Диеновые углеводы

Общая характеристика.

Диеновые углеводороды - это углеводороды непредельного ряда, в молекулах которых между атомами углерода имеется две двойные связи.

С_nН_2n-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, t_к=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=СН₂СН₂=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

С_nН_2n-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 (t_кип = -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.