Номенклатура диенов

Тема: Непредельные углеводороды

СН₂ = СН – СН = СН₂

бута диен -1,3 (дивинил)

2-хлорбута диен -1,3 (хлоропрен) 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)

2. Классификация диенов

Кумулированные диены – соединения, в молекулах которых две двойные связи расположены у одного и того же атома углерода: СН₂=С=СН–СН₂–СН₃ (пентадиен-1,2)

Сопряженные диены – соединения, в молекулах которых две двойные связи разделены одной простой связью: СН₂=СН–СН=СН–СН₃ (пентадиен-1,3)

Изолированные диены – соединения, в молекулах которых две двойные связи разделены более чем одной простой связью. СН₂=СН–СН₂–СН=СН₂ (пентадиен-1,4)

3. Строение сопряженных диенов

Рис. 1. Сопряжение орбиталей в бутадиене 1,3

Рассмотрим строение сопряженного алкадиена бутадиена-1,3. Молекула имеет плоское строение. Рис. 1. Все 4 атома С в sp²-гибридизации, 2 двойных связи. Однако длина этих двойных связей (0,135 нм) больше, чем у алкена (0,133 нм), а простая связь между атомами углерода (0,146 нм) короче, чем связь С-С в алканах (0,154 нм).

Две сопряженных двойных связи в химических реакциях часто ведут себя, как единое целое. Почему?

Происходит частичное перекрывание π; -электронных облаков между 2-м и 3-м атомами углерода, и четыре р -орбитали образуют единое π; -электронное облако. Такой тип перекрывания орбиталей называют сопряжением. Четыре электрона не локализованы попарно на двойных связях, а распределены вдоль всей цепи – делокализованы. Рис. 2.

Рис. 2. Шаростержневая модель молекулы бутадиена-1,3

4. Свойства сопряженных диенов

Типичные реакции – электрофильное присоединение.

Реакция с избытком брома:

СН₂=CН–СH=СН₂ + 2Вr₂ ——® СН₂Вr–CHВr–СHBr-СН₂Br

При взаимодействии 1:1 образуется смесь.

Обычное присоединение:

СН₂=CН–СH=СН₂ + Вr₂ ——® СН₂Вr–CHВr–СH=СН₂

Сопряженное присоединение:

СН₂=CН–СH=СН₂ + Вr₂ ——® СН₂Вr–СН=CH–СН₂Вr

При сопряженном присоединении π; -электронное облако диена участвует в реакции присоединения как единое целое.

5. Получение диенов

1. В промышленности бутадиен-1,3 и изопрен получают каталитическим дегидрированием бутана и 2-метилбутана, выделенных из фракций нефтеперегонки:

2. Бутадиен-1,3 в промышленности получают из этилового спирта по методу С.В.Лебедева:

3. Лабораторный способ – реакции отщепления, например:

СН₂Br-СН₂-СН₂-СН₂Br + 2КОН ® СН₂=СН-СН=СН₂ + 2KBr + 2H₂O

6. Применение диенов и терпенов

В промышленности диены используют для получения синтетического каучука.

Углеводороды, содержащие две и более двойные связи в молекуле – терпены – широко распространены в растительных организмах, часто обладают приятным запахом. Смеси терпенов используют в производстве духов и ароматических отдушек, а также в медицине.

Жизненно важен для человека b-каротин, который превращается в организме в витамин А, он содержится в красных и желтых плодах. Рис. 3. Красный цвет b- каротина обусловлен длинной цепочкой сопряженных двойных связей.

Рис. 3. Морковь. Содержит терпен