Презентация Алкадієни (дiєнові вуглеводні або дiєни) онлайн

Содержание слайда: Алкадієни Алкадiєнами (дiєновими вуглеводнями або дiєнами) називаються вуглеводнi з вiдкритим ланцюгом, у молекулах яких є два подвiйнi С=С-зв’язки. Загальна формула алкадiєнiв СnН2n-2.  За номенклатурою IUPAC вони мають суфікс -дiєн. Їх назви утворюють аналогічно до назв алкенів. Положення подвійних зв’язків в головному ланцюзі позначається локантами, що ставляться перед перед, або після назви головного ланцюга.

Содержание слайда: За взаємним розмiщенням подвiйних зв’язкiв алкадiєни подiляються на дієни з кумульованими, спряженими та iзольованими подвійними зв’язками. 1. Дієни з кумульованими зв’язками (аленовi дiєни) - це сполуки, у яких подвiйнi зв’язки знаходяться бiля одного і того ж атома вуглецю. СН2= С=СН2 Пропадiєн (ален) СН3─СН=С=СН2 1,2-Бутадiєн (метилален)

Содержание слайда: 3. Дiєни з iзольованими подвiйними зв’язками - вуглеводнi, подвiйнi зв’язки яких роздiленi бiльше нiж одним ординарним зв’язком. Найважливiший тип алкадiєнiв - спряженi дiєни

Содержание слайда: МЕТОДИ ДОБУВАННЯ СПРЯЖЕНИХ ДIЄНIВ 1. Дегiдрування алканiв або їх сумiшей з алкенами. 2. Дегiдратацiя спиртiв 2.1. Метод С.В.Лєбєдєва на основі етилового спирту:

Содержание слайда: 2.2. Дегідратація діолів. Дотепер у промисловості застосовують дегiдратацiю двоатомних спиртiв (діолiв). Наприклад, 1,4-бутандiол, який добувають реакцiєю конденсацiї ацетилену i формальдегiду за В.Реппе при нагріванні з водовідщеплюючими засобами утворює 1,3-бутадієн:

Содержание слайда: 3. Конденсацiя алкенiв з альдегiдами (метод Прiнса) Ще один промисловий метод добування iзопрену базується на використанні iзобутилену i формальдегiду.

Содержание слайда: 4. Добування хлоропрену 4.1. З ацетилену (Ю.Ньюленд) 4.2. 3 1,3- бутадiєну Це сучасніший і безпечніший метод в порiвняннi з виробництвом на основі вiнiлацетилену. 1,3-Бутадієн шляхом хлоруваня перетворюють у 3,4-дихлоро-1-бутен, який далi пiдлягає дегiдрохлоруванню:

Содержание слайда: БУДОВА ДІЄНІВ Будова 1,3-бутадiєну. В молекулі 1,3-бутадiєну всі атоми вуглецю перебувають в sp2 гібридному стані. Молекула плоска (всі 10 атомів молекули лежать в одній площині). В цій же площині розташовані і σ-зв’язки молекули, які показані рисками. Вісі чотирьох негібридизованих 2р-орбіталей розташовані перпендикулярно до цієї площини і паралельні між собою. 2р-Орбіталі С1, С2 і С3 – С4 попарно перетинаються між собою, утворюючи два π-зв’язки (на рисунку показані двама рисками). Разом з тим, перетинання р-орбіталей відбувається і в просторі між С2 і С3 . Отже має місце, π-π-спряження (на рисунку показане пунктирними лініями), в результаті чого утворюється єдина спряжена π-електронна система молекули.

Содержание слайда: Така система характеризується підвищеною термодинамічною стабільністю. Так, реальна ентальпія 1,3-бутