4.1. Dienlerin izomerizmi ve isimlendirilmesi
Dien hidrokarbonların molekülünde iki çift bağ vardır, yani karşılık gelen doymuş hidrokarbonlardan dört daha az hidrojen atomu vardır. Genel formül alkadienler CnH2n-2. İki çift bağ oluşturmak için en az üç karbon atomuna ihtiyaç duyulduğundan, bu seride bir ve iki karbon atomlu homologlar mevcut değildir.
bağlı olarak göreceli konumÇift bağlar, dien hidrokarbonlar üç ana türe ayrılabilir:
birikmiş çift bağları olan dienler, yani bir karbon atomunda (allen) çift bağ bulunan;
konjuge çift bağlı dienler;
3) izole edilmiş çift bağlı dienler
Sistematik isimlendirmeye göre, dienler etilen hidrokarbonlarla aynı şekilde adlandırılır, ancak son ek yerine -en sonek eklendi -adien(çünkü iki çift bağ vardır). Çift bağların konumu her zamanki gibi sayılarla gösterilmiştir. Bazı dienler için önemsiz veya eski rasyonel isimler korunmuştur:
CH2 =C = CH2 propadien, allen
CH3-CH=C=CH2 1,2-bütadien, metilalen
CH2 = CH-CH = CH2 1,3-butadien, divinil
2-metil-1,3-butadien, izopren
CH3-CH=CH-CH=CH2 1,3-pentadien, piperilen
2,3-dimetil-1,3-butadien
CH2 =CH-CH2-CH2-CH=CH2 1,5-heksadien, diyalil
4.2. Dien elde etme yöntemleri
Çoğu durumda, dien hidrokarbonların üretilmesine yönelik yöntemler, olefinlerin üretilmesine yönelik yöntemlerden farklı değildir; yalnızca karşılık gelen reaksiyonların iki kez gerçekleştirilmesi gerekir veya halihazırda bir çift bağ içeren bileşikler, başlangıç malzemesi olarak kullanılmalıdır.
4.2.1. Alkan-alken fraksiyonlarının dehidrojenasyonu:
Bütan-büten ve pentan-penten fraksiyonlarının katalizörler üzerinde dehidrojenasyonu (genellikle Cr203 kullanılır) dienlerin oluşumuna yol açar:
4.2.2. Fiş glikollerin dehidrasyonuyla divinil ve izopren
4.2.3. Doymamış alkollerin dehidrasyonu
4.2.4. Asetilenin dimerizasyonu ve ardından hidrojenasyon yoluyla divinilin hazırlanması
4.2. 5 . Reppe sentezi
Sentez, hidrojenin üçlü bağdaki yüksek hareketliliğine dayanmaktadır, bu sayede metanal da dahil olmak üzere karbonil bileşikleriyle kolayca etkileşime girer:
İzopren, bir karbonil bileşiği olarak aseton kullanılarak benzer şekilde (Favorsky yöntemi) hazırlanır.
4.3. Dienlerin fiziksel özellikleri ve yapısı
Alenler (1,2-dienler). Allen ve kümülatif bağları olan diğer bileşiklerin molekülünde, π bağları karşılıklı olarak iki dik düzlemde bulunur. İki çift hidrojen atomunun bulunduğu düzlemler de karşılıklı olarak diktir. Allen sisteminin en dıştaki iki karbon atomu sp2 hibridizasyonu durumundadır, ortadaki ise sp hibridizasyonu durumundadır (Şekil 4).
Kuantum mekaniksel yapının bu özellikleri allenlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinde kendini gösterir. Özellikle, terminal karbon atomlarında iki farklı ikame edicinin bulunduğu allen serilerinde, moleküler asimetri nedeniyle optik aktivite mümkündür. Bir nesnenin ayna görüntüsüyle olduğu gibi birbiriyle ilişkili iki uzamsal izomer, üst üste bindirildiğinde çakışmaz ve bu nedenle iki farklı izomerik molekülü temsil eder.
Pirinç. 4. Allen molekülünün yapısı
Allenler, ketonlar oluşturmak için seyreltik sülfürik asit ile hidrasyon kolaylığı, dört üyeli halkalar oluşturmak için diğer doymamış bileşiklerle polimerleşme veya yoğunlaşma yeteneği (S.V. Lebedev) ile karakterize edilir:
Konjuge dienler (1,3-dienler). Konjuge dienler, daha fazla stabiliteleri ve ayrıca 1,2 ve 1,4 atomlarında ilave reaksiyonlara girme yetenekleri ve daha yüksek reaktiviteleri nedeniyle alkenlerden farklılık gösterir.
İki konjuge π bağı ortak bir elektron bulutu oluşturur - dört karbon atomunun tümü sp2 hibridizasyonu durumundadır. Bu, tekli bağın kısalmasına ve molekülün stabilizasyonuna yol açar. Bir divinil molekülünde π -bağlar C1 ve p-orbitallerinin örtüşmesi nedeniyle oluşur İLE 2 , Sz ve C3. C2 ve C3 atomlarının p-orbitallerinin örtüşmesi de mümkündür. Ortaya çıkan delokalizasyon π -elektronlar molekülü daha kararlı hale getirir, çünkü her bir elektron çifti iki değil dört karbon çekirdeği tarafından çekilir:
Pirinç. 5. Divinil molekülünün yapısı
C2 – C3 bağı bir miktar dualite karakteri kazanır. Konjugasyon etkisinden dolayı uzunluğu alkanlardan (1,48 Å) daha kısadır. Bu, reaktifin yalnızca çoklu bağdaki komşu atomlara (1,2-ilave) değil aynı zamanda konjuge sistemin iki ucuna da (1,4-ilave) eklenebildiği elektrofilik katılma reaksiyonlarında dienlerin davranışını açıklar. .
Dienlerin fiziksel özellikleri. Divinil normal koşullar altında bir gazdır. İzopren ve diğer basit alkadienler sıvıdır. Hidrokarbonların homolog serilerinin olağan desen özellikleri bu seride de geçerlidir.
Konjuge çift bağa sahip alkadienler, ışığın anormal derecede yüksek kırılma indeksleri ile karakterize edilir. Bu özelliği nedeniyle alkadienlerin bulunan moleküler kırılmaları hesaplananlardan önemli ölçüde daha yüksektir. Bulunan ve hesaplanan değerler arasındaki fark genellikle 1–1,5 birimdir. Buna denir moleküler yüceltme.
Alkadienler, alkenlere göre çok daha uzun dalga boylarındaki ultraviyole radyasyonu emer. Örneğin 1,3-bütadien 217 nm'de emilir. Molekülde konjuge çift bağların birikmesi, absorpsiyon maksimumunun ultraviyole bölgeden görünür bölgeye daha da kaymasına yol açar: dört konjuge çift bağ ile sarı bir renk görünür.
1,3-alkadienlerin IR spektrumları, frekansta bir azalma ve çift bağların gerilme titreşimleri bandının yoğunluğunda bir artış (yaklaşık 1600 cm -1'e kadar) ile karakterize edilir.
Konjuge dienler büyük pratik öneme sahiptir.
TANIM
Alkadienler– iki çift bağ içeren doymamış hidrokarbonlar.
Alkadienlerin genel formülü C n H 2 n -2'dir.
Çift bağların göreceli düzenlemesine göre, tüm alkadienler şu şekilde ayrılır: kümülatif (bağlar 1 ve 2 konumundadır) (1), konjuge (çift bağlar tek bir bağ yoluyla bulunur) (2) ve izole edilmiş (iki çift bağ) birden fazla tek bağ –S-S-) ile ayrılır (3):
CH2 = C = CH2 propadien -1,2 (1);
CH3-CH = CH-CH = CH2 pentadien – 1,3 (2);
CH2 = CH-CH2-CH2-CH = CH-CH3 heptadien -1.5 (3).
