Презентация на тему Алкадиены (диены)

алкадиена должна включать обе двойные связи. Нумерация атомов углерода

в цепи проводится так, чтобы двойные связи получили наименьшие номера. Названия алкадиенов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода), в которых последняя буква заменяется окончанием –диен.
Местоположение двойных связей указывается в конце названия, а заместителей – в начале названия.
Например: СН2=СН-СН=СН2 бутадиен1-3,дивинил.


Название "дивинил" происходит от названия радикала –СН=СН2 "винил".

двойных связей:




2. Изомерия углеродного скелета:







3. Межклассовая изомерия

с алкинами и циклоалкенами.
Например, формуле С4Н6 соответствуют следующие соединения:

у двойных связей, подобно алкенам, проявляют цис-транс-изомерию.













Кроме того, возможен

поворот по σ-связи, разделяющей двойные связи, приводящий к поворотным изомерам. Некоторые химические реакции сопряженных диенов идут избирательно только с определенным поворотным изомером.

газ, т.кип = – 4,5 °C ) и изопренили 2-метилбутадиен-1,3 (жидкость с т.кип = 34 °С).
По химическим

свойствам диеновые углеводороды подобны алкенам. Они легко окисляются и вступают в реакции присоединения. Однако сопряженные диены отличаются некоторыми особенностями, которые обусловлены делокализацией (рассредоточением) π-электронов (см. часть I, раздел 4.10).
Молекула бутадиена-1,3 СН2=СН-СН=СН2 содержит четыре атома углерода в sp2-гибридизованном состоянии и имеет плоское строение.










π-Электроны двойных связей образуют единое π-электронное облако (сопряженную систему) и делокализованы между всеми атомами углерода.

углерода имеет промежуточное значение между 1 и 2, т.е.

нет чисто одинарной и чисто двойных связей. Строение бутадиена более точно отражает формула с делокализованными связями.

приводит к возможности присоединения реагента по концам этой системы,

т.е. к атомам С1 и С4. Поэтому дивинил и изопрен наряду с присоединением 1 моля реагента по одной из двойных связей (1,2- или 3,4-) вступают в реакции 1,4-присоединения. Соотношение продуктов 1,2- и 1,4- присоединения зависит от условий реакции (с повышением температуры обычно увеличивается вероятность 1,4-присоединения).

бутадиена-1,3 получается бутен-2, т.е. происходит 1,4-присоединение. При этом двойные

связи разрываются, к крайним атомам углерода С1 и С4 присоединяются атомы водорода, а свободные валентности образуют двойную связь между атомами С2 и С3:




В присутствии катализатора Ni получается продукт полного гидрирования:

одна его молекула по месту оставшейся двойной связи с

образованием 1,2,3,4-тетрабромбутана.
Присоединение галогенов, галогеноводородов, воды и других полярных реагентов происходит по электрофильному механизму (как в алкенах).
К реакциям присоединения относятся реакции полимеризации, характерные для диенов. Этот процесс имеет важное значение в производстве синтетических каучуков.

применяется реакция присоединения к сопряженным диенам соединений, содержащих кратные

связи (так называемых диенофилов). Реакция идет как 1,4-присоединение и приводит к образованию циклических продуктов: 

в полимеризацию и сополимеризацию (т.е. совместную полимеризацию) с другими

непредельными соединениями, образуя каучуки. Каучуки – это эластичные высокомолекулярные материалы (эластомеры), из которых методом вулканизации (нагреванием с серой) получают резину.
Натуральный каучук – природный высокомолекулярный непредельный углеводород состава (С5Н8)n, где n составляет 1000-3000 единиц. Установлено, что этот полимер состоит из повторяющихся звеньев 1,4-цис-изопрена и имеет стереорегулярное строение:

полимеризации изопрена, а другим, более сложным способом.
Полимеризация 1,3-диенов может

протекать либо по типу 1,4-присоединения, либо по смешанному типу 1,2- и 1,4-присоединения. Направление присоединения зависит от условий проведения реакции.
Первый синтетический каучук, полученный по методу С.В. Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

полимер нерегулярного строения со звеньями 1,2- и 1,4- присоединения.

Каучуки нерегулярного строения характеризуются невысоким качеством при эксплуатации. Избирательное 1,4-присоединение происходит при использовании металлорганических катализаторов (например, бутиллития C4H9Li, который не только инициирует полимеризацию, но и определенным образом координирует в пространстве присоединяющиеся молекулы диена):






Таким способом получен стереорегулярный 1,4-цис-полиизопрен – синтетический аналог натурального каучука. Данный процесс идет как ионная полимеризация.
Для практического использования каучуки превращают в резину.
Резина – это вулканизованный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации заключается в том, что нагревание смеси каучука и серы приводит к образованию трехмерной сетчатой структуры из линейных макромолекул каучука, придавая ему повышенную прочность. Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и образуют между ними сшивающие дисульфидные мостики:

упругость – высокоэластичность (способность к высоким обратимым деформациям).
В зависимости

от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки. Предельно сшитый натуральный каучук – эбонит – не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

получения алкенов.
1. Каталитическое двухстадийное дегидрирование алканов (через стадию образования алкенов).

Этим путем получают в промышленности дивинил из бутана, содержащегося в газах нефтепереработки и в попутных газах:




Каталитическим дегидрированием изопентана (2-метилбутана) получают изопрен: