1. Номенклатура и строение диеновых углеводородов.

По систематической номенклатуре диеновые углеводороды называют так же, как и этиленовые, заменяя суффикс –ен­ на –диен (две двойные связи). Положение каждой двойной связи обозначают цифрой. Нумерацию производят так, чтобы эти цифры имели меньший порядковый номер:

1 2 3 4

C H₂ = CH – CH = CH₂ CH₂ = C – CH = CH₂ CH₃ – C = C = CH₂

CH₃ CH₃

_{бутадиен-1,3 (дивинил) 2-метилбутадиен-1,3 3-метилбутадиен-1,2}

^{(изопрен) (несимм. диметилаллен)}

Довольно часто применяют рациональные и тривиальные названия (например, дивинил, изопрен и т.д.).

В результате электронографического исследования бутадиена-1,3 было установлено, что двойные связи между С¹ и С², а также между С³ и С⁴ несколько длиннее, чем двойная связь в этилене. В то же время простая -связь между С² и С³ короче обычной -связи в молекуле этана и по длине несколько приближается к двойной. Формулу молекулы бутадиена-1,3 можно изобразить в таком виде:

1 2

С == С _0,146нм 4

^0,136нм 3 С == С

^0,136нм

(сравните: длина обычной -связи равна 0,154нм, а этиленовой – 0,134нм).

Таким образом, в этой системе намечается тенденция к выравниванию длин углерод-углеродных связей. Установлено также, что молекула бутадиена-1,3 плоская, т.е. ее атомы расположены в одной плоскости. В другой же плоскости, перпендикулярной первой, находятся 2р-орбитали всех четырех углеродных атомов. В результате происходит перекрывание электронных облаков не только между С¹ и С², С³ и С⁴, но и между С² и ³ (в последнем случае, правда, это перекрывание несколько меньше). Следовательно, в молекуле бутадиена-1,3, представляющей собой сопряженную систему -электронов, нет «чистых» двойных и одинарных связей, а наблюдается довольно равномерное распределение -электронной плотности по всей молекуле с образованием единой молекулярной орбитали. Схематично это можно представить следующим образом:

H ₂C = CH – CH = CH₂ или CH₂ CH CH CH₂

2. Классификация диеновых углеводородов.

А) Куммулированные (аленовые) – это диеновые углеводороды двойные связи, в которых располагаются рядом друг с другом. Например, CH₂ = C = CH₂ – пропадиен (аллен).

Б) Сопряженные (конъюгированные) – диеновые углеводороды, двойные связи, в которых разделены одной простой связью. Например, CH₂ = CH – CH = CH₂ – бутадиен 1,3 (дивинил).

В) Изолированные (несопряженные) - диеновые углеводороды, двойные связи, в которых разделены двумя и более простыми связями. Например, CH₂ = CH – СH₂ – CH₂ – CH₂ – CH = CH₂ – гептадиен 1,6.

3. Основные способы получения диеновых углеводородов.

А) Пиролиз нефти.

Б) Каталитическое дегидрирование n-бутана.

650^oC

СH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃  CH₂ = CH – CH = CH₂ + 2H₂

кат. Сr₂O₃, Al₂O₃

^{n-бутан бутадиен-1,3}

В) Каталитическое дегидрирование алкенов.

650^oC

СH₂ = CH – CH₂ – CH₃  CH₂ = CH – CH = CH₂ + H₂

кат. Сr₂O₃, Al₂O₃

^{бутен-1 бутадиен-1,3}

Г) дегидратация гликолей.

_{t, кат.}

C H₃ – CH – CH₂ – CH₂  CH₂ = CH – CH = CH₂ + 2H₂O

OH OH

^{бутандиол-1,3 бутадиен-1,3}

Д) Каталитическое дегидратироватирование – дегидрирование спиртов (Реакция С. В. Лебедева).

Реакция впервые осуществлена в 1932г русским ученым С. В. Лебедевым. Процесс протекает при 450^оС, на катализаторе Al₂O₃–ZnO.

_кат. O O

C H₃ – CH₂OH  CH₃ – C  CH₃ – CH – CH₂ – C 

^-2H H OH H

^{этанол этаналь 3-гидроксоэтаналь}

 CH₃ – CH – CH₂ – CH₂OH  CH₂ = CH – CH = CH₂

OH

^{бутандиол-1,3 бутадиен-1,3}

Е) Синтез А. Е. Фаворского (на основе ацетилена и ацетона).

O ~40^o OH H₂

CH₃ – C – CH₃ + H – C  C – H  CH₃ – C – C  CH 

^{ацетон ацетилен}

H HO

 CH₂ – C – CH = CH₂  CH₂ = C – CH = CH₂

CH₃ -_­H₂O CH₃

^{2-метил бутадиен–1,3 (изопрен)}