4.1. Dienlarning izomeriyasi va nomenklaturasi
Dien uglevodorodlari molekulasida ikkita qo'sh bog'ga ega, ya'ni mos keladigan to'yingan uglevodorodlarga qaraganda to'rtta kam vodorod atomi. Umumiy formula alkadienlar C n H 2 n -2. Ikki qo'sh bog'lanish uchun kamida uchta uglerod atomi kerak bo'lganligi sababli, bir va ikkita uglerod atomiga ega bo'lgan homologlar ushbu seriyada mavjud emas.
Bog'liq holda nisbiy pozitsiya Qo'sh bog'lanishlar, dien uglevodorodlarini uchta asosiy turga bo'lish mumkin:
to'plangan qo'sh bog'larga ega dienlar, ya'ni. bitta uglerod atomida (allen) qo'sh aloqalar bilan;
konjugatsiyalangan qo'sh bog'larga ega dienlar;
3) izolyatsiyalangan qo'sh bog'li dienlar
Tizimli nomenklaturaga ko'ra, dienlar etilen uglevodorodlari bilan bir xil, faqat qo'shimcha o'rniga deyiladi. -en qo‘shimchasi qo‘shiladi - adien(chunki ikkita qo'sh bog'lanish mavjud). Er-xotin bog'lanishlarning pozitsiyasi, odatdagidek, raqamlarda ko'rsatilgan. Ba'zi dienlar uchun ahamiyatsiz yoki eski mantiqiy nomlar saqlanib qolgan:
CH 2 =C = CH 2 propadien, allen
CH 3 -CH=C=CH 2 1,2-butadien, metilallen
CH 2 =CH-CH=CH2 1,3-butadien, divinil
2-metil-1,3-butadien, izopren
CH 3 -CH=CH-CH=CH 2 1,3-pentadien, piperilen
2,3-dimetil-1,3-butadien
CH 2 =CH-CH 2 -CH 2 -CH=CH 2 1,5-geksadien, diallil
4.2. Dienlarni olish usullari
Dien uglevodorodlarini olish usullari ko'p hollarda olefinlarni olish usullaridan farq qilmaydi, faqat tegishli reaktsiyalarni ikki marta bajarish kerak yoki boshlang'ich material sifatida allaqachon qo'sh bog'langan birikmalardan foydalanish kerak.
4.2.1. Alkan-alken fraktsiyalarini gidrogenlash:
Butan-buten va pentan-penten fraksiyalarini katalizatorlar orqali degidrogenlash (odatda Cr 2 O 3 ishlatiladi) dienlarning hosil bo'lishiga olib keladi:
4.2.2. Kvitansiya glikollarni suvsizlantirish orqali divinil va izopren
4.2.3. To'yinmagan spirtlarning suvsizlanishi
4.2.4. Asetilenni dimerlashdan keyin gidrogenlash orqali divinilni olish
4.2. 5 . Reppe sintezi
Sintez vodorodning uch tomonlama bog'lanishdagi yuqori harakatchanligiga asoslanadi, buning natijasida u karbonil birikmalari, shu jumladan metanal bilan osongina o'zaro ta'sir qiladi:
Izopren xuddi shunday (Favorskiy usuli) asetondan karbonil birikma sifatida tayyorlanadi.
4.3. Dienlarning fizik xossalari va tuzilishi
Alenlar (1,2-dienlar). Allen va to‘plangan bog‘li boshqa birikmalar molekulasida p bog‘lar ikkita o‘zaro perpendikulyar tekislikda joylashgan. Ikki juft vodorod atomi joylashgan tekisliklar ham o'zaro perpendikulyar. Allen sistemasining ikkita eng tashqi uglerod atomi sp 2 gibridlanish holatida, o'rtadagisi sp gibridlanish holatida (4-rasm).
Kvant mexanik tuzilishining bu xususiyatlari allenlarning fizik va kimyoviy xossalarida namoyon bo'ladi. Xususan, terminal uglerod atomlarida ikki xil o'rinbosar bo'lgan allenlar qatorida molekulyar assimetriya tufayli optik faollik mumkin. Ob'ekt uning oyna tasviri bilan bir-biriga bog'liq bo'lgan ikkita fazoviy izomer, ular ustiga qo'yilganda bir-biriga mos kelmaydi va shuning uchun ikki xil izomer molekulalarni ifodalaydi.
Guruch. 4. Allen molekulasining tuzilishi
Allenlar suyultirilgan sulfat kislota bilan ketonlar hosil qilish uchun qulay hidratsiya qilish, to'rt a'zoli halqalarni hosil qilish uchun boshqa to'yinmagan birikmalar bilan polimerlanish yoki kondensatsiyalanish qobiliyati bilan tavsiflanadi (S. V. Lebedev):
Konjugatsiyalangan dienlar (1,3-dienlar). Konjugatsiyalangan dienlar alkenlardan koʻproq turgʻunligi, shuningdek, 1,2 va 1,4 atomlarda qoʻshilish reaksiyalariga kirishish qobiliyati va katta reaktivligi bilan farqlanadi.
Ikki konjugatsiyalangan p bog'lanish umumiy elektron bulutini hosil qiladi - barcha to'rtta uglerod atomi sp 2 gibridlanish holatidadir. Bu yagona aloqaning qisqarishiga va molekulaning barqarorlashishiga olib keladi. Divinil molekulasida π -bog'lar C 1 va p-orbitallarining ustma-ust tushishi tufayli hosil bo'ladi BILAN 2 , Sz va C 3. C 2 va C 3 atomlarining p-orbitallari bir-birining ustiga chiqishi ham mumkin. Natijada delokalizatsiya π -elektronlar molekulani barqaror qiladi, chunki har bir juft elektron ikkita emas, balki to'rtta uglerod yadrosi tomonidan tortiladi:
Guruch. 5. Divinil molekulasining tuzilishi
C 2 - C 3 aloqasi qandaydir duallik xarakteriga ega bo'ladi. Uning uzunligi alkanlarga qaraganda qisqaroq (1,48 Å), bu konjugatsiya ta'siridan kelib chiqadi. Bu elektrofil qo'shilish reaktsiyalarida dienlarning harakatini tushuntiradi, bunda reagent nafaqat ko'p bog'lanishdagi qo'shni atomlarga (1,2-qo'shimcha), balki konjugatsiyalangan tizimning ikki uchiga (1,4-qo'shimcha) qo'shilishi mumkin. .
Dienlarning fizik xossalari. Oddiy sharoitlarda divinil gazdir. Izopren va boshqa oddiy alkadienlar suyuqlikdir. Uglevodorodlarning gomologik qatoriga xos bo'lgan odatiy naqshlar ushbu qatorda ham qo'llaniladi.
Konjugatsiyalangan qo'sh bog'li alkadienlar yorug'likning g'ayritabiiy darajada yuqori sinishi ko'rsatkichlari bilan tavsiflanadi. Bu xususiyat tufayli alkadienlarning topilgan molekulyar sinishi hisoblanganidan sezilarli darajada kattaroqdir. Topilgan va hisoblangan qiymatlar o'rtasidagi farq odatda 1-1,5 birlikni tashkil qiladi. Bu deyiladi molekulyar ko'tarilish.
Alkadienlar ultrabinafsha nurlanishni alkenlarga qaraganda ancha uzun to'lqin uzunliklarida yutadi. Masalan, 1,3-butadien 217 nm da yutadi. Molekulada konjugatsiyalangan qo'sh bog'larning to'planishi ultrabinafsha mintaqadan ko'rinadigan hududga yutilish maksimalining keyingi siljishiga olib keladi: to'rtta konjugatsiyalangan qo'sh bog'lanish bilan sariq rang paydo bo'ladi.
1,3-alkadienlarning IQ spektrlari chastotaning pasayishi va qo'sh bog'lanishlarning cho'zilish tebranishlari zonasi intensivligining ortishi (taxminan 1600 sm -1 gacha) bilan tavsiflanadi.
Konjugatsiyalangan dienlar eng katta amaliy ahamiyatga ega.
TA'RIF
Alkadienlar– tarkibida ikkita qo‘sh bog‘ bo‘lgan to‘yinmagan uglevodorodlar.
Alkadienlarning umumiy formulasi C n H 2 n -2
Qo'sh bog'larning nisbiy joylashishiga ko'ra, barcha alkadienlar quyidagilarga bo'linadi: to'plangan (bog'lar 1 va 2 pozitsiyalarda) (1), konjugatsiyalangan (qo'sh bog'lar bitta bog' orqali joylashgan) (2) va izolyatsiyalangan (ikkita qo'sh bog'). bir nechta bitta bog'lanish bilan ajratilgan -S-S-) (3):
CH 2 = C = CH 2 propadien -1,2 (1);
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 pentadien - 1,3 (2);
CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -CH = CH-CH 3 heptadien -1,5 (3).
