Реферат: Характеристика алкадієнів

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Назви алкадієнів утворюються як похідні від назв відповідних алканів при заміщенні суфікса -н

закінченням -дієн

, після якого через дефіс зазначаються локанти, тобто номери атомів карбону, з яких починаються подвійні зв¢язки. При цьому головний ланцюг нумерують таким чином, щоб до нього входили обидва подвійних зв¢язки, а атоми карбону, сполучені подвійними зв¢язками, одержали найменші номери.
Для деяких алкадієнів користуються тривіальною
номенклатурою, наприклад:
CH 2
=CH-CH=CH 2
CH 2
=C-CH=CH 2
CH 3
-CH=CH-CH=CH 2

Бутадієн-1,3 2-Метилбутадієн Пентадієн-1,3
Залежно від взаємного розміщення подвійних зв¢язків алкадієни поділяються на три групи:
-ізольовані

,
в яких подвійні зв¢язки в ланцюгу розділені одним чи декількома sp 3
-гібридизованими атомами карбону:
>C=CH-(CH 2
) n
-CH=C<, де n = 1,2,3…;
Ізольовані алкадієни виявляють хімічні властивості, подібні до звичайних алкенів з тією лише різницею, що у реакцію може вступати не один, а два подвійних зв¢язки незалежно один від одного;
-кумульовані

алкадієни
, в яких обидва подвійні зв¢язки знаходяться поруч і належать одному атому карбону, наприклад:
Цю групу алкадієнів часто називають аленовими вуглеводнями
за першим членом гомологічного ряду; аленові вуглеводні є нестійкими сполуками, вони швидко ізомеризуються в алкіни, тому не мають самостійного значення;
-спряжені

алкадієни
, в яких подвійні зв¢язки розділені лише одним s-зв¢язком С-С:
Саме спряжені алкадієни мають найважливіше значення в органічному синтезі.
2. Електронна будова спряжених алкадієнів

Спряжені сполуки з почерговим розміщенням подвійних і одинарних зв¢язків між атомами карбону в ланцюгу відрізняються за хімічними властивостями від інших ненасичених вуглеводнів, що зумовлюється наявністю електронного ефекту спряження.
Спряження

– це виникненя єдиної π-електронної хмари внаслідок перекривання негібридизованих р Z
-орбіталей атомів карбону, які одночасно утворюють подвійні та одинарні зв
¢
язки
С-С.
Найпростішим спряженим алкадієном є бутадієн-1,3, в якому всі чотири атоми карбону перебувають у sp 2
-гібридизованому стані і складають s-скелет молекули (рис.1). Причому осі sp 2
-гібридизованих орбіталей знаходяться на одній площині, а негібридизовані р z
-орбіталі кожного атома карбону перпендикулярні до площини s-скелета і паралельні одна відносно одної. Це створює умови їх взаємного перекривання не тільки між атомами С 1
-С 2
і С 3
-С 4
, але й частково між С 2
-С 3
. Завдяки такому боковому перекриванню чотирьох р z
-орбіталей утворюється єдина p-електронна хмара – так зване p,p-спряження зв¢язків, при якому p-електрони вже не належать окремим зв¢язкам, а делокалізуються по спряженій системі в цілому.
Рисунок 1 – Утворення спряженої системи в молекулі бутадієну-1,3: жирним пунктиром показане перекривання негібридизованих р z
-
орбіталей над і під площиною s-скелета
У результаті утворення спряженої системи довжини зв¢язків частково вирівнюються і стають меншими, ніж довжина одинарного зв¢язку в алканах (0,154нм), але більшими, ніж довжина подвійного зв¢язку в алкенах (0,133нм):
Схематично ефект спряження та вирівнювання довжин зв¢язків зображують стрілками чи крапками:
Алкадієни здатні виявляти структурну

і просторову

(геометричну) ізомерію. Наприклад, для складу С 7
Н 12
ізомери можуть відрізнятися різним положенням як подвійного зв¢язку і бокових радикалів, так і різним просторовим розташуванням вуглецевого ланцюга.
СН 2
=СН-СН-СН=СН–СН 3
СН 3
-С=СН-СН=СН-СН 3

3-Метигексадієн-1,4 2-Метилгексадієн-2,4
За звичайних умов тільки ізомери С 4
Н 6
перебувають у газовому стані, ізопрен – рідина, решта дієнових вуглеводнів є рідинами чи твердими речовинами залежно від довжини і розгалуженості вуглецевого скелета. Всі вони малорозчинні у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках.
5. Хімічні властивості спряжених алкадієнів

І Реакції електрофільного приєднання А Е
.


