орнының изомериясымен (2) сипатталады; алкадиендер үшін пентадиеннен бастап - 1,3, цис-транс изомериясы тән. Алкадиендердің жалпы формуласы алкиндердің формуласымен сәйкес келетіндіктен, осы қосылыс кластары арасында классаралық изомерия болуы мүмкін (3).
CH 2 = C = C(CH 3)-CH 3 3-метилбутадиен – 1,2 (1).
CH 2 = C = CH-CH 2 -CH 3 пентадиен – 1,2;
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 пентадиен – 1,3 (2).
СН 2 = С = СН 2 пропадиен -1,2;
CH≡C-CH 3 пропин (3).
Алкадиендердің химиялық қасиеттері
Алкадиендер электрофильді және радикалды қосу механизмдері арқылы жүретін реакциялармен сипатталады, конъюгацияланған алкадиендер ең реактивті болып табылады.
Галогендеу.Алкадиендерге хлор немесе бром қосқанда тетрахалкандар түзіліп, 1,2- және 1,4-қосылған өнімдердің де түзілуі мүмкін. Өнімдердің қатынасы реакция жағдайларына байланысты: еріткіштің түріне және температураға.
CH 2 = CH-CH = CH 2 + Br 2 (гексан) → CH 2 (Br)-CH(Br)-CH = CH 2 + CH 2 (Br)-CH = CH-CH 2 -Br
-80С температурада 1,2 – және 1,4 – қосу өнімдерінің қатынасы 80/20% құрайды; -15С – 54/46%; +40С – 20/80%; +60С – 10/90%.
Галогендердің қосылуы радикалды механизммен де мүмкін - ультракүлгін сәулеленудің әсерінен. Бұл жағдайда 1,2- және 1,4-қосымша өнімдердің қоспасы да түзіледі.
Гидрогалогендеугалогенизацияға ұқсас жүреді, яғни. 1,2- және 1,4-қосылған өнімдердің қоспасының түзілуімен. Өнімдердің қатынасы негізінен температураға байланысты, сондықтан жоғары температурада 1,2-қосылған өнімдер, ал төмен температурада 1,4-қосылған өнімдер басым болады.
CH 2 = CH-CH = CH 2 +HBr → CH 3 -CH(Br)-CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 2 -Br
Гидрогалогендеу реакциясы сулы немесе спиртті ортада, литий хлоридінің қатысуымен немесе CHal 4 ортада жүруі мүмкін, мұнда Хал галоген болып табылады.
(диен синтезі). Мұндай реакцияларға екі компонент – диен және қанықпаған қосылыс – диенофиль қатысады. Бұл жағдайда алмастырылған алты мүшелі сақина пайда болады. Диен синтез реакциясының классикалық мысалы - бутадиен-1,3-тің малеин ангидридімен реакциясы:
Гидрогенизацияалкадиендер сұйық аммиак жағдайында пайда болады және 1,2- және 1,4-қосылған өнімдердің қоспасының түзілуіне әкеледі:
CH 2 = CH-CH = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 3.
Кумуляцияланған алкадиендер түзуге қабілетті гидратация реакцияларықышқыл ортада, яғни. су молекулаларын біріктіреді. Бұл жағдайда тұрақсыз қосылыстардың түзілуі орын алады - энолдар (қанықпаған спирттер), олар кето-энол таутомериясы құбылысымен сипатталады, яғни. Энолдар бірден кетондарға және кері айналады:
CH 2 = C = CH 2 + H 2 O → CH 2 = C(OH)-CH 3 (пропенол) ↔ CH 3 -C(CH 3) = O (ацетон).
Изомерлену реакцияларыалкадиендер сілтілі ортада қыздырғанда және катализатор – алюминий оксиді қатысқанда пайда болады:
R-CH = C = C-CH-R → RC≡C-CH 2 -R.
Алкадиендердің полимерленуі 1,2 - немесе 1,4 - қосу арқылы жүруі мүмкін:
nCH 2 = CH-CH = CH 2 → (-CH 2 -CH = CH-CH 2 -) n.
Алкадиендердің физикалық қасиеттері
Төменгі диендер түссіз, қайнайтын сұйықтар. 1,3-Бутадиен және аллен (1,2 - пропадиен) жағымсыз иісі бар оңай сұйылтылатын газдар. Жоғары диендер қатты заттар болып табылады.
Алкадиендердің алынуы
Алкадиендер алудың негізгі әдістері: алкандарды дегидрлеу (1), Лебедев реакциясы (2), гликольдерді дегидратациялау (3), алкендердің дигалоген туындыларын дегалогендеу (4) және қайта реттеу реакциялары (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(CH 3)-CH 3 + NaOH → CH 2 = C = CH(CH 3)-CH 3 (5).