Alkadien molekulalarida uglerod atomlari sp 2 gibridlanishida bo'ladi. Ikki tomondan qo'sh bog'lar bilan bog'langan uglerod atomi to'plangan alkadienlarda mavjud bo'lib, sp-gibridlanishda.
Pentadiendan boshlab barcha alkadienlar uglerod skeletining izomeriyasi (1) va qo'sh bog'lanish holatining izomeriyasi (2) bilan tavsiflanadi; alkadienlar uchun pentadiendan boshlab - 1,3, xarakterli sis-trans izomeriyasi. Alkadienlarning umumiy formulasi alkinlar formulasiga to'g'ri kelganligi sababli, bu birikmalar sinflari o'rtasida sinflararo izomeriya bo'lishi mumkin (3).
CH 2 = C = C (CH 3) -CH 3 3-metilbutadien - 1,2 (1).
CH 2 = C = CH-CH 2 -CH 3 pentadien - 1,2;
CH 3 -CH = CH-CH = CH 2 pentadien - 1,3 (2).
CH 2 = C = CH 2 propadien -1,2;
CH≡C-CH 3 propin (3).
Alkadienlarning kimyoviy xossalari
Alkadienlar elektrofil va radikal qo'shilish mexanizmlari orqali sodir bo'ladigan reaktsiyalar bilan tavsiflanadi, konjugatsiyalangan alkadienlar eng reaktivdir.
Galogenlash. Alkadienlarga xlor yoki brom qo'shilsa, tetrahaloalkanlar hosil bo'ladi va ikkala 1,2 va 1,4 qo'shilgan mahsulotlar hosil bo'lishi mumkin. Mahsulotlarning nisbati reaksiya sharoitlariga bog'liq: erituvchi turi va harorat.
CH 2 = CH-CH = CH 2 + Br 2 (geksan) → CH 2 (Br) -CH (Br) -CH = CH 2 + CH 2 (Br) -CH = CH-CH 2 -Br
-80C haroratda 1,2 - va 1,4 - qo'shilgan mahsulotlarning nisbati 80/20% ni tashkil qiladi; -15C - 54/46%; +40S - 20/80%; +60S - 10/90%.
Halojenlarning qo'shilishi radikal mexanizm bilan ham mumkin - UV nurlanishi ta'siri ostida. Bunda 1,2- va 1,4-qo'shilgan mahsulotlar aralashmasining hosil bo'lishi ham sodir bo'ladi.
Gidrogalogenlash halogenlanishga o'xshash davom etadi, ya'ni. 1,2- va 1,4-qo'shimcha mahsulotlar aralashmasi hosil bo'lishi bilan. Mahsulotlarning nisbati asosan haroratga bog'liq, shuning uchun yuqori haroratlarda 1,2 qo'shilgan mahsulotlar, past haroratlarda esa 1,4 qo'shilgan mahsulotlar ustunlik qiladi.
CH 2 = CH-CH = CH 2 + HBr → CH 3 -CH(Br)-CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 2 -Br
Gidrogalogenlanish reaktsiyasi suvli yoki spirtli muhitda, litiy xlorid ishtirokida yoki CHal 4 muhitida sodir bo'lishi mumkin, bu erda Hal halogendir.
(dien sintezi). Bunday reaktsiyalar ikkita komponentni - dien va to'yinmagan birikma - dienofilni o'z ichiga oladi. Bunday holda, almashtirilgan olti a'zoli halqa hosil bo'ladi. Dien sintez reaktsiyasining klassik misoli butadien-1,3 ning malein angidrid bilan reaktsiyasi:
Gidrogenatsiya alkadienlar suyuq ammiak sharoitida yuzaga keladi va 1,2- va 1,4-qo'shimcha mahsulotlar aralashmasi hosil bo'lishiga olib keladi:
CH 2 = CH-CH = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH = CH 2 + CH 3 -CH = CH-CH 3.
To'plangan alkadienlar hosil qilish qobiliyatiga ega hidratsiya reaktsiyalari kislotali muhitda, ya'ni. suv molekulalari biriktiriladi. Bunday holda, beqaror birikmalar hosil bo'ladi - enollar (to'yinmagan spirtlar), ular keto-enol tautomerizm fenomeni bilan tavsiflanadi, ya'ni. Enollar deyarli darhol ketonlarga va orqaga aylanadi:
CH 2 = C = CH 2 + H 2 O → CH 2 = C (OH) - CH 3 (propenol) ↔ CH 3 -C (CH 3) = O (aseton).
