Диеновые углеводы
Общая характеристика.
Диеновые углеводороды - это углеводороды непредельного ряда, в молекулах которых между атомами углерода имеется две двойные связи.
СnН2n-2, где n≥3
С3Н4 Н2С=С=СН2 – пропадиен (аллен)
С4Н6 Н2С=СН-СН=СН2 бутадиен - 1, 3
или Н2С=С=СН-СН3 бутадиен – 1, 2
С5Н8 Н2С=С=СН-СН2-СН3 Н2С=СН-СН=СН-СН3 Н2С=СН-СН2-СН=СН2
пентадиен – 1, 2 пентадиен – 1, 3 пентадиен – 1, 4
Классификация диенов
(связана со взаимным расположением двойных связей в молекулах)
Диены с кумулированными Диены с сопряженными
связями: Диены с изолированными связями:
связями:
Н2С=С=СН2 Н2С=СН-СН2-СН2-СН=СН2 Н2С=СН-СН=СН2
пропадиен-1,3 гексадиен-1,5 бутадиен-1,3
(дивинил)
Диены с сопряжёнными связями:
Н2С=СН-СН=СН2 бутадиен – 1, 3 (газ, с неприятным запахом)
Н2С=С-СН=СН2 2-метилбутадиен – 1,3 (жидкость легкокипящая, tк=34˚)
│ (изопрен)
СН3
Н2С=С-СН=СН2 2-хлорбутадиен – 1,3 (хлоропрен)
│
Сl
Строение диенов с сопряженными связями:
С (3δ-3е-)sp3
Н
Н
Н С=С
Н
С=С
Н Н
С 1-С2 и С3-С4 – удлиняются (по сравнению с двойными) – 0,136 Нм
С3 С4 С2-С3 – укорачивается (по сравнению с одинарной связью) – 0,146 Нм (0,148 Нм)
б- б+
С2 СН2=СН-СН=СН2СН2=СН-СН=СН2
С1 или СН2••••СН••••СН••••СН2
Номенклатура:
При составлении названия алкадиена по номенклатуре ИЮПАК главную цепь необходимо выбирать так, чтобы в нее входили обе двойные связи. Нумеровать атомы в цепи нужно таким образом, чтобы атомы углерода, связанные двойными связями, получили минимальные номера:
Н екоторые простые алкадиены имеют тривиальные названия (на рисунке выше они приведены в скобках), однако их употребление (в отличие от названий простейших алканов) не рекомендуется в номенклатуре ИЮПАК. Тем не менее они используются, и их нужно знать.
Изомерия:
а) углеродной цепи Н2С=СН-СН=СН-СН2-СН3 Н2С=СН-С=СН-СН3
гексадиен – 1, 3 │
СН3
3-метилпентадиен – 1,3
б) положения кратных связей:
Н2С=СН-СН=СН-СН2-СН3 Н3С-СН=СН-СН=СН-СН3
гексадиен – 1, 3 гексадиен – 2, 4
в) межклассовая гексадиен – 1, 3 Н2С=СН-СН=СН-СН2-СН3
СnН2n-2 (С6Н10)
гексин – 1 НС≡С-СН2-СН2-СН2-СН3
г) цис-, транс СН3 СН3
С=С Н
С=С цис – 3-метилпентадиен – 1, 3
Н Н
Н
Н СН3
С=С транс – 3-метилпентадиен-1, 3
Н
СН 3 С=С
Н Н
Физические свойства:
Бутадиен — газ (tкип = -4,5°С), изопрен – жидкость, кипящая при 34°С, диметилбутадиен — жидкость, кипящая при 70°C. Изопрен и другие диеновые углеводороды способны полимеризоваться в каучук. Натуральный каучук в очищенном состоянии является полимером с общей формулой (С5Н8)n и получается из млечного сока некоторых тропических растений.
Каучук хорошо растворим в бензоле, бензине, сероуглероде. При низкой температуре становится ломким, при нагревании липким. Для улучшения механических и химических свойств каучука его превращают в резину, подвергая вулканизации. Для получения резиновых изделий сначала их формуют из смеси каучука с серой, а также с наполнителями: сажей, мелом, глиной и некоторыми органическими соединениями, служащими для ycкорения вулканизации. Затем изделия нагревают — горячая вулканизация. При вулканизации сера химически связывается с каучуком. Кроме того, в вулканизированном каучуке сера содержится в свободном состоянии в виде мельчайших частиц.
Химические свойства:
Отличительной чертой химических превращений диенов с сопряженными связями является конкурентное протекание реакций присоединения в положение 1,2- и 1,4 молекулы, при этом образуется смесь продуктов, соотношение которой зависит от условия проведения реакций.