Диендер мен олардың туындыларын қолданудың негізгі саласы резеңке өндірісі болып табылады.
Есептерді шешу мысалдары
МЫСАЛ 1
| Жаттығу | Біреуін каталитикалық гидрлеу үшін сутегінің қандай көлемі қажет қос байланысмассасы 5,4 г диен көмірсутек (C n H 2 n -2), егер 32 г бром бірдей мөлшерде көмірсутекті тетрабромидке дейін бромдау үшін пайдаланылса (C n H 2 n -2 Br 4). Көмірсутектердің құрамы қандай? Барлық мүмкін изомерлерді жазыңыз. |
| Шешім | Алкадиеннің каталитикалық гидрленуі мен бромдалуы реакцияларының теңдеулерін жалпы түрде жазайық: 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) Бромның молярлық массасы (бір моль бромның молекулалық массасы), кесте бойынша есептелген химиялық элементтерД.И. Менделеев: M(Br 2) = 160 г/моль. Сонда бромның массасын біле отырып (есепке сәйкес 32 г) бромның мөлшерін есептей аламыз: v(Br 2) = m(Br 2)/M(Br 2), v(Br 2) = 32/160 = 0,2 моль. 2-теңдеу бойынша 5,4 Г көмірсутек 0,1 моль, ал бір қос байланысты гидрлеу үшін 0,1 моль сутегі немесе 0,1 × 22,4 = 2,24 литр сутегі қажет. Көмірсутектердің молярлық массасы: M(C n H 2 n -2) = m(C n H 2 n -2)/v(C n H 2 n -2), M(C n H 2 n -2) = 5,4/0,1 = 54 г/моль. Бұл біз іздеп жүрген көмірсутек бутадиен екенін білдіреді. Бутадиенге келесі изомерлер тән: СН 2 = С = СН-СН 3 бутадиен-1,2 СН 2 = СН-СН = СН 2 бутадиен-1,3 СH≡C-CH 2 -CH 3 бутин-1 CH 3 -C≡C-CH 3 бутин-2 |
| Жауап | Сутегі көлемі – 2,24 л. Бутадиен. |
Алкадиендер(диендер) қанықпаған алифатты көмірсутектер, олардың молекулаларында екі қос байланыс бар. Алкадиендердің жалпы формуласы C n H 2n -2.
Алкадиендердің қасиеттері көбінесе олардың молекулаларындағы қос байланыстың салыстырмалы орналасуына байланысты. Осы ерекшелігіне қарай диендердегі қос байланыстың үш түрін ажыратады:
1) оқшауланғанқос байланыстар тізбекте екі немесе одан да көп s-байланыстармен бөлінеді:
CH 2 =CH–CH2 –CH=CH2 (бөлінген sp 3 -көміртек атомдары, мұндай қос байланыстар бір-біріне әсер етпейді және алкендердегі қос байланыс сияқты реакцияларға түседі);
2) жинақталғанҚос байланыстар бір көміртек атомында орналасады:
CH 2 =C=CH 2 (мұндай диендер (аллендер) басқа диендерге қарағанда тұрақтылығы төмен және сілтілі ортада қыздырғанда алкиндерге айналады);
3) конъюгатбір s-байланыспен бөлінген қос байланыстар:
CH 2 =CH–CH=CH2.
Конъюгацияланған диендер үлкен қызығушылық тудырады. Олар байланысты сипаттамалық қасиеттері бойынша ерекшеленеді электрондық құрылыммолекулалар, атап айтқанда, төрттен тұратын үздіксіз тізбек sp 2 -көміртек атомдары. Барлық көміртек атомдары s-қаңқасын құра отырып, бір жазықтықта жатады. Әрбір көміртек атомының гибридтелмеген р-орбитальдары s-қаңқа жазықтығына перпендикуляр және бір-біріне параллель, өзара қабаттасып, біртұтас р-электрондық бұлтты құрайды. Атомдардың өзара әсер етуінің бұл ерекше түрі конъюгация деп аталады.
p-орбитальдардың қабаттасуы бутадиен молекулалары C 1 – C 2, C 3 – C 4 арасында ғана емес, C 2 – C 3 арасында да кездеседі. Осыған байланысты «конъюгаттық жүйе» термині қолданылады. Электрондық тығыздықтың делокализациясының салдары С 1 – С 2 (С 3 – С 4) байланыстарының ұзындығы этилендегі қос байланыстың ұзындығымен (0,132 нм) салыстырғанда ұлғаяды және 0,137 нм құрайды; өз кезегінде C 3 – C 4 байланысының ұзындығы этан С – С (0,154 нм) қарағанда аз және 0,146 нм құрайды. Қос байланыстардың конъюгацияланған жүйесі бар диендер энергетикалық жағынан қолайлы.