Izomerlanish reaksiyalari alkadienlar ishqoriy muhitda qizdirilganda va katalizator - alyuminiy oksidi ishtirokida paydo bo'ladi:
R-CH = C = C-CH-R → RC≡C-CH 2 -R.
Alkadienlarning polimerizatsiyasi 1,2 - yoki 1,4 - qo'shilishi bilan davom etishi mumkin:
nCH 2 = CH-CH = CH 2 → (-CH 2 -CH = CH-CH 2 -) n.
Alkadienlarning fizik xossalari
Pastki dienlar rangsiz, past qaynaydigan suyuqliklardir. 1,3-Butadien va allen (1,2 - propadien) yoqimsiz hidli oson suyultirilgan gazlardir. Yuqori dienlar qattiq moddalardir.
Alkadienlarni tayyorlash
Alkadienlarni hosil qilishning asosiy usullari alkanlarni dehidrogenlash (1), Lebedev reaktsiyasi (2), glikollarni dehidratsiyalash (3), alkenlarning digalogen hosilalarini degalogenlash (4) va qayta tashkil etish reaktsiyalari (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).
Dienlar va ularning hosilalarini qo'llashning asosiy sohasi kauchuk ishlab chiqarishdir.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | Birining katalitik gidrogenatsiyasi uchun qancha vodorod hajmi kerak ikki tomonlama aloqa dien uglevodorod (C n H 2 n -2) og'irligi 5,4 g, agar 32 g brom bir xil miqdordagi uglevodorodni tetrabromidga (C n H 2 n -2 Br 4) bromlash uchun sarflangan bo'lsa. Uglevodorodning tarkibi qanday? Barcha mumkin bo'lgan izomerlarni yozing. |
| Yechim | Alkadienning katalitik gidrogenlanish va bromlanish reaksiyalari tenglamalarini umumiy shaklda yozamiz: 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) Bromning molyar massasi (bir mol bromning molekulyar massasi), jadvaldan hisoblangan kimyoviy elementlar DI. Mendeleyev: M(Br 2) = 160 g/mol. Keyin bromning massasini bilib (muammo bo'yicha 32 g) brom miqdorini hisoblashimiz mumkin: v(Br 2) = m(Br 2)/M(Br 2), v (Br 2) = 32/160 = 0,2 mol. 2-tenglamaga ko'ra, 5,4 G uglevodorod 0,1 mol bo'lib, bitta qo'sh bog'ning gidrogenlanishi uchun 0,1 mol vodorod yoki 0,1 × 22,4 = 2,24 litr vodorod kerak bo'ladi. Uglevodorodning molyar massasi: 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 g / mol. Bu biz izlayotgan uglevodorod butadien ekanligini anglatadi. Butadien uchun quyidagi izomerlar xarakterlidir: CH 2 = C = CH-CH 3 butadien-1,2 CH 2 = CH-CH = CH 2 butadien-1,3 CH≡C-CH 2 -CH 3 butin-1 CH 3 -C≡C-CH 3 butin-2 |
| Javob | Vodorod hajmi - 2,24 litr. Butadien. |
Alkadienlar(dienlar) toʻyinmagan alifatik uglevodorodlar boʻlib, molekulalarida ikkita qoʻsh bogʻ mavjud. Alkadienlarning umumiy formulasi C n H 2n -2.
Alkadienlarning xossalari ko'p jihatdan ularning molekulalaridagi qo'sh bog'larning nisbiy joylashishiga bog'liq. Ushbu xususiyatga asoslanib, dienlardagi qo'sh bog'lanishning uch turi ajratiladi:
1) izolyatsiya qilingan qo'sh bog'lar zanjirda ikki yoki undan ortiq s-bog'lar bilan ajratiladi:
CH 2 =CH–CH2 –CH=CH2 (ajratilgan sp 3 -uglerod atomlari, bunday qo'sh bog'lar bir-biriga o'zaro ta'sir qilmaydi va alkenlardagi qo'sh bog' bilan bir xil reaksiyalarga kiradi);
2) jamlangan qo'sh bog'lar bitta uglerod atomida joylashgan:
CH 2 =C=CH 2 (bunday dienlar (allenlar) boshqa dienlarga qaraganda barqaror emas va ishqoriy muhitda qizdirilganda, alkinlarga aylanadi);
3) konjugat bitta s-bog' bilan ajratilgan qo'sh aloqalar:
CH 2 =CH–CH=CH2.