1 Гідрування

при використанні паладієвого каталізатора проходить за 1,2-положенням. Якщо гідрування проводять за допомогою водню у момент його виділення (наприклад, внаслідок дії натрієм на спирт), то реакція проходить переважно за 1,4-положенням. На першій стадії утворюються алкени:
-------------------- CH 3
-CH 2
-CH=CH 2

------------------------CH 3
-CH=CH-CH 3
.
При надлишку водню відбувається повне гідрування з утворенням алканів:
СН 2
=СН-СН=СН 2
+ 2Н 2
(надл.)--------- CH 3
-CH 2
-CH 2
-CH 3
.
2 Галогенування.

Залежно від будови дієнового вуглеводню, природи галогену і умов проведення реакцій можуть утворюватися різні продукти. Найчастіше приєднання стехіометричної кількості (1 :
1) хлору Cl 2
приводить до приблизно однакового виходу 1,2- і 1,4-дихлоралкенів, а при бромуванні переважає 1,4-продукт.
-------------------- CH 2
-CH=CH-CH 2

СН 2
=СН-СН=СН 2
+ Hal 2
--- Нal Нal
--------------------- CH 2
-CH-CH=CH 2

При надлишку галогену утворюються тетрагалогеналкани:
СН 2
=СН-СН=СН 2
+ 2Br 2
(надл.)- H 2
Br-CHBr-CHBr-CH 2
Br.
3 Гідрогалогенування.

Приєднання галогеноводнів підлягає тим самим закономірностям. Якщо реакція проходить за 1,2-положенням, то діє правило Марковникова:
------------------------ CH 3
-CH=CH-CH 2
Br
-------------------------- CH 2
=CH-CHBr-CH 3

------------------ CH 3
-CH 2
-CHBr-CH 2
Br
-------------------- CH 3
-CHBr-CHBr-CH 3

4 Гіпогалогенування

на відміну від попередніх реакцій А Е
проходить переважно у 1,2-положенні згідно із правилом Марковникова:
CH 2
=CH-CH=CH 2
+ HO-Br ------ CH 2
Br-CH(OH)-CH=CH 2

Прикладом синхронних реакцій, при яких розрив хімічних зв’язків проходить одночасно в обох вихідних речовинах, є синтез Дильса-Альдера
–
нагрівання дієнових вуглеводнів з алкенами чи іншими сполуками, які містять один подвійний зв¢язок >C=C< у ланцюгу. Цей процес широко використовується для одержання шестичленних циклів.
1Димеризація

- це сполучення двох молекул алкадієну,
причому одна з молекул реагує за 1,2-, а інша – за 1,4-положенням, наприклад:
Таким чином можна одержувати штучні терпени
, наприклад, дипентен:
2 Полімеризація

. Алкадієни легко піддаються полімеризації з утворенням каучукоподібних полімерів.
Приєднання молекул мономеру одна до одної може проходити як за 1,2-, так і за 1,4-положенням – залежно від умов проведення реакції та природи каталізатора.
n CH 2
=CH-CH=CH 2
-------------------- (-CH 2
-CH=CH-CH 2
-) n

1 Реакція Вагнера

приводить до багатоатомних спиртів
CH 2
=CH-CH=CH 2
------------- ½ ½ ½ ½
2 Сильні окисники

руйнують подвійні зв¢язки:
CH 2
=CH-CH=CH 2
------------- ½ ½ ½ ½
3 Озонування (реакція Гарієса)

дозволяє встановити будову вихідного алкадієну за складом продуктів, що утворилися, наприклад
CH 2
=C-CH=CH 2
+ 2О 3
–> CH 2
C–CH CH 2
-
–––––––––> 2HCHO + CH 3
-C-CHO + 2H 2
O 2

Завдяки великому промисловому значенню алкадієнів розроблено багато способів їх добування.
1 Ступеневе дегідрування

бутану та ізопентану над
змішаним каталізатором – оксидом хрому (ІІІ) на оксиді алюмінію:
СН 3
-СН 2
-СН 2
-СН 2
–––––- CH 3
-CH 2
-CH=CH 2
–––––-
2Реакція Лебедєва

– одночасне дегідрування і дегідратація етанолу:
2СН 3
-СН 2
-ОН –––––––- CH 2
=CH-CH=CH 2
+ 2H 2
O + H 2
.
-дегалогенування
віцинальних тетрагалогеналканів за допомогою цинку чи магнію:
CH 2
Br-CHBr-CHBr-CH 2
Br +2 Zn - CH 2
=CH-CH=CH 2
+2 ZnBr 2
.
- дегідрогалогенування
1,4-дигалогеналканів спиртовим розчином лугу:
CH 2
Br-CH 2
-CH 2
-CH 2
Br+2КОН(спирт.)-
1,4-Дибромбутан ––––>CH 2
=CH-CH=CH 2
+2KBr+ 2H 2
O.
-дегідратація
g-гліколів (двоатомних спиртів з гідроксильними групами в 1,4-положеннях):
½ ½ –––––––––- CH 2
=CH-CH=CH 2
+ 2H 2
O.
Алкадієни (ізопрен, дивініл) використовуються для одержання синтетичних каучуків.
Натуральний каучук