Алкадиен номенклатурасы
IUPAC ережелеріне сәйкес, алкадиен молекуласының негізі екі қос байланысты да қамтуы керек. Тізбектегі көміртек атомдарының нөмірленуі қос байланыстар ең аз сандарды алатындай етіп жүргізіледі. Алкадиендердің атаулары сәйкес алкандардың атауларынан (көміртек атомдарының бірдей санымен) - аяқталуын қосу арқылы алынған. диен.
Алкадиендер изомериясының түрлері:
Құрылымдық изомерия:
1) конъюгацияланған қос байланыстар орнының изомериясы;
2) көміртек қаңқасының изомериясы;
3) классаралық (алкиндерге изомерлі)
Кеңістіктік изомерия — алкендер сияқты қос байланыстардың көміртегі атомдарында әртүрлі орынбасарлары бар диендер цис-транс изомериясын көрсетеді.
Алкадиендер алу әдістері
Алкадиендердің химиялық қасиеттері
Конъюгацияланған диендер қосылу реакцияларымен сипатталады (1, 2 реакциялар). p-электрондардың конъюгацияланған жүйесінің болуы қосылу реакцияларының ерекшеліктеріне әкеледі. Конъюгацияланған диендер тек қос байланыстарға (C 1 және C 2, C 3 және C 4 ) ғана емес, сонымен қатар C 2 және C 3 арасында қос байланыс құру арқылы терминалдық (С 1 және С 4 ) көміртек атомдарына қосылуға қабілетті. . 1,2- және 1,4-қосылған өнімдердің қатынасы тәжірибе жүргізілген температураға және қолданылатын еріткіштің полярлығына байланысты.
-мен тотықсыздану (3-реакция) эволюция сәтінде сутегімен тотықсыздану деп аталады (натрий мен спирт әрекеттескенде сутегі бөлінеді). Мұндай жағдайларда алкендер тотықсызданбайды; бұл конъюгацияланған диендерге тән қасиет.
Түрлі катализаторлардың (AlCl 3, TiCl 4 + (C 2 H 5) 3 Al) немесе жарық әсерінен болатын конъюгацияланған диендердің ең маңызды қасиеті полимерлену (реакция 4). Егер белгілі бір катализаторлар қолданылса, белгілі бір тізбекті конфигурациялы полимерлеу өнімін алуға болады.
Табиғи каучук cis конфигурациясына ие. Табиғи резеңке макромолекулалары изопренді бірліктердің иілуіне байланысты бұрандалы тізбекті құрылымға ие, бұл тізбектердің реттелген орналасуына кеңістіктік кедергілер тудырады. Резеңкеде ұзын молекулалар бұралған және бір-бірімен бұралған. Резеңке созылған кезде, спиральдар созылады, ал кернеу жойылған кезде олар қайтадан бұралып қалады. Табиғатта изопреннің тағы бір полимері гуттаперча бар (трансконфигурация). Гуттаперча изопрен қондырғыларының түзулігіне байланысты таяқша тәрізді тізбек құрылымына ие (қос байланыстардың транс конфигурациясы бар тізбектер бір-біріне қарама-қарсы орналасуы мүмкін), сондықтан гуттаперча қатты, бірақ сынғыш полимер болып табылады. Табиғи каучук аз елдерде бар, сондықтан оны дивинилден және изопреннен жасалған синтетикалық каучуктар алмастырады.
Практикалық қолдану үшін резеңкелер резеңкеге айналады.
Резеңке - толтырғышы бар вулканизацияланған резеңке (көміртекті қара). Вулканизация процесінің мәні мынада: резеңке мен күкірт қоспасын қыздыру сызықты резеңке макромолекулалардың үш өлшемді желілік құрылымын қалыптастыруға әкеледі, оған беріктік береді. Күкірт атомдары макромолекулалардың қос байланысына қосылып, олардың арасында айқаспалы дисульфидті көпірлер түзеді.
Желілік полимер берік және жоғары серпімділікті көрсетеді - жоғары серпімділік (жоғары қайтымды деформациялардан өту мүмкіндігі).
Айқастыратын агенттің (күкірт) мөлшеріне байланысты әртүрлі тоғысатын жиіліктегі торларды алуға болады. Өте айқаспалы табиғи каучук - эбонит серпімділікке ие емес және қатты материал болып табылады. 
Алкадиендердің анықтамасы, гомологтық қатары, номенклатурасы.