Konjugatsiyalangan dienlar eng katta qiziqish uyg'otadi. Ular tufayli xarakterli xususiyatlar farqlanadi elektron tuzilma molekulalar, ya'ni to'rtta uzluksiz ketma-ketlik sp 2 - uglerod atomlari. Barcha uglerod atomlari bir tekislikda yotib, s-skeletini hosil qiladi. Har bir uglerod atomining gibridlanmagan p-orbitallari s-skelet tekisligiga perpendikulyar va bir-biriga parallel boʻlib, bir-birining ustiga chiqib, bitta p-elektron bulutini hosil qiladi. Atomlarning o'zaro ta'sirining bunday maxsus turi konjugatsiya deb ataladi.
p-orbitallarning ustma-ust tushishi butadien molekulalari nafaqat C 1 - C 2, C 3 - C 4, balki C 2 - C 3 oralig'ida ham sodir bo'ladi. Shu munosabat bilan "konjugat tizim" atamasi qo'llaniladi. Elektron zichligi delokalizatsiyasining natijasi shundaki, C 1 - C 2 (C 3 - C 4) bog'larining uzunligi etilendagi qo'sh bog'ning uzunligiga (0,132 nm) nisbatan ortadi va 0,137 nm ni tashkil qiladi; o'z navbatida, C 3 - C 4 bog'ining uzunligi etan C - C (0,154 nm) dan kamroq va 0,146 nm ni tashkil qiladi. Qo'sh bog'lanishning konjugatsiyalangan tizimiga ega dienlar energiya jihatidan qulayroqdir.
Alkadien nomenklaturasi
IUPAC qoidalariga ko'ra, alkadien molekulasining asosi ikkala qo'sh aloqani o'z ichiga olishi kerak. Zanjirdagi uglerod atomlarini raqamlash qo'sh bog'lanishlar eng kam sonlarni olishi uchun amalga oshiriladi. Alkadienlarning nomlari tegishli alkanlarning nomlaridan (bir xil miqdordagi uglerod atomlari bilan) tugash qo'shilishi bilan olingan. Dien.
Alkadienlarning izomeriyasining turlari:
Strukturaviy izomeriya:
1) konjugatsiyalangan qo'sh bog'lanish pozitsiyasining izomeriyasi;
2) uglerod skeletining izomeriyasi;
3) sinflararo (alkinlarga izomerik)
Fazoviy izomeriya — qoʻsh bogʻlarning uglerod atomlarida turli oʻrinbosarlarga ega boʻlgan dienlar, masalan, alkenlar, sis-trans izomeriyasini namoyon qiladi.
Alkadienlarni olish usullari
Alkadienlarning kimyoviy xossalari
Konjugatsiyalangan dienlar qo'shilish reaktsiyalari bilan tavsiflanadi (1, 2 reaktsiyalar). P-elektronlarning konjugatsiyalangan tizimining mavjudligi qo'shilish reaktsiyalarining o'ziga xos xususiyatlariga olib keladi. Konjugatsiyalangan dienlar nafaqat qo'sh bog'larga (C 1 va C 2, C 3 va C 4), balki C 2 va C 3 o'rtasida qo'sh bog'lanish hosil qilish orqali terminal (C 1 va C 4) uglerod atomlariga ham ulanishga qodir. . 1,2 va 1,4 qo'shilgan mahsulotlarning nisbati tajriba o'tkazilgan haroratga va ishlatiladigan erituvchining qutbliligiga bog'liq.
Bilan qaytarilish (3-reaktsiya) evolyutsiya momentida vodorod bilan qaytarilish deyiladi (natriy va spirt reaksiyaga kirishganda vodorod ajralib chiqadi). Bunday sharoitda alkenlar kamaymaydi; bu konjugatsiyalangan dienlarning o'ziga xos xususiyatidir.
Polimerlanish (reaktsiya 4) turli katalizatorlar (AlCl 3, TiCl 4 + (C 2 H 5) 3 Al) yoki yorug'lik ta'sirida yuzaga keladigan konjugatsiyalangan dienlarning eng muhim xususiyatidir. Agar ma'lum katalizatorlar ishlatilsa, ma'lum bir zanjir konfiguratsiyasiga ega polimerizatsiya mahsulotini olish mumkin.
