Дієнових вуглеводні (алкадіени)
Алкадиенами називаються ненасичені вуглеводні, що містять дві подвійні зв'язку. Загальна формула алкадиенов
Про наявність двох подвійних зв'язків в молекулі говорить суфікс -діен. Для вказівки положення кожної подвійного зв'язку головну вуглецевий ланцюг нумерують так, щоб в неї входили обидві подвійні зв'язки, а атоми вуглецю, пов'язані подвійними зв'язками, отримали найменші номери. Для деяких алкадиенов продовжують використовувати тривіальні назви, наприклад изопрен (2-метилбутил-дієн-1,3).
Якщо подвійні зв'язку розділені в ланцюзі двома або більше -зв'язків (Пентада-1,4), то такі подвійні зв'язки називаються ізольованими. Хімічні властивості алкадиенов з ізольованими подвійними зв'язками такі ж, як і у алкенов, з тією різницею, що в реакції можуть вступати не одна, а дві подвійні зв'язку незалежно один від одного.
Якщо подвійні зв'язку розділені в ланцюзі тільки однієї -зв'язком, то їх називають сполученими. В цьому випадку в молекулі подвійні і одинарні зв'язку чергуються, як, наприклад, в який є найпростішим зв'язаних алкадиенов.
З'єднання з чергується розташуванням подвійних зв'язків відрізняються за властивостями як від алкенів, так і від інших типів алкадиенов. Особливості хімічної поведінки цих сполук пояснюються наявністю сполучення.
Сполучення - це утворення єдиного електронного хмари в результаті взаємодії негібрідізованних р-орбіталей в молекулі з чергуються подвійними і одинарними зв'язками.
Так, в бутадієном-1,3 все чотири атома вуглецю знаходяться в стані гібридизації. Вони лежать в одній площині і складають -скелет молекули. Негібрідізованние р-орбіталі кожного атома вуглецю перпендикулярні площині -скелета і паралельні один одному, що створює умови для їх взаємного перекривання. Перекриття відбувається не тільки між атомами але і частково між атомами
При перекривання чотирьох р-орбіталей відбувається утворення єдиного -Електронна хмари, тобто сполучення двох подвійних зв'язків. Цей тип сполучення називається -сопряженіем, так як взаємодіють орбіталі -зв'язків.
У сполученої системі -Електронна вже не належать певним зв'язків, вони делокалізованних.
Делокалізація електронної щільності - це її розподіл по всій сполученої системі, по всіх зв'язках і атомам.
Ланцюг сполучення може включати велику кількість подвійних зв'язків. Чим вона довша, тим більше делокализация -електронів і тим стійкіше молекула.
Способи отримання. Важливе промислове значення має бутадієн-1,3, або дивинил, так як він є сировиною для виробництва синтетичного каучуку. Бутадієн-1,3 отримують з бутанової фракції крекінг-процесу нафти. При температурі відбувається поетапне дегидрирование бутану над каталізатором з утворенням
Каталітичний спосіб отримання з етанолу був відкритий в 1932 р С. В. Лебедєвим. За способом Лебедєва виходить в результаті одночасного дегідрірованія і дегідратації етанолу з каталізаторами на основі:
Іншим важливим представником алкадиенов є 2-метілбутадіен-1,3, або изопрен, що представляє собою легкозакипаючої рідина. Изопрен вперше був отриманий з натурального каучуку сухою перегонкою (нагріванням без доступу повітря).
В даний час в промисловості изопрен отримують в основному з легких фракцій вуглеводнів, що утворюються при крекінг-переробці нафти, наприклад дегидрировании -метілбу-тана на оксидних каталізаторах:
Хімічні властивості.
1. Для алкадиенов характерні реакції електрофільного приєднання Однак в хімічному поведінці алкадиенов-1,3 є особливості, пов'язані з наявністю в їх молекулі сполучення. Так, в реакціях приєднання можуть бути отримані два продукти. Один з них виходить за рахунок приєднання по будь-подвійного зв'язку (-приєднання). В цьому випадку алкадіени поводиться подібно алкенами. Інший продукт виходить в результаті 1,4-приєднання. В цьому випадку молекула алкадіени поводиться як єдина сполучена система, і приєднання до неї йде як би по її «кінців». У купувати товарів між атомами міститься подвійна зв'язок.
Переважне протікання реакції по тій чи іншій колії залежить від конкретних умов.
2. Полімеризацію алкадиенов на прикладах синтезу каучуку см. В § 50 шкільного підручника Цвєткова.