Алкадиендер –молекуласында көміртек атомдары арасында екі қос байланыс болатын және жалпы формулаға сәйкес келетін органикалық қосылыстар, алифатты (ациклді) қанықпаған көмірсутектер C n H 2 n -2 , мұндағы n =3 немесе n >3.Оларды диен көмірсутектері деп те атайды.
Алкадиендердің ең қарапайым өкілі - пропадиен.
Гомологиялық қатар.
Диен көмірсутектерінің жалпы формуласы C n H 2n-2. Алкадиендер атауында көміртек тізбегіндегі көміртек атомдарының санын көрсететін түбір және қосылыстың осы класқа жататынын көрсететін -диен жұрнағы («екі» «қос байланыс») бар.
C 3 H 4 – пропадиен
C 4 H 6 – бутадиен
C5H8 – пентадиен
C 6 H 10 – гексадиен
C 7 H 12 – гептадиен
C 9 H 16 – нанадиен
Алкадиендер номенклатурасы.
1. Негізгі схеманы таңдау. IUPAC номенклатурасы бойынша көмірсутек атауының қалыптасуы негізгі тізбекті – молекуладағы көміртегі атомдарының ең ұзын тізбегін анықтаудан басталады. Алкадиендер жағдайында негізгі тізбек екі қос байланысты да қамтитындай етіп таңдалуы керек.
2. Негізгі тізбек атомдарының нөмірленуі.Негізгі тізбектің атомдарының нөмірленуі олар басымдық бойынша жақынырақ болатын ұшынан басталады (негізінен):
көптік байланыс → орынбасушы → көмірсутек радикалы .
Сол. Алкадиеннің атын анықтауда нөмірлеу кезінде көптік байланыстың орны басқаларға қарағанда басым болады.
Тізбектегі атомдар қос байланыс арқылы қосылған көміртек атомдары минималды сандарды алатындай етіп нөмірленуі керек.
Егер қос байланыстардың орны тізбектегі атомдардың нөмірленуінің басталуын анықтай алмаса, онда ол алкендердегідей орынбасарлардың орнымен анықталады.
3. Атаудың қалыптасуы., Тізбектегі көміртегі атомдарының санын көрсететін түбірден кейін және жұрнақ – диен,қосылыстың алкендер класына жататынын білдіре отырып, көміртек тізбегіндегі қос байланыстың орны атаудың соңында көрсетіледі, яғни. қос байланыстар басталатын көміртегі атомдарының саны.
Егер орынбасарлар болса, онда атаудың басында сандар көрсетіледі - алмастырғыштар орналасқан көміртегі атомдарының сандары. Егер берілген атомда бірнеше орынбасарлар болса, онда атаудағы сәйкес сан үтірмен (2,2-) екі рет қайталанады. Нөмірден кейін алмастырғыштар саны дефиспен көрсетіледі ( ди- екі, үш- үш, тетра− төрт, пента− бес) және алмастырғыштың атауы (метил, этил, пропил). Содан кейін бос орындар немесе сызықшаларсыз негізгі тізбектің атауы. Негізгі тізбекті көмірсутек деп атайды – вккадиендердің гомологтық қатарының мүшесі (пропадиен, бутадиен, пентадиен және т.б.).
Оқшауланған байланыстары бар диендер
Егер қос байланыстар көміртек тізбегінде екі немесе одан да көп дара байланыстар арқылы бөлінсе (мысалы, пентадиен-1,4), онда мұндай қос байланыстар оқшауланған деп аталады. Оқшауланған қос байланысы бар алкадиендердің химиялық қасиеттері алкендердің қасиеттерінен ерекшеленбейді, жалғыз айырмашылығы – бір емес, екі қос байланыс бір-бірінен тәуелсіз реакцияларға түсе алады.
СН 2 = СН - СН 2 - СН = СН 2 пентадиен-1,4
СН 2 = СН - СН 2 - СН 2 - СН = СН 2 гексадиен-1,5
Конъюгацияланған байланыстары бар диендер
Егер қос байланыстар тізбекте бір ғана s-байланыс арқылы бөлінсе, онда олар конъюгацияланған деп аталады. Конъюгацияланған диендердің маңызды өкілдері:
СН 2 = СН - СН = СН 2 бутадиен-1,3 (дивинил)
2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)
Жинақталған байланыстары бар диендер
С=С=С жүйесі бар диендер де бар, алендер деп аталады – қос байланыстар бір көміртек атомында орналасады, мұндай қос байланыстар жинақталған деп аталады. Мысалы:
Гомологтық қатардың бірінші мүшесі пропадиен (аллен) CH 2 = C = CH 2: t n l = -136,2 ° C және қайнауы = -34,5 ° C болатын түссіз газ.