Tabiiy kauchuk cis konfiguratsiyasiga ega. Tabiiy kauchuk makromolekulalari izopren birliklari egilganligi sababli, zanjirlarning tartibli joylashishiga fazoviy to'siqlarni keltirib chiqaradigan spiral zanjirli tuzilishga ega. Kauchukda uzun molekulalar buralib, bir-biri bilan spiral shaklida o'raladi. Kauchuk cho'zilganida, spirallar cho'ziladi va kuchlanish olib tashlanganda, ular yana kıvrılır. Tabiatda izoprenning boshqa polimeri - gutta-percha mavjud (trans konfiguratsiya). Guttapercha izopren birliklarining to'g'riligi tufayli tayoqchali zanjirli tuzilishga ega (qo'sh bog'lanishning trans konfiguratsiyasiga ega bo'lgan zanjirlar bir-biriga qarama-qarshi joylashgan bo'lishi mumkin), shuning uchun guttapercha qattiq, ammo mo'rt polimerdir. Bir nechta mamlakatlarda tabiiy kauchuk mavjud va shuning uchun u divinil va izoprendan tayyorlangan sintetik kauchuklar bilan almashtiriladi.
Amaliy foydalanish uchun kauchuklar kauchukga aylantiriladi.
Kauchuk - plomba (uglerod qora) bilan vulkanizatsiyalangan kauchuk. Vulkanizatsiya jarayonining mohiyati shundaki, kauchuk va oltingugurt aralashmasini isitish chiziqli kauchuk makromolekulalarining uch o'lchovli tarmoq strukturasini shakllantirishga olib keladi va unga kuch beradi. Oltingugurt atomlari makromolekulalarning qoʻsh bogʻlariga birikadi va ular oʻrtasida oʻzaro bogʻlovchi disulfid koʻpriklarini hosil qiladi.
To'rli polimer yanada bardoshli va egiluvchanlikni oshiradi - yuqori elastiklik (yuqori qaytariladigan deformatsiyalarni boshdan kechirish qobiliyati).
O'zaro bog'lovchi (oltingugurt) miqdoriga qarab, turli xil o'zaro bog'lanish chastotalariga ega bo'lgan mashlarni olish mumkin. Juda o'zaro bog'langan tabiiy kauchuk - ebonit - elastiklikka ega emas va qattiq materialdir. 
Alkadienlarning ta'rifi, gomologik qatori, nomenklaturasi.
Alkadiyenlar - organik birikmalar, molekulasida uglerod atomlari o'rtasida ikkita qo'sh bog' mavjud bo'lgan va umumiy formulaga mos keladigan alifatik (asiklik) to'yinmagan uglevodorodlar C n H 2 n -2, bu erda n =3 yoki n >3. Ularni dien uglevodorodlari ham deyiladi.
Alkadienlarning eng oddiy vakili propadiendir.
Gomologik seriyalar.
Dien uglevodorodlarining umumiy formulasi C n H 2n-2. Alkadienlarning nomi uglerod zanjiridagi uglerod atomlari sonini ko'rsatadigan ildiz va birikmaning ushbu sinfga tegishli ekanligini ko'rsatadigan -dien qo'shimchasini ("ikki" "qo'sh bog'lanish") o'z ichiga oladi.
C 3 H 4 - propadien
C 4 H 6 - butadien
C 5 H 8 - pentadien
C 6 H 10 - geksadien
C 7 H 12 - geptadien
C 9 H 16 - nonadien
Alkadienlarning nomenklaturasi.
1. Asosiy sxemani tanlash. IUPAC nomenklaturasi bo'yicha uglevodorod nomining shakllanishi asosiy zanjirni - molekuladagi uglerod atomlarining eng uzun zanjirini aniqlashdan boshlanadi. Alkadienlar bo'lsa, asosiy zanjir ikkala qo'sh bog'lanishni o'z ichiga oladigan tarzda tanlanishi kerak.
2. Asosiy zanjir atomlarini raqamlash. Asosiy zanjirning atomlarini raqamlash ular ustunlik tartibida yaqinroq bo'lgan oxiridan boshlanadi (asosan):
ko'p bog'lanish → o'rnini bosuvchi → uglevodorod radikali .
