Слайд 2
Строение алкадиенов
В зависимости от взаимного расположения двойных связей
различают три вида диенов:
алкадиены с кумулированным расположением двойных связей
СН2 = С = СН2;
алкадиены с сопряжёнными двойными связями
СН2 = СН — СН = СН2;
алкадиены с изолированными двойными связями
СН2 = СН — СН2 — СН = СН2.
Слайд 3
Кумулированные двойные связи имеют особую структуру. Аллен неустойчив,
при нагревании перегруппировывается в метилацетилен.
Наибольшее практическое значение имеют сопряженные
диены.
Строение алкадиенов
Слайд 5
Изомерия и номенклатура алкадиенов
Структурная изомерия:
изомерия углеродного скелета
Слайд 6
изомерия положения кратных связей
Цис-, транс-изомерия (пространственная или геометрическая):
Алкадиены изомерны
соединениям классов алкинов и циклоалкенов
При формировании названия алкадиена
указывают номера атомов углерода, от которых начинаются двойные связи. Главная цепь обязательно должна содержать обе кратные связи.
Например:
Слайд 7
Происходит ступенчатое дегидрирование бутана над смешанными катализаторами (оскид
хрома (III) и оксид алюминия, оксид магния и оксид
цинка) при повышенной температуре.
Получение алкадиенов
Слайд 8
Получение алкадиенов
Метод Лебедева. В 1932 г. в нашей стране
было налажено производство бутадиена из этилового спирта методом, разработанным
С. В. Лебедевым. Идет реакция одновременного дегидрирования и дегидратации этанола. Катализаторы смешанные на основе оксидов алюминия и цинка.
Слайд 9
Получение алкадиенов
Дегидрогалогенирование дигалогеналканов
Для получения алкадиенов можно применять стандартный способ создания кратных
связей — дегидрогалогенирование.
Существенным является расположение галогенов в молекуле дигалогенида. Так, например, в случае 2,3-дибромбутана или 2,2-дибромпропана образуются соответствующие алкины
Слайд 10
Дегидратация двухатомных спиртов в присутствии концентрированной серной кислоты:
Бутадиол-1,4
Бутадиен-1,3
Приведите реакцию дегалогенирования 1,2,3,4-тетрабромбутана цинком.
Получение алкадиенов
Слайд 11
Физические свойства алкадиенов
В обычных условиях пропадиен-1,2
и бутадиен-1,3 — газы, 2-метилбутадиен-1,3 — летучая жидкость. Алкадиены
с изолированными двойными связями (простейший из них — пентадиен-1,4) — жидкости. Высшие диены — твёрдые вещества.
Слайд 12
Для алкадиенов характерны реакции молекулярного , электрофильного и
радикального присоединения, окисления и полимеризации.
Кумулированные алкадиены – наиболее
реакционноспособные, т.к. имеется напряжение, возникающие в молекуле при появлении двух двойных связей у одного атома углерода.
Химические свойства алкадиенов
Слайд 13
Химические свойства алкадиенов
Реакции присоединения
У сопряженных алкадиенов направление реакции зависит от температуры,
природы реагента, растворителя.
Алкадиены способны присоединять водород, галогены, галогеноводороды. Особенностью алкадиенов с сопряжёнными двойными связями является способность присоединять молекулы как в положения 1 и 2 (1,2-присоединение), так и в положения 1 и 4 (1,4-при-соединение). Так, при температуре 40 градусов присоединение идет преиму-щественно в 1,4 – положение (80%), при 80 градусах – в 1,2-положение (80%).
Слайд 14
Галогенирование
Химические свойства алкадиенов
Слайд 15
Гидрогалогенирование
При температуре 80 градусов идет присоединение галогеноводорода преимущественно
в 1,2-положение (80%), при температуре 40 градусов – в
1,4-положение (80%).
Химические свойства алкадиенов
Слайд 16
Химические свойства алкадиенов
Рассмотрим причины, по
которым в случае алкадиенов с сопряжёнными двойными связями возможно
1,4-присоединение на примере реакции гидробромирования (присоединения НВr). Реакция протекает по механизму электрофильного присоединения и начинаетс я с присоединения электрофильной частицы, катиона водорода, к молекуле алкадиена:
Слайд 17
Реакции полимеризации. Важнейшим свойством диенов является способность полимеризоваться под
воздействием катионов или свободных радикалов. Полимеризация этих соединений является
основой получения синтетических каучуков:
Химические свойства алкадиенов
Слайд 18
Полимеризация сопряжённых алкадиенов протекает как
1,4-присоединение. В этом случае двойная связь оказывается центральной в
элементарном звене, а элементарное звено, в свою очередь, может принимать как цис-, так и транс-конфигурацию:
Химические свойства алкадиенов
Слайд 19
Натуральный и синтетический каучуки. Резина. Эбонит
Каучуками называют продукты
полимеризации диеновых углеводородов и их производных. Природный (натуральный) каучук
получают из млечного сока (латекса) каучуконосных растений, например бразильской гевеи. Латекс содержит примерно 30% полимерного вещества, крохотные частицы которого находятся в жидкости во взвешенном состоянии (эмульсия). Млечный сок гевеи туземцы назвали каучук, что в переводе означает «слёзы дерева». На воздухе сок постепенно темнеет, превращаясь в резиноподобную смолу. Уже в XV в. индейцы использовали каучук для обработки лодок, корзин, одежды и обуви для придания им водонепроницаемых свойств. В XVIII в. каучук был завезён в Европу, где из него стали изготавливать водоотталкивающие ткани, мячи, обувь.