Alkadien moleküllerinde karbon atomları sp2 hibridizasyonundadır. Birikmiş alkadienlerde bulunan ve her iki tarafta çift bağlarla bağlanan karbon atomu sp-hibridizasyondadır.
Pentadien ile başlayan tüm alkadienler, karbon iskeletinin (1) izomerizmi ve çift bağların (2) konumunun izomerizmi ile karakterize edilir; alkadienler için, pentadien - 1,3 ile başlayan, karakteristik cis-trans izomerizmi. Alkadienlerin genel formülü alkinlerin formülüyle örtüştüğünden, bu bileşik sınıfları (3) arasında sınıflar arası izomerizm mümkündür.
CH2 = C = C(CH3)-CH33-metilbutadien – 1,2 (1).
CH2 = C = CH-CH2-CH3 pentadien – 1,2;
CH3-CH = CH-CH = CH2 pentadien – 1,3 (2).
CH2 = C = CH2 propadien -1,2;
CH≡C-CH3 propin (3).
Alkadienlerin kimyasal özellikleri
Alkadienler, elektrofilik ve radikal ekleme mekanizmaları aracılığıyla meydana gelen reaksiyonlarla karakterize edilir; konjuge alkadienler en reaktif olanlardır.
Halojenasyon. Alkadienlere klor veya brom eklendiğinde tetrahaloalkanlar oluşur ve hem 1,2- hem de 1,4-ilave ürünlerinin oluşumu mümkündür. Ürünlerin oranı reaksiyon koşullarına bağlıdır: çözücü tipi ve sıcaklık.
CH2 = CH-CH = CH2 + Br2 (heksan) → CH2(Br)-CH(Br)-CH = CH2 + CH2(Br)-CH = CH-CH2-Br
-80°C sıcaklıkta 1,2 – ve 1,4 – ilave ürünlerinin oranı %80/20'dir; -15C – %54/46; +40С – %20/80; +60С – %10/90.
Halojenlerin eklenmesi, UV radyasyonunun etkisi altında radikal bir mekanizma ile de mümkündür. Bu durumda 1,2- ve 1,4-ilave ürünlerinin bir karışımı da oluşur.
Hidrohalojenasyon halojenasyona benzer şekilde ilerler; 1,2- ve 1,4-ilave ürünlerinin bir karışımının oluşumu ile. Ürünlerin oranı esas olarak sıcaklığa bağlıdır, bu nedenle yüksek sıcaklıklarda 1,2-ilave ürünleri baskındır ve düşük sıcaklıklarda 1,4-ilave ürünleri baskındır.
CH2 = CH-CH = CH2 +HBr → CH3 -CH(Br)-CH = CH2 + CH3 -CH = CH-CH2 -Br
Hidrohalojenasyon reaksiyonu sulu veya alkollü bir ortamda, lityum klorür varlığında veya Hal'in bir halojen olduğu bir CHal4 ortamında meydana gelebilir.
(dien sentezi). Bu tür reaksiyonlar iki bileşeni (bir dien ve doymamış bir bileşik) - bir dienofili içerir. Bu durumda ikame edilmiş altı üyeli bir halka oluşturulur. Dien sentezi reaksiyonunun klasik bir örneği, bütadien-1,3'ün maleik anhidrit ile reaksiyonudur:
Hidrojenasyon alkadienler sıvı amonyak koşulları altında meydana gelir ve 1,2- ve 1,4-ilave ürünlerinin bir karışımının oluşmasına yol açar:
CH2 = CH-CH = CH2 + H2 → CH3 -CH2 -CH = CH2 + CH3 -CH = CH-CH3.
Kümülatif alkadienler oluşabilir hidrasyon reaksiyonları asidik bir ortamda, yani. su moleküllerini bağlar. Bu durumda, keto-enol tautomerizm fenomeni ile karakterize edilen, yani enoller (doymamış alkoller) gibi kararsız bileşiklerin oluşumu meydana gelir. Enoller neredeyse anında ketonlara dönüşür ve geri döner:
CH2 = C = CH2 + H20 → CH2 = C(OH)-CH3 (propenol) ↔ CH3-C(CH3) = O (aseton).
