Главная >> Химия 10 класс. Габриелян. Углубленный уровень

 

 

 

 

Глава 3. Углеводороды

 

§ 13. Алкадиены

Строение алкадиенов

В зависимости от взаимного расположения двойных связей различают три вида диенов:

  • алкадиены с кумулированным расположением двойных связей

    Алкадиены

    СН2 = С = СН2;

  • алкадиены с сопряжёнными двойными связями

    СН2 = СН — СН = СН2;

  • алкадиены с изолированными двойными связями

    СН2 = СН — СН2 — СН = СН2.

    Эти виды алкадиенов существенно отличаются друг от друга по строению и свойствам. Орбитали центрального атома углерода, образующего две двойные связи, в алкадиенах с кумулированными связями находятся в состоянии -гибридизации. Этот атом образует две σ-связи, лежащие на одной прямой и направленные в противоположные стороны, и две π-связи, лежащие в перпендикулярных плоскостях. π-Связи образуются за счёт негибридизованных р-орбиталей каждого атома углерода.

    Свойства алкадиенов с изолированными двойными связями практически ничем не отличаются от свойств алкенов, разве что алкадиены вступают в соответствующие реакции в две ступени. Орбитали атомов углерода, образующих двойные связи, находятся в 2-гибридизации.

    Образование системы сопряжённых π-связей в бутадиене-1,3

    Свойства алкадиенов с сопряжёнными связями весьма специфичны, так как сопряжённые π-связи существенно влияют друг на друга.

    р-Орбитали, образующие сопряжённые π-связи, фактически составляют единую систему (её называют π-системой), так как р-орбитали соседних π-связей частично перекрываются (рис. 25).

    Длины двойных связей (1 и 3) составляют 0,137 нм (двойная связь в алкенах — 0,132 нм), а одинарной (2) — 0,146 нм (0,154 нм у алканов). Таким образом, можно считать, что кратность связей 1 и 3 несколько меньше двух, а связи 2 больше единицы. Иногда алкадиены с сопряжёнными связями изображают следующим образом:

    алкадиены с сопряжёнными связями

    Изомерия и номенклатура алкадиенов

    Для алкадиенов характерна как структурная изомерия, так и цис-, транс-изомерия.

    Структурная изомерия:

  • изомерия углеродного скелета

    изомерия углеродного скелета

  • изомерия положения кратных связей

    изомерия положения кратных связей

    Цис-, транс-изомерия (пространственная или геометрическая):

    Цис-, транс-изомерия

    Алкадиены изомерны соединениям классов алкинов и циклоалкенов (см. § 12 «Алкины»).

    При формировании названия алкадиена указывают номера атомов углерода, от которых начинаются двойные связи. Главная цепь обязательно должна содержать обе кратные связи.

    Например:

    Получение алкадиенов

    Метод Лебедева. В 1932 г. в нашей стране было налажено производство бутадиена из этилового спирта методом, разработанным С. В. Лебедевым. В основе метода лежит реакция, уравнение которой

    Метод Лебедева

    Дегидрирование. Одним из самых распространённых способов получения бутадиена-1,3 является двухстадийное каталитическое дегидрирование н-бутана:

    Лебедев Сергей Васильевич

    На первой стадии этого процесса образуется как бутен-1, так и бутен-2:

    Образовавшиеся изомерные бутены подвергают дальнейшей обработке:

    Другое, не менее важное, чем бутадиен-1,3, соединение — изопрен (2-метилбутадиен-1,3) получают аналогичным способом — дегидрированием 2-метилбутана:

    Дегидрогалогенирование. Для получения алкадиенов можно применять стандартный способ создания кратных связей — дегидрогалогенирование, известное вам по теме «Алкены».

    При действии на дибромалканы спиртового раствора щёлочи происходит отщепление двух молекул галогеноводорода и образование двух двойных связей:

    Дегидрогалогенирование

    Существенным является расположение галогенов в молекуле дигалогенида. Так, например, в случае 2,3-дибромбутана или 2,2-дибромпропана образуются соответствующие алкины (см. § 12 «Алкины»).

    Продолжение >>>

     

  •  

    Рейтинг@Mail.ru