H 2 C = C = CH - CH 2 - CH 3 пентадиен-1,2
Конъюгацияланған алкадиендердің құрылысы
Конъюгацияланған диендерде қос байланыстардың р-электронды бұлттары бір-бірімен қабаттасып, бір π-электрондық бұлтты құрайды. Конъюгацияланған жүйеде р-электрондар енді нақты байланыстарға жатпайды, олар барлық атомдарда делокализацияланады, сондықтан диендердің құрылымын келесідей бейнелеуге болады (мысал ретінде бутадиенді пайдалану):
Нүктелі сызықтар электронды делокализация аймағын көрсетеді және C - C және C = C арасындағы аралық байланыс ретін көрсетеді. Конъюгация тізбегі қос байланыстардың үлкен санын қамтуы мүмкін. Ол неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым p-электрондардың делокализациясы күшейеді және соғұрлым молекула тұрақты болады.
Изомерия және номенклатура
Алкадиендер алкендер сияқты изомерия түрлерімен сипатталады:
1) көміртек қаңқасының изомериясы;
2) қос байланыс орнының изомериясы;
3) цис-транс изомериясы.
Номенклатура
Диендердегі негізгі тізбек екі қос байланысты да қамтитындай етіп таңдалады және қос байланыстардың позицияларының сандарының қосындысы минималды болатын соңынан бастап нөмірленеді. Сәйкес алканның атауында -ан аяқталуы -диенге ауыстырылады.
Физикалық қасиеттері
Бутадиен-1,3 жағымсыз иісі бар жеңіл сұйылтылатын газ. Изопрен - қайнау температурасы 34 ° C болатын сұйықтық.
Түбіртек
Бутадиен-1,3
1. Этанолды дегидрлеу және сусыздандыру – Лебедев реакциясы
2. Сутексіздену n. бутан
Изопрен
2-метилбутанның дегидрленуі
Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3)
Ацетиленді димерлеу және алынған винилацетиленді гидрохлорлау
1-кезең:
2-кезең:
Химиялық қасиеттері
Алкадиендер алкендерге тән А Е әдеттегі электрофильді қосылу реакцияларымен сипатталады. Конъюгацияланған байланыстары бар диендердің маңызы зор, өйткені олар каучуктарды өндіруге арналған шикізат болып табылады. Бұл диендердің химиялық әрекеті олардың молекулаларында конъюгация болуына байланысты ерекшеліктерге ие. Конъюгацияланған диендердің ерекшелігі олардың молекулаларындағы екі қос байланыс біртұтас қызмет етеді, сондықтан қосылу реакциялары екі бағытта жүруі мүмкін: а) қос байланыстың біріне (1,2-қосу) немесе б) шеткі жүйенің ортасында жаңа қос байланыстың түзілуімен конъюгацияланған жүйенің позициялары (1,4-қосымша).
1. Қосылу реакциялары
Осылайша, бутадиенге бром қосу екі өнімге әкелуі мүмкін:
1,2 қосылым
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → CH 2 = CH - CHBr - CH 2 Br
1,4 қосылым
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 - CH = CH - CH 2 Br
Реагенттерді таңдау және реакция жағдайлары қосуды екі бағыттың кез келгеніне бағыттауға мүмкіндік береді.
2. Полимерлену реакциялары (синтетикалық каучуктар түзіледі)
2. Диендердің ең маңызды қасиеті – олардың полимерлену қабілеті, ол синтетикалық каучуктарды алу үшін қолданылады. 1,3-бутадиеннің полимерленуі, ол 1,4-қосылуы ретінде жүреді, бутадиен каучукін түзеді:
nCH 2 = CH - CH = CH 2 → (-CH 2 - CH = CH - CH 2 -) n
Бұл реакцияда металлорганикалық катализаторларды қолдану барлық тізбек буындары болатын қалыпты құрылымды каучук алуға мүмкіндік береді. cis-конфигурация. Изопренмен ұқсас реакция құрылымы мен қасиеттері бойынша табиғи каучукқа жақын синтетикалық изопренді каучук шығарады:
nCH 2 = C(CH 3) - CH = CH 2 → (-CH 2 - C(CH 3) = CH - CH 2 -) n
Қолданба
Алкадиендердің негізгі қолдану саласы каучуктардың синтезі болып табылады.
Каучуктар
Диенді көмірсутектер полимерленеді және әртүрлі винил мономерлерімен сополимерленіп, каучуктар түзеді, олардан вулканизация процесі арқылы каучуктың әртүрлі сорттары алынады.