İzomerizasyon reaksiyonları alkadienler, ısıtıldığında alkali bir ortamda ve bir katalizör - alüminyum oksit varlığında meydana gelir:
R-CH = C = C-CH-R → RC≡C-CH2-R.
Alkadienlerin polimerizasyonu 1,2 - veya 1,4 - eklenmesiyle ilerleyebilir:
nCH2 = CH-CH = CH2 → (-CH2-CH = CH-CH2-) n.
Alkadienlerin fiziksel özellikleri
Düşük dienler renksiz, düşük kaynama noktalı sıvılardır. 1,3-Bütadien ve allen (1,2 - propadien), hoş olmayan bir kokuya sahip, kolayca sıvılaştırılabilen gazlardır. Daha yüksek dienler katılardır.
Alkadienlerin hazırlanması
Alkadien üretmenin ana yöntemleri alkanların dehidrojenasyonu (1), Lebedev reaksiyonu (2), glikollerin dehidrasyonu (3), alkenlerin dihalojen türevlerinin (4) dehalojenasyonu ve yeniden düzenleme reaksiyonlarıdır (5):
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2 = CH-CH = CH2(1);
2C2H5OH → CH2 = CH-CH = CH2 + 2H20 + H2(2);
CH3-CH(OH)-CH2-CH2-OH → CH2 = CH-CH = CH2 + 2H20 (3);
CH2 = C(Br)-CH2-Br + Zn → CH2 = C = CH2 + ZnBr2(4);
HC≡C-CH(CH3)-CH3 + NaOH → CH2 = C = CH(CH3)-CH3(5).
Dien ve türevlerinin ana kullanım alanı kauçuk üretimidir.
Problem çözme örnekleri
ÖRNEK 1
| Egzersiz yapmak | Bir maddenin katalitik hidrojenasyonu için ne kadar hidrojen gereklidir? çift bağ Aynı miktarda hidrokarbonu tetrabromüre (CnH2n-2Br4) brominlemek için 32 g bromin kullanıldığında 5,4 g ağırlığında dien hidrokarbon (CnH2n-2). Hidrokarbonun bileşimi nedir? Olası tüm izomerleri yazın. |
| Çözüm | Alkadienin katalitik hidrojenasyonu ve bromlanması reaksiyonları için denklemleri genel biçimde yazalım: 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) Tablodan hesaplanan bromun molar kütlesi (bir mol bromun moleküler kütlesi) kimyasal elementler DI. Mendeleev: M(Br2) = 160 g/mol. Daha sonra bromun kütlesini bilerek (probleme göre 32 g) bromun miktarını hesaplayabiliriz: v(Br2) = m(Br2)/M(Br2), v(Br2) = 32/160 = 0,2 mol. Denklem 2'ye göre 5,4 G hidrokarbon 0,1 mol'dür ve bir çift bağın hidrojenlenmesi 0,1 mol hidrojen veya 0,1 x 22,4 = 2,24 litre hidrojen gerektirir. Hidrokarbonun molar kütlesi: M(CnH2n-2) = m(CnH2n-2)/v(CnH2n-2), M(CnH2n-2) = 5,4/0,1 = 54 g/mol. Bu, aradığımız hidrokarbonun bütadien olduğu anlamına gelir. Aşağıdaki izomerler bütadienin karakteristiğidir: CH2 = C = CH-CH3 bütadien-1,2 CH2 = CH-CH = CH2 bütadien-1,3 СH≡C-CH2 -CH3 butin-1 CH3 -C≡C-CH3 butin-2 |
| Cevap | Hidrojen hacmi – 2,24 litre. Bütadien. |
Alkadienler(dienler), molekülleri iki çift bağ içeren doymamış alifatik hidrokarbonlardır. Alkadienlerin genel formülü CnH2n-2'dir.
Alkadienlerin özellikleri büyük ölçüde moleküllerindeki çift bağların göreceli düzenine bağlıdır. Bu özelliğe dayanarak dienlerdeki üç tip çift bağ ayırt edilir:
1) izole edilmişçift bağlar bir zincirde iki veya daha fazla s-bağıyla ayrılır:
CH2 =CH–CH2 –CH=CH2 (ayrılmış sp 3 -karbon atomları, bu tür çift bağlar birbirini karşılıklı olarak etkilemez ve alkenlerdeki çift bağ ile aynı reaksiyonlara girer);
2) kümülatifçift bağlar bir karbon atomunda bulunur:
CH2=C=CH2 (bu tür dienler (alenler) diğer dienlere göre daha az stabildir ve alkali bir ortamda ısıtıldıklarında alkinlere yeniden düzenlenirler);
3) birleşik bir s-bağıyla ayrılan çift bağlar:
CH2 =CH–CH=CH2.
Konjuge dienler büyük ilgi görmektedir. Karakteristik özellikleri bakımından farklılık gösterirler. elektronik yapı moleküller, yani dörtlü sürekli bir dizi sp 2 -karbon atomları. Tüm karbon atomları aynı düzlemde bulunur ve bir s-iskeleti oluşturur. Her bir karbon atomunun melezleşmemiş p-orbitalleri, s-iskelet düzlemine dik ve birbirine paraleldir, karşılıklı olarak üst üste gelir ve tek bir p-elektron bulutu oluşturur. Atomların bu özel karşılıklı etkisine konjugasyon denir.
P-orbitallerinin örtüşmesi bütadien molekülleri sadece C 1 – C 2, C 3 – C 4 arasında değil aynı zamanda C 2 – C 3 arasında da meydana gelir. Bu bağlamda “eşlenik sistem” terimi kullanılmaktadır. Elektron yoğunluğunun delokalizasyonunun bir sonucu, C1 – C2 (C3 – C4) bağlarının uzunluklarının, etilendeki çift bağın uzunluğuna (0,132 nm) kıyasla artması ve 0,137 nm miktarına ulaşmasıdır; buna karşılık, C3 – C4 bağının uzunluğu etan C – C'den (0,154 nm) daha azdır ve 0,146 nm tutarındadır. Konjuge çift bağ sistemine sahip dienler enerji açısından daha uygundur.
Alkadien terminolojisi
IUPAC kurallarına göre bir alkadien molekülünün omurgasının her iki çift bağı da içermesi gerekir. Zincirdeki karbon atomlarının numaralandırılması, çift bağların en düşük sayıları alacağı şekilde gerçekleştirilir. Alkadienlerin isimleri, karşılık gelen alkanların (aynı sayıda karbon atomuna sahip) isimlerinden sonun eklenmesiyle türetilir - dien.
Alkadienlerin izomerizm türleri:
Yapısal izomerizm:
1) konjuge çift bağların konumunun izomerizmi;
2) karbon iskeletinin izomerizmi;
3) sınıflar arası (alkinlere izomerik)
Uzaysal izomerizm — Alkenler gibi çift bağların karbon atomlarında farklı ikame edicilere sahip olan dienler cis-trans izomerizmi sergiler.
Alkadien üretme yöntemleri
Alkadienlerin kimyasal özellikleri
Konjuge dienler ekleme reaksiyonları (reaksiyon 1, 2) ile karakterize edilir. Konjuge bir p-elektron sisteminin varlığı, ekleme reaksiyonlarının özelliklerine yol açar. Konjuge dienler yalnızca çift bağlara (C1 ve C2, C3 ve C4) değil, aynı zamanda C2 ve C3 arasında bir çift bağ oluşturarak terminal (C1 ve C4) karbon atomlarına da bağlanabilmektedir. . 1,2- ve 1,4-ilave ürünlerinin oranı deneyin gerçekleştirildiği sıcaklığa ve kullanılan çözücünün polaritesine bağlıdır.
