Самостійна робота № 13

Тема: Хімічні властивості дієнових. Бутадієн, ізопрен, їх добування, властивості, застосування.

Мета: розвинути і поглибити знання про хімічні властивості діє нових вуглеводнів; розглянути властивості представників: бутадієну, ізопрену; познайомитися з використанням даних представників.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Хімічні властивості дієнових.

2 Бутадієн добування, властивості, застосування.

3 Ізопрен добування, властивості, застосування.

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов.- Москва: «Химия», 1989.

Питання для самоконтролю:

1 В які реакції вступають діє нові вуглеводні, привести приклади.

2 Де використовується бутадієн?

3 Де використовується ізопрен?

Особливості будови Д.в. різних типів знайшли відображення в їх реакційній здатності. Д.в. з ізольованими та кумульованими подвійними зв’язками за хімічними властивостями нагадують алкени (олефіни), тільки в реакцію вступає не один, а два зв’язки з більшою або меншою селективністю. Алени мають деякі особливості. Електрофільне та радикальне приєднання до аленів проходить легше, ніж до олефінів, за рахунок двох сусідніх подвійних зв’язків. Аленовий зв’язок під дією кислот та лугів може ізомеризуватися в ацетиленовий або 1,3-дієновий:

Система зв’язків в аленах лінійна: два π-зв’язки та кінцеві замісники розташовані у взаємноперпендикулярних площинах, тому несиметричні заміщені алени існують у вигляді енантіомерів. У Д.в. з кон’югованими подвійними зв’язками атоми спряженої системи знаходяться у стані sp2-гібридизації і розташовані в одній площині, при цьому відбувається часткова делокалізація π-електронної густини зі зменшенням енергії системи та вирівнюванням міжатомних відстаней, що приводить до підвищеної поляризованості молекул, аномально високих показників заломлення світла (екзальтації молекулярної рефракції). Єдина спряжена система у Д.в. зумовлює їх підвищену реакційну здатність порівняно з олефінами та особливості хімічної поведінки. Для кон’югованих Д.в. характерні реакції електрофільного приєднання як за одним подвійним зв’язком (1,2-приєднання), так і за кінцями системи спряжених зв’язків з переміщенням подвійного зв’язку (1,4-приєднання). Співвідношення продуктів залежить від умов проведення реакції та природи реагенту. Приєднання галогеноводнів, галогенів приводить до утворення суміші продуктів. При підвищенні температури та переході від хлору до йоду вихід продукту 1,4-приєднання зростає:

Водень у момент виділення зі спряженими Д.в. утворює продукт 1,4-приєднання, а за наявності каталізаторів (Ni, Pt) утворюється суміш продуктів. Аліфатичні спряжені Д.в. полімеризуються та співполімеризуються з різноманітними вініловими мономерами. Як ініціатори реакції найчастіше застосовують металоорганічні сполуки, лужні метали, неорганічні та органічні пероксиди. Утворення полімерів відбувається переважно за типом 1,4-приєднання:

Реакцію використовують у виробництві синтетичних каучуків, термопластів. Спряжені Д.в. приєднують речовини, які містять подвійні чи потрійні карбон-карбон зв’язки (дієнофіли) з утворенням циклічних структур:

Реакція відома під назвою «дієновий синтез» або реакція Дільса — Альдера і використовується для синтезу поліциклічних структур, ідентифікації і кількісного визначення Д.в. Промислове застосування знайшли методи одержання спряжених Д.в. шляхом каталітичного дегідрування алканів, алкенів за наявності Cr2O3 або Al2O3. Д.в. також виділяються у процесі крекінгу нафти (напр. бутан-бутенової фракції):

Їх можна отримати шляхом дегідратації ненасичених спиртів або діолів за наявності мінеральних кислот та оксиду алюмінію:

Термічне перетворення етанолу шляхом каталітичної дегідратації на змішаному каталізаторі (ZnO/Al2O3) застосовується для промислового одержання бутадієну-1,3 (метод С.В. Лебєдєва). Відомі способи одержання спряжених дієнів дегідрогалогенуванням насичених дигалогенідів, частковим гідруванням вінілацетиленів, розщепленням 1,4-діамінів та ін.

Алени поширені серед метаболітів морських гідробіонтів, комах, вищих рослин та грибів; їх використовують в органічному синтезі як проміжні продукти для синтезу лікарських речовин: простагландинів, вітамінів, феромонів. Кон’юговані Д.в. (циклопентадієн) у промисловості застосовують для синтезу ізадрину, антипіренів, інсектицидів (альдрин), синтетичних каучуків, смол, пластифікаторів, поліамідних волокон.

Поиск по сайту: