Диеновые углеводороды (алкадиены, или диолефины)
Диеновые углеводороды (алкадиены, или диолефины) – непредельные органические соединения, содержащие в молекуле две двойные связи.
Номенклатура.По систематической номенклатуре диеновые углеводороды называют, как и этиленовые, но заменяют суффикс–енна- диен(две двойные связи). Нумерацию углеродных атомов производят так, чтобы сумма цифр, обозначающих положение двойных связей, была наименьшей:
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7
Н2С = СН – СН = СН – СН3Н2С – СН = СН – С = СН – СН2– СН3
|
СН3
пентадиен-1,3 4-метилгептадиен-2,4
(но не пентадиен-2,4) (но не 4-метилгептадиен-3,5)
В систематической номенклатуре сохраняются такие тривиальные названия, как аллен(пропадиен-1,2),дивинил(бутадиен-1,3),изопрен (2-метилбутадиен- 1,3).
Изомерия. Изомерия диенов зависит от различного положения двойных связей в углеродной цепи и от строения углеродного скелета. Например, для диена с молекулярной формулой С5Н8возможны следующие изомеры:
Н2С = С - СН = СН2Н3С – С = С= СН2Н3С – СН = С = СН – СН3
| |
СН3 СН3
2-метилбутадиен-1,3 3-метилбутадиен-1,2 пентадиен-2,3
Н2С=СН–СН2–СН=СН2Н2С=С=СН–СН2–СН3Н2С=СН–СН=СН-СН3
пентадиен-1,4 пентадиен-1,2 пентадиен-1,3
Отдельные представители. Дивинил (бутадиен-1,3) Н2С = С - СН = СН2– бесцветный газ с резким неприятным запахом, сжижающийся при -4,5°C. Служит одним из важнейших исходных веществ (мономеров) для производства синтетических каучуков и латексов, пластмасс и других органических соединений.
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) Н2С = С(СН3) - СН = СН2– бесцветная жидкость с т. кип. 34,1°C. Является структурной составляющей природного каучука и других соединений (терпенов, каротиноидов и др.). Применяется для получения синтетического каучука.
Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) Н2С = С(Сl) - СН = СН2– бесцветная токсичная жидкость. В качестве сырья для получения хлоропрена используютвинилацетиленН2С = СН – С ≡ СН. Его применяют для производства хлоропренового синтетического каучука.
2,3-Диметилбутадиен -1,3 Н2С = С(СН3) – С(СН3) = СН2– жидкость, кипящая при 69,6°C. Легко полимеризуется с образованием «метилкаучука».
Непредельные углеводороды ряда ацетилена (алкины)
Алкины (ацетилены) – алифатические непредельные углеводороды, в молекулах которых между атомами углерода имеется одна тройная связь.
Алкины являются еще более непредельными соединениями, чем соответствующие им алкены (с тем же числом углеродных атомов). Это видно из сравнения числа атомов водорода в ряду:
С2Н6 С2Н4С2Н2
этан этилен ацетилен
Алкины образуют гомологический ряд с общей формулой CnH2n-2. Эта формула является общей и для гомологического ряда диеновых углеводородов. Таким образом, алкины и алкадиены – изомеры. Например, для углеводорода с молекулярной формулой С3Н4возможны два изомерных соединения, одно из которых относится к диеновым углеводородам, а другое – к алкиновым:
Н2С = С= СН2Н3С – С ≡ СН
пропадиен-1,2 пропин
Строение.Первым и основным представителем гомологического ряда алкинов являетсяацетилен(этин) С2Н2. Строение его молекулы можно выразить структурной (I) или электронной (II) формулой:
Н – С ≡ С - Н или Н :С::: С : Н
I II
В алкинах атомы углерода находятся в третьем валентном состоянии (sp- гибридизация). В этом случае между углеродными атомами возникает тройная связь, состоящая из одной σ- и двух π-связей (рис. 13).
Рис. 13. Схема взаимного расположения σ- и π-связей в молекуле ацетилена
Номенклатура. По названию первого представителя гомологического ряда алкинов – ацетилена – эти углеводороды называют ацетиленовыми.
По систематической номенклатуре алкины называют, заменяя суффикс –ан(в алканах) на суффикс–ин. В состав главной цепи обязательно включают тройную связь, которая определяет начало нумерации. Если молекула непредельного углеводорода содержит одновременно двойную и тройную связи, то предпочтение в нумерации отдают двойной связи:
Н-С≡СН2-СН3Н3С-С≡С-СН3Н2С=С-СН2-С≡СН
|
СН3
бутин-1 бутин-2 2-метилпептен-1-ин-4
(этилацетилен) (диметилацетилен)
Химические свойства.Химические свойства алкинов определяются тройнойсвязью и особенностью ее строения. Алкины способны вступать в реакцииприсоединения, замещения, полимеризации и окисления.