Bular. Alkadien nomini aniqlashda raqamlashda ko'p bog'lanishning o'rni boshqalardan ustun turadi.
Zanjirdagi atomlar shunday raqamlangan bo'lishi kerakki, qo'sh bog'lar bilan bog'langan uglerod atomlari minimal sonlarni oladilar.
Agar qo'sh bog'larning holati zanjirdagi atomlarning raqamlanishining boshlanishini aniqlay olmasa, u holda u alkenlar bilan bir xil tarzda o'rinbosarlarning pozitsiyasi bilan aniqlanadi.
3. Ismning shakllanishi., Zanjirdagi uglerod atomlari sonini ko'rsatuvchi ildiz va qo'shimchadan keyin -dien, birikmaning alkenlar sinfiga mansubligini bildirgan holda, uglerod zanjiridagi qo'sh bog'larning joylashuvi nomning oxirida ko'rsatiladi, ya'ni. qo'sh bog'lanish boshlanadigan uglerod atomlari soni.
Agar o'rinbosarlar mavjud bo'lsa, unda nomning boshida raqamlar ko'rsatiladi - o'rinbosarlar joylashgan uglerod atomlarining raqamlari. Agar berilgan atomda bir nechta o'rinbosar bo'lsa, unda nomdagi tegishli raqam vergul bilan ajratilgan holda ikki marta takrorlanadi (2,2-). Raqamdan keyin o'rnini bosuvchilar soni defis bilan ko'rsatiladi ( di- ikki, uch- uch, tetra- to'rtta, penta− besh) va o‘rnini bosuvchining nomi (metil, etil, propil). Keyin, bo'sh joy yoki defissiz, asosiy zanjirning nomi. Asosiy zanjir uglevodorod deb ataladi - vlkadienlarning gomologik seriyasining a'zosi (propadien, butadien, pentadien va boshqalar).
Izolyatsiya qilingan bog'langan dienlar
Agar qo`sh bog`lar uglerod zanjirida ikki yoki undan ortiq yagona bog`lar bilan ajratilsa (masalan, pentadien-1,4), unda bunday qo`sh bog`lar izolyatsiyalangan deyiladi. Izolyatsiya qilingan qoʻsh bogʻli alkadienlarning kimyoviy xossalari alkenlarning xossalaridan farq qilmaydi, birgina farqi shundaki, bir emas, ikkita qoʻsh bogʻ bir-biridan mustaqil ravishda reaksiyaga kirisha oladi.
CH 2 = CH - CH 2 - CH = CH 2 pentadien-1,4
CH 2 = CH - CH 2 - CH 2 - CH = CH 2 geksadien-1,5
Konjugatsiyalangan bog'langan dienlar
Agar qo'sh bog'lar zanjirda faqat bitta s-bog' bilan ajratilsa, ular konjugatsiyalangan deb ataladi. Konjugatsiyalangan dienlarning eng muhim vakillari:
CH 2 = CH - CH = CH 2 butadien-1,3 (divinil)
2-metilbutadien-1,3 (izopren)
To'plangan bog'langan dienlar
C = C = C sistemali dionlar ham bor, ular alenlar deb ataladi - qo'sh bog'lar bitta uglerod atomida joylashgan, bunday qo'sh bog'lanishlar yig'ilgan deb ataladi. Masalan:
Gomologik qatorning birinchi a'zosi propadien (allen) CH 2 = C = CH 2: t n l = -136,2 ° C va t qaynash = -34,5 ° C bo'lgan rangsiz gaz.
H 2 C = C = CH - CH 2 - CH 3 pentadien-1,2
Konjugatsiyalangan alkadienlarning tuzilishi
Konjugatsiyalangan dienlarda qoʻsh bogʻlanishning p-elektron bulutlari bir-birining ustiga chiqadi va bitta p-elektron bulutini hosil qiladi. Konjugatsiyalangan tizimda p-elektronlar endi o'ziga xos bog'lanishlarga tegishli emas, ular barcha atomlar ustidan delokalizatsiya qilinadi, shuning uchun dienlarning tuzilishini quyidagicha tasvirlash mumkin (misol sifatida butadiendan foydalangan holda):
Nuqtali chiziqlar elektron delokalizatsiya hududini ko'rsatadi va C - C va C = C o'rtasidagi oraliq bog'lanish tartibini ko'rsatadi. Konjugatsiya zanjiri ko'p sonli qo'sh aloqalarni o'z ichiga olishi mumkin. Qanchalik uzoq bo'lsa, p-elektronlarning delokalizatsiyasi shunchalik ko'p bo'ladi va molekula shunchalik barqaror bo'ladi.