Слайд 20
Каучуки
Первым синтетическим каучуком, прошедшим испытание практикой, стал бутадиеновый
каучук (СКВ), полученный в СССР по методу С. В.
Лебедева. Сырьём для его производства служил этиловый спирт, из которого на первой стадии синтезировали бутадиен-1,3 и далее, на второй стадии — полимерный продукт:
Слайд 21
Каучуки
Синтетическому каучуку никак не удавалось
придать качества натурального полимера. Причину этого удалось разгадать только
в 40-х гг. XX в.: в бутадиеновом каучуке элементарные звенья содержат двойную связь и поэтому могут иметь и цис-, и транс-конфигурацию:
Слайд 22
Каучуки
В отличие от синтетического, природный полимер
состоит только из цис-звеньев — это стереорегулярный полимер:
Слайд 23
Каучуки
Некоторые синтетические каучуки представляют собой сополимеры. В качестве
примера приведём бутадиенстиролъный каучук, получаемый сополимеризацией бутадиена-1,3 с винилбензолом, называемым
стиролом:
Слайд 24
Каучуки
Благодаря уникальной газонепроницаемости бутадиенстирольный каучук используют для изготовления
автомобильных камер, а также транспортёрных лент.
Синтетические каучуки являются одним
из основных продуктов химической промышленности. Из них изготавливают около 50 тыс. различных изделий. Мировое производство каучуков приближается к 10 млн т/год.
Натуральный каучук имеет большой недостаток: он сохраняет свои полезные свойства только в узком интервале температур. На морозе он становится хрупким, а при нагревании — мягким и липким. Решить проблему удалось в 1839 г. Американский изобретатель Ч. Гудьир нагрел каучук с порошком серы и получил новый материал, по эластичности не уступавший каучуку, но механически и термически значительно более устойчивый. Спустя 4 года англичанин Т. Генкок назвал этот процесс вулканизацией, а новый материал —резиной (от лат. resina — смола).
Слайд 25
Продукт частичной вулканизации каучука и
называется резиной. Такой полимер имеет разветвлённую пространственную структуру и
обладает значительно большей прочностью. Резина имеет самые разнообразные области применения в технике, в быту, в промышленности (рис. 26).
Слайд 26
Отдельные представители
Аллен(пропадиен) – бесцветный газ, t пл. =
-136 С, t кип. = - 34,5 С. Растворяется
в бензоле, петролейном эфире, не растворяется в воде. Легко полимеризуется в полиаллен, при нагревании с водой превращается в ацетон. Применяется для получения сополимеров с этиленом.
Дивинил (1,3-бутадиен) – бесцветный газ, t пл. = -108,91 С, t кип. = - 4,47 С. Применяется для получения каучуков, пластиков.
Изопрен (2-метил-1,3-бутадиен) – бесцветная жидкость. t пл. = -120 С, t кип. = - 34,067 С. Применяется для синтеза изопренового каучука, в производстве душистых и лекарственных средств. В высоких концентрациях является наркотиком, в малых – лакриматором (вызывает слезоточивость).
С воздухом алкадиены образуют взрывоопасные смеси, например 1,3-бутадиен присодержании его от 1,6 до 10,8 об.%.
Слайд 27
Каучуки в медицине
Трубки, шланги в аппаратах искусственного дыхания
и кровообращения делают из каучука, трубочки в анализаторах для
количественного определения биохимических показателей биологических жидкостей организма человека.
Слайд 28
Каучуки в медицине
Резиновые перчатки, резиновые фартуки в операционных
и перевязочных хирургических отделений.
Слайд 29
Производство катетеров, зондов,
трубочек фонендоскопов.
Каучуки в
медицине
Слайд 30
Токсикологическое действие на организм человека
Алкадиены действуют на организм
человека как наркотики, причем более сильно, чем соответствующие алканы
и алкены. С увеличением молекулярной массы алкадиенов их наркотическое действие усиливается.
При работе с диеновыми
углеводородами
необходимо иметь
на рабочем месте противогаз,
использовать герметичную
аппаратуру и
вентиляцию.
