12.2.7. Застосування

Етилен СН₂=СН₂ – безбарвний газ з дуже слабким запахом, малорозчинний у воді, з повітрям утворює вибухові суміші, горить кіптявим полум’ям. Служить сировиною в промисловості для добування етанолу, етиленгліколю, оцтового альдегіду, поліетилену та ін.

Пропілен СН₂=СН-СН₃ – безбарвний газ зі слабким запахом. Широко використовується в промисловому органічному синтезу для добування ізопропілового спирту, гліцерину, ацетону, поліпропілену, та інших цінних органічних продуктів.

12.2.8. Дієнові вуглеводні (алкадієни). Типи алкадієнів.

ДІЄНОВІ ВУГЛЕВОДНІ або АЛКАДІЄНИ – це ненасичені вуг­леводні, що містять два подвійних вуглець - вуглецеві зв'язки.

Загальна формула алкадієнів C_nH_2n-2. Назви алкадієнів утворені від грецьких і латинських числівників з додаванням суфікса – дієн.

Залежно від взаємного розташування подвійних зв'язків дієни по­діляються на три типи:

1) вуглеводні з кумульованими подвійними зв'язками, тобто примикаючими до одного атома вуглецю. Наприклад, пропадієн CH₂=C=CH₂;

2) вуглеводні з ізольованими подвійними зв'язками, тобто розді­ле­ни­ми двома і більш простими зв'язками. Наприклад, пентадієн -1,4 CH₂=CH–CH₂–CH=CH₂;

3) вуглеводні із зв'язаними (спряженими) подвійними зв'язками, тобто розділеними одним простим зв'язком. Наприклад, бутадієн -1,3 CH₂=CH–CH=CH₂

Найбільший інтерес представляють вуглеводні із зв'язаними подвійними зв'язками.

12.2.9. Одержання алкадієнів

Вуглеводні із зв'язаними подвійними зв'язками одержують:

1) дегідруванням алканів, що містяться в природному газі і газах нафтопереробки, при пропусканні їх над нагрітим каталізатором:

CH₃–CH₂–CH₂–CH₃  ––^{600С;Cr2O3,Al2O3}  CH₂=CH–CH=CH₂ + 2H₂

бутан бутадієн-1,3

CH₃–CH–CH₂–CH₃  ––^{600С;Cr2O3,Al2O3} CH₂=C–CH=CH₂ + 2H₂  I   I CH₃ CH₃

2-метилбутан 2-метилбутадієн-1,3

 2) дегідруванням і дегідратацією етилового спирту при пропу­сканні пари спирту над нагрітими каталізаторами (метод акад. С.В.Ле­бедєва)

2CH₃CH₂OH  ––^{450С;ZnO,Al2O3}  CH₂=CH–CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

етанол бутадієн-1,3

12.2.10. Хімічні властивості алкадієнів

Атоми вуглецю в молекулі бутадієну знаходяться в sp² – гібри­д­ному стані, що означає розташування цих атомів в одній площині і наявність біля кожного з них однієї p-орбіталі, зайнятої одним електроном і розташованої перпендикулярно до згаданої площини.

a)	б)
Рис. 8. Схематичне зображення будови молекул бутадієну(а) і вид моделі зверху (б). Перекриття електронних хмар між С1–С2 і С3–С4 більше, ніж між С2–С3.

  p - Орбіталі всіх атомів вуглецю перекриваються один з одним, тобто не тільки між першим і другим, третім і четвертим атомами, але і також між другим і третім. Звідси видно, що зв'язок між другим і третім атомами вуглецю не є простим зв'язком, а володіє деякою густиною електронів, тобто слабким характером подвійного зв'яз­ку. Це означає, що електрони не належать строго певним парам атомів вуглецю. В молекулі відсутні в класичному розумінні оди­нар­ні і подвійні зв'язки, а спостерігається делокалізація релект­ронів, тобто рівномірний розподіл електронної густини по всій молекулі з утворенням єдиної електронної хмари.

Таким чином, молекула бутадiєну-1,3 характеризується системою зв'язаних подвійних зв'язків. Така особливість в будові дієнових вуглеводнів робить їх здатними приєднувати різні реагенти не тільки до сусідніх вуглецевих атомів (1,2- приєднання), але і до двох кінців зв'язаної системи (1,4- приєднання) з утворенням подвійного зв'язку між другим і третім вуглецевими атомами. Відзначимо, що дуже часто продукт 1,4- приєднання є основним.

Розглянемо реакції галогенування і гідрогалогенування зв'я­за­них дієнів.

Як видно, реакції бромування і гідрохлорування призводять до продуктів 1,2- і 1,4- приєднання, причому кількість останніх залежить, зокрема, від природи реагенту і умов проведення реакції.

Важливою особливістю зв'язаних дієнових вуглеводнів є, крім того, їх здатність вступати в реакцію полімеризації. Полімеризація, як і у олефінів, здійснюється під впливом каталізаторів або ініціаторів. Вона може протікати по схемах 1,2- і 1,4- приєднання.