Izomeriya va nomenklatura
Alkadienlar alkenlar bilan bir xil izomeriya turlari bilan tavsiflanadi:
1) uglerod skeletining izomeriyasi;
2) qo'sh bog'lanish pozitsiyasining izomeriyasi;
3) sis-trans izomeriyasi.
Nomenklatura
Dienlardagi asosiy zanjir shunday tanlanadiki, u ikkala qoʻsh bogʻni ham oʻz ichiga oladi va qoʻsh bogʻlanish pozitsiyalari sonlari yigʻindisi minimal boʻlgan uchidan boshlab raqamlanadi. Tegishli alkan nomida -an oxiri -dien bilan almashtiriladi.
Jismoniy xususiyatlar
Butadien-1,3 - yoqimsiz hidli oson suyultiriladigan gaz. Izopren - qaynash nuqtasi 34 ° C bo'lgan suyuqlik.
Kvitansiya
Butadien-1,3
1. Etanolning gidrogenlanishi va suvsizlanishi - Lebedev reaktsiyasi
2. Dehidrogenatsiya n. butan
Izopren
2-metilbutanning gidrogenatsiyasi
Xloropren (2-xlorbutadien-1,3)
Asetilenning dimerizatsiyasi va hosil bo'lgan vinil asetilenning gidroxlorlanishi
1-bosqich:
2-bosqich:
Kimyoviy xossalari
Alkadienlar alkenlarga xos bo'lgan odatiy elektrofil qo'shilish reaktsiyalari A E bilan tavsiflanadi. Konjuge bog'langan dienlar katta ahamiyatga ega, chunki ular kauchuk ishlab chiqarish uchun xom ashyo hisoblanadi. Ushbu dienlarning kimyoviy harakati ularning molekulalarida konjugatsiya mavjudligi sababli xususiyatlarga ega. Konjugatsiyalangan dienlarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ularning molekulalaridagi ikkita qo'sh bog' bir butun bo'lib ishlaydi, shuning uchun qo'shilish reaktsiyalari ikki yo'nalishda sodir bo'lishi mumkin: a) qo'sh bog'larning biriga (1,2-qo'shilish) yoki b) ekstremal tizimning markazida yangi qo'sh bog'lanish hosil bo'lishi bilan konjugatsiyalangan tizimning pozitsiyalari (1,4-qo'shimcha).
1. Qo‘shish reaksiyalari
Shunday qilib, butadienga brom qo'shilishi ikkita mahsulotga olib kelishi mumkin:
1,2 ulanish
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → CH 2 = CH - CHBr - CH 2 Br
1,4 ulanish
CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 - CH = CH - CH 2 Br
Reagentlarni tanlash va reaksiya sharoitlari qo'shimchani ikki yo'nalishdan biriga yo'naltirishga imkon beradi.
2. Polimerlanish reaksiyalari (sintetik kauchuklar hosil bo'ladi)
2. Dienlarning eng muhim xususiyati polimerlanish qobiliyatidir, bu sintetik kauchuklarni olish uchun ishlatiladi. 1,3-butadienning polimerizatsiyasi 1,4-qo'shimcha sifatida davom etsa, butadien kauchuk hosil bo'ladi:
nCH 2 = CH - CH = CH 2 → (-CH 2 - CH = CH - CH 2 -) n
Ushbu reaktsiyada organometalik katalizatorlardan foydalanish muntazam tuzilishga ega bo'lgan kauchukni olish imkonini beradi, unda barcha zanjir bo'g'inlari mavjud. cis-konfiguratsiya. Izopren bilan shunga o'xshash reaktsiya sintetik izopren kauchukni hosil qiladi, u tuzilishi va xususiyatlari bo'yicha tabiiy kauchukga yaqin:
nCH 2 = C(CH 3) - CH = CH 2 → (-CH 2 - C(CH 3) = CH - CH 2 -) n
Ilova
Alkadienlarni qo'llashning asosiy sohasi kauchuklarni sintez qilishdir.
Kauchuklar
Dienli uglevodorodlar polimerlanadi va turli vinil monomerlar bilan kopolimerlanadi va kauchuklar hosil qiladi, ulardan vulkanizatsiya jarayonida turli navli kauchuklar olinadi.