– високоеластичний матеріал природного походження, який одержують із латексу – соку каучуконосних рослин (гевея, гваюла, кок-сагиз, тау-сагиз та ін.) - при дії на нього коагулянтом – оцтовою кислотою.
За складом і будовою натуральний каучук являє собою ізопреновий полімерний ланцюг із цис-конфігурацією, при якій всі однакові групи (у даному випадку –СН 2
–) розміщені з одного боку від подвійного зв¢язку. Такий полімер називається стереорегулярним:

Макромолекула натурального каучуку складається у середньому з 250 елементарних ланок, а молекулярна маса коливається у межах 150000-500000.
Для надання каучуку міцності та стійкості до зношування, перепадів температур, дії розчинників і агресивних хімічних реагентів, його піддають вулканізації

– нагріванню із сіркою (вулканізатор) у суміші з наповнювачем (найчастіше це сажа), внаслідок чого ланцюги нормальної будови зшиваються у сітчасті тривимірні макромолекули. Вулканізований каучук називають гумою

. Гума містить значно менше подвійних зв¢язків, ніж каучук, оскільки частина їх руйнується при взаємодії із сіркою (рис. 2).
Якщо вміст сірки досягає 32%, подвійних зв¢язків не залишається, окремі ланцюги фіксуються сульфідними містками, а каучук перетворюється на ебоніт

–– тверду речовину з іншими властивостями.
Натуральний каучук – дефіцитний дорогий продукт, тому розроблені способи добування синтетичних каучуків із заданими властивостями. Для цього застосовують процес сополімеризації
– сумісної полімеризації алкадієнів з іншими ненасиченими сполуками, які можна розглядати як похідні етилену: з вінілхлоридом СН 2
=СНСl, стиреном СН 2
=СН-С 6
Н 5
, акрилонітрилом СН 2
=СН-CN.
Наприклад, сополімер бутадієну і стирену – бутадієнстиреновий каучук, який завдяки великій міцності та стійкості до зношування використовується для виробництва автомобільних шин. Схема сополімеризації:
n CH 2
=CH-CH=CH 2
+ n CH 2
=CH ----
–––––> (-CH 2
-CH=CH-CH 2
-CH-CH 2
-) n

Із галогенопохідних дієнових вуглеводнів також одержують цінні види каучуків, наприклад, хлоропреновий каучук
, який має високу світло- і термостійкість, а також стійкість до дії розчинників, бензинів, олій, тому на його основі виробляють бензопроводи, шланги для нафтопромислів тощо.
n CH 2
=CH-C=CH 2
-------- (-CH 2
–CH=C-CH 2
- ) n

2-Хлорбутандієн-1,3 Хлоропреновий каучук
…
--CH 2
—C—CH—CH 2
—CH 2
—C==C—CH 2
—CH 2
––C––CH––CH 2
— …

…
--CH 2
—C—CH — CH 2
—HC ==C—CH–– CH 2
— CH==C—CH—CH 2
– …

Рисунок 2 – Схема утворення сітчастої структури внаслідок вулканізації натурального каучуку (пунктиром показані межі елементарних ланок)

Название: Характеристика алкадієнів
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат
Добавлен 03:49:54 15 ноября 2009 Похожие работы
Просмотров: 1196
Комментариев: 16
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Характеристика алкадієнів
Как Закончить Сочинение Цветы И Плоды
Дипломная работа по теме Водные ресурсы Среднего Урала
Лечебное Питание При Сахарном Диабете Реферат
Курсовая работа по теме Анализ исходов хоккейных матчей на предмет случайности
Проблемы Для Эссе По Обществознанию Егэ
Реферат: How A Case Study Appears Essay Research
Реферат На Тему Новый Год В России
Реферат: Гидрохимический, атмохимический и биогеохимические методы поисков. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Принцип толерантности в адыгской народной педагогике и его значение при формировании личности ребенка. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа по теме Интернет-коммерция
Дипломная работа по теме Георгий Иванов (из истории русской эмиграции)
Реферат На Тему Административный Договор Как Институт Административного Права
Курсовая Работа На Тему Страховой Рынок Рф: Тенденции И Перспективы Развития
Сочинение На Тему Преданность
Реферат На Тему Солнце Скачать
Реферат На Тему Заболевания Сердечно-Сосудистой Системы
Доклад: Казанова в Санкт-Петербурге
Характеристика По Практике Автомеханика
Физика Перышкин Лабораторная Работа 11
Реферат: Английский язык 13
Реферат: Триангулярная теория любви Стернберга
Контрольная работа: Страхование на случай смерти, от несчастных случаев
Контрольная работа: Определение показателей социально-экономической статистики