Evrim anında hidrojen ile indirgeme (reaksiyon 3) denir (sodyum ve alkol reaksiyona girdiğinde hidrojen açığa çıkar). Alkenler bu koşullar altında indirgenmez; bu, konjuge dienlerin ayırt edici bir özelliğidir.
Polimerizasyon (reaksiyon 4), çeşitli katalizörlerin (AlCl3, TiCl4 + (C2H5)3Al) veya ışığın etkisi altında meydana gelen konjuge dienlerin en önemli özelliğidir. Belirli katalizörlerin kullanılması durumunda belirli bir zincir konfigürasyonuna sahip bir polimerizasyon ürünü elde etmek mümkündür.
Doğal kauçuk cis konfigürasyonuna sahiptir. Doğal kauçuk makromolekülleri, izopren birimlerinin bükülmesi nedeniyle sarmal bir zincir yapısına sahiptir, bu da zincirlerin düzenli dizilişinde uzaysal engeller oluşturur. Kauçuğun uzun molekülleri bir sarmal şeklinde bükülmüş ve birbirine dolanmıştır. Kauçuk gerildiğinde spiraller uzar ve gerginlik kaldırıldığında tekrar kıvrılır. İzoprenin başka bir polimeri olan güta-perka doğada mevcuttur (trans konfigürasyonu). Güta-perka, izopren birimlerinin düzlüğü nedeniyle çubuk benzeri bir zincir yapısına sahiptir (çift bağların trans konfigürasyonuna sahip zincirler birbirine karşı yerleştirilebilir), dolayısıyla güta-perka sert fakat kırılgan bir polimerdir. Çok az ülkede doğal kauçuk vardır ve bu nedenle yerini divinil ve ayrıca izoprenden yapılan sentetik kauçuklar almaktadır.
Pratik kullanım için kauçuklar kauçuğa dönüştürülür.
Kauçuk, dolgulu (karbon siyahı) vulkanize edilmiş kauçuktur. Vulkanizasyon işleminin özü, bir kauçuk ve kükürt karışımının ısıtılmasının, doğrusal kauçuk makromoleküllerinden oluşan üç boyutlu bir ağ yapısının oluşmasına yol açarak ona daha fazla güç kazandırmasıdır. Kükürt atomları makromoleküllerin çift bağlarına bağlanır ve aralarında çapraz bağlı disülfür köprüleri oluşturur.
Ağ polimeri daha dayanıklıdır ve daha fazla elastikiyet sergiler - yüksek elastikiyet (yüksek geri dönüşümlü deformasyonlara maruz kalma yeteneği).
Çapraz bağlama maddesinin (kükürt) miktarına bağlı olarak farklı çapraz bağlama frekanslarına sahip ağlar elde edilebilir. Son derece çapraz bağlı doğal kauçuk - ebonit - elastikiyete sahip değildir ve sert bir malzemedir. 
Alkadienlerin tanımı, homolog serileri, isimlendirilmesi.
Alkadienler – organik bileşikler, molekülünde karbon atomları arasında iki çift bağ bulunan ve genel formüle karşılık gelen alifatik (asiklik) doymamış yapıdaki hidrokarbonlar CnH2n-2, burada n =3 veya n >3. Bunlara dien hidrokarbonlar da denir.
Alkadienlerin en basit temsilcisi propadiendir.
Homolog seriler.
Dien hidrokarbonların genel formülü CnH2n-2'dir. Alkadienlerin adı, karbon zincirindeki karbon atomlarının sayısını belirten bir kök ve bileşiğin bu sınıfa ait olduğunu belirten -dien ("iki" "çift bağ") son ekini içerir.
C3H4 – propadien
C 4 H 6 - bütadien
C5H8 - pentadien
C 6 H 10 – heksadien
C 7 H 12 - heptadien
C 9 H 16 - nonadien
Alkadienlerin isimlendirilmesi.
1. Ana devrenin seçimi. IUPAC isimlendirmesine göre bir hidrokarbon adının oluşumu, moleküldeki en uzun karbon atomu zinciri olan ana zincirin tanımıyla başlar. Alkadienlerde ana zincir her iki çift bağı da içerecek şekilde seçilmelidir.
