Алкадієни, їх будова та властивості.

Одержання етилену.

Добування алкенів.У природі алкени зустрічаються рідко. Зважаючи на те, що алкени є цінною сировиною для промислового органічного синтезу, на сьогодні розроблено багато способів їхнього добування.

1. Основним промисловим джерелом алкенів є крекінг алканів, які входять до складу нафти:

С₈Н₁₈ → С₄Н_І0 + С₄Н₈

Крекінг протікає за вільнорадикальним механізмом при високих температурах (+400–700°С).

2. Інший промисловий спосіб добування алкенів – дегідрування алканів:

СН₃–СН₂–CH₃ → СН₃–СН=СН₂ + Н₂

У лабораторних умовах алкени добувають за реакціями відщеплення (елімінування), при яких від сусідніх атомів Карбону відщеплюються два атоми або дві групи атомів, і утворюється додатковий зв'язок. До таких реакцій належать наступні:

а) Дегідратація спиртів відбувається при їхньому нагріванні з водовідіймальними засобами, наприклад із сульфатною кислотою при температурі понад +150ºС:

СН₃–СН₂–ОН → СН₂=СН₂ + Н₂О

б) Відщеплення галогеноводнів проводять при дії розчинів лугів на моноалкілгалогеніди:

СН₃–СН₂–СНВr–СН₃ + КОН_{(спирт. розчин)} → СН₃–СН=СН–СН₃ + КВr + Н₂О

При відщепленні Н₂О від спиртів, НВr та НС1 від алкілгалогенідів атом Гідрогену переважно відщеплюється від того із сусідніх атомів Карбону, який зв'язаний з найменшим числом атомів Гідрогену (від менш гідрогенізованого атома Карбону). Ця закономірність має назву правила Зайцева,

3. Дегалогенування відбувається при нагріванні дигалогеналканів, які мають атоми галогену в сусідніх атомів Карбону, з активними двовалентними металами:

СН₂Вr–СНВr–СН₃ + Mg → СН₂=СН–СН₃ + MgBr₂

Алкадієни, їх будова та властивості.

Алкадієни, або дієнові вуглеводні – це ненасичені вуглеводні, які містять у вуглецевому ланцюгу молекули два подвійні зв’язки.

Загальна формула алкадієнів С_nH_2n-2, де n – 3, 4, 5, 6…. Отже, будь-який алкадієн є ізомером алкіну з тим самим числом атомів карбону.

Назви діє нових вуглеводнів за міжнародною номенклатурою утворюються з назв алканів з тим самим числом атомів карбону, замінюючи закінчення –ан на –адієн. Назви ізомерів будують за замінною номенклатурою аналогічно до назв алкенів. Цифри, зазначені в кінці назви, означають найменші номери атомів карбону в головному ланцюгу, біля яких знаходяться подвійні зв’язки. Наприклад:

Н₂С=С=СН₂

пропадієн-1,2

Н₂С=НС‒СН=СН₂

бутадієн-1,3

Н₂С=С‒СН=СН₂

СН₃

2-метилбутадієн-1,3

Залежно від положення подвійних зв’язків у молекулах розрізняють алкадієни з:

· кумульованими зв’язками (подвійні зв’язки знаходяться біля одного атома карбону) Н₂С=С=СН₂;

· спряженими зв’язками (два подвійні зв’язки розділені одним одинарним) Н₂С=НС‒СН=СН₂;

· ізольованими зв’язками Н₂С = СН ‒ СН₂‒ СН₂ ‒ СН = СН₂.

Найбільше практичне значення мають алкадієни з спряженими подвійними зв’язками. Представником є бутадієн-1,3. Атоми карбону в молекулі перебувають в стані sр²-гібридизації. За рахунок гібридизованих sр²-орбіталей, осі симетрії яких лежать в одній площині, в молекулі виникають σ-зв’язки між усіма атомами карбону та σ-зв’язки С-Н. Негібридизовані р-орбіталі атомів карбону (по одній в кожного атома) розміщені перпендикулярно до площини молекули і перекриваються не тільки між атомами 1, 2 і 3, 4, а й між атомами 2, 3. Електрони на таких орбіталях утворюють спільну π-електронну систему.

За хімічними властивостями алкадієни багато в чому подібні до алкенів. Для них характерні реакції гідрування, галогенування, гідрогалогенування та полімеризації.

Найбільше практичне значення мають бутадієн-1,3 (дивініл) та 2-метилбутадієн-1,3 (ізопрен).

Дивініл за звичайних умов безбарвний газ з температурою плавлення ‒4,5ºС, практично не розчинний у воді. В промисловості його добувають дегідруванням бутану при наявності каталізаторів. Бутадієн-1,3 використовується для добування синтетичного каучуку.

Ізопрен за звичайних умов рідина з температурою кипіння 34ºС. Його добувають дегідруванням при нагріванні ізопентану, або взаємодією 2-метилпропену з формальдегідом. Ізопрен використовують у виробництві синтетичного каучуку.