2. Ana zincirdeki atomların numaralandırılması. Ana zincirdeki atomların numaralandırılması, öncelik sırasına göre (çoğunlukla) yakın oldukları uçtan başlar:
çoklu bağ → ikame edici → hidrokarbon radikali .
Onlar. Bir alkadien adının belirlenmesinde numaralandırma yapılırken çoklu bağın konumu diğerlerine göre önceliklidir.
Zincirdeki atomlar, çift bağlarla bağlanan karbon atomları minimum sayıları alacak şekilde numaralandırılmalıdır.
Çift bağların konumu zincirdeki atomların numaralandırmasının başlangıcını belirleyemezse, o zaman alkenlerde olduğu gibi ikame edicilerin konumu tarafından belirlenir.
3. İsmin oluşumu., Zincirdeki karbon atomu sayısını belirten kök ve son ekten sonra –dien, Bir bileşiğin alken sınıfına ait olduğunu belirten, karbon zincirindeki çift bağların yeri ismin sonunda belirtilir; çift bağların başladığı karbon atomu sayısı.
İkame ediciler varsa, ismin başında sayılar belirtilir - ikame edicilerin bulunduğu karbon atomlarının sayıları. Belirli bir atomda birden fazla ikame edici varsa, isimdeki karşılık gelen sayı, virgülle (2,2-) ayrılarak iki kez tekrarlanır. Numaradan sonra, ikame edicilerin sayısı kısa çizgi ile gösterilir ( di- iki, üç- üç, dörtlü- dört, penta- beş) ve ikame edicinin adı (metil, etil, propil). Daha sonra boşluk veya kısa çizgi olmadan ana zincirin adı. Ana zincire hidrokarbon denir - homolog vlkadien serisinin (propadien, bütadien, pentadien, vb.) bir üyesi.
Yalıtılmış bağlara sahip dienler
Bir karbon zincirindeki çift bağlar iki veya daha fazla tekli bağla (örneğin pentadien-1,4) ayrılmışsa, bu tür çift bağlara izole edilmiş denir. İzole edilmiş çift bağa sahip alkadienlerin kimyasal özellikleri alkenlerin özelliklerinden farklı değildir; tek fark, bir değil iki çift bağın birbirinden bağımsız olarak reaksiyona girebilmesidir.
CH2 = CH - CH2 - CH = CH2 pentadien-1,4
CH2 = CH - CH2 - CH2 - CH = CH2heksadien-1,5
Konjuge bağlara sahip dienler
Bir zincirdeki çift bağlar yalnızca tek bir s-bağıyla ayrılmışsa bunlara konjuge denir. Konjuge dienlerin en önemli temsilcileri:
CH2 = CH - CH = CH2 bütadien-1,3 (divinil)
2-metilbütadien-1,3 (izopren)
Kümülatif tahvilli dienler
Alenler adı verilen C = C = C sistemine sahip dienler de vardır - çift bağlar bir karbon atomunda bulunur, bu tür çift bağlara kümülatif denir. Örneğin:
Homolog serinin ilk üyesi propadiendir (allen) CH2 = C = CH2: tnl = -136,2 °C ve t kaynama = -34,5 °C olan renksiz gaz.
H 2 C = C = CH - CH2 - CH3 pentadien-1,2
Konjuge alkadienlerin yapısı
Konjuge dienlerde çift bağların p-elektron bulutları birbiriyle örtüşür ve tek bir π-elektron bulutu oluşturur. Konjuge bir sistemde, p-elektronları artık belirli bağlara ait değildir, tüm atomlar üzerinde delokalize olmuşlardır, bu nedenle dienlerin yapısı aşağıdaki gibi tasvir edilebilir (örnek olarak bütadien kullanılarak):
Noktalı çizgiler elektron delokalizasyon bölgesini gösterir ve C - C ile C = C arasındaki ara bağ sırasını gösterir. Konjugasyon zinciri çok sayıda çift bağ içerebilir. Ne kadar uzun olursa, p-elektronlarının delokalizasyonu o kadar büyük olur ve molekül o kadar kararlı olur.
İzomerizm ve isimlendirme
Alkadienler, alkenlerle aynı tür izomerizmle karakterize edilir:
1) karbon iskeletinin izomerizmi;
2) çift bağların konumunun izomerizmi;
3) cis-trans izomerizmi.
İsimlendirme
Dienlerdeki ana zincir, her iki çift bağı da içerecek şekilde seçilir ve çift bağların konumlarının toplamının minimum olduğu uçtan itibaren numaralandırılır. Karşılık gelen alkan adına, -an eki -dien ile değiştirilir.
Fiziksel özellikler
Bütadien-1,3, hoş olmayan bir kokuya sahip, kolayca sıvılaştırılabilen bir gazdır. İzopren, kaynama noktası 34 °C olan bir sıvıdır.
Fiş
Bütadien-1,3
1. Etanolün dehidrojenasyonu ve dehidrasyonu - Lebedev reaksiyonu
2. Hidrojen giderme n. bütan
İzopren
2-metilbütanın dehidrojenasyonu
Kloropren (2-klorobutadien-1,3)
Asetilenin dimerizasyonu ve elde edilen vinil asetilenin hidroklorlanması
1. aşama:
2. aşama:
Kimyasal özellikler
Alkadienler, alkenlerin olağan elektrofilik katılma reaksiyonları AE karakteristiği ile karakterize edilir. Konjuge bağlı dienler kauçuk üretimi için hammadde olduklarından büyük önem taşırlar. Bu dienlerin kimyasal davranışı, moleküllerindeki konjugasyonun varlığına bağlı özelliklere sahiptir. Konjuge dienlerin özelliği, moleküllerindeki iki çift bağın tek bir bütün olarak işlev görmesidir, bu nedenle ekleme reaksiyonları iki yönde meydana gelebilir: a) çift bağlardan birine (1,2-ilave) veya b) aşırıya doğru sistemin merkezinde yeni bir çift bağın oluşmasıyla konjuge sistemin pozisyonları (1,4-ilave).
1. İlave reaksiyonları
Böylece bütadiene bromun eklenmesi iki ürüne yol açabilir:
1,2 bağlantı
CH2 = CH - CH = CH2 + Br2 → CH2 = CH - CHBr - CH2Br
1,4 bağlantı
CH2 = CH - CH = CH2 + Br2 → BrCH2 - CH = CH - CH2Br
Reaktiflerin ve reaksiyon koşullarının seçimi, ekleme işleminin iki yönden birine yönlendirilmesine olanak tanır.
2. Polimerizasyon reaksiyonları (sentetik kauçuklar oluşur)
2. Dienlerin en önemli özelliği, sentetik kauçuk üretiminde kullanılan polimerleşme yeteneğidir. 1,4-ilavesi olarak ilerleyen 1,3-butadienin polimerizasyonu, bütadien kauçuğu üretir:
nCH2 = CH - CH = CH2 → (-CH2 - CH = CH - CH2 -) n
Bu reaksiyonda organometalik katalizörlerin kullanılması, tüm zincir bağlantılarının bir arada bulunduğu düzenli bir yapıya sahip kauçuğun elde edilmesini mümkün kılar. cis-yapılandırma. İzopren ile benzer bir reaksiyon, yapısı ve özellikleri doğal kauçuğa yakın olan sentetik izopren kauçuğu üretir:
nCH2 = C(CH3) - CH = CH2 → (-CH2 - C(CH3) = CH - CH2 -) n
Başvuru
Alkadienlerin ana uygulama alanı kauçukların sentezidir.
Kauçuklar
Dien hidrokarbonlar, vulkanizasyon işlemi yoluyla çeşitli derecelerde kauçuğun elde edildiği kauçukları oluşturmak için çeşitli vinil monomerleriyle polimerize olur ve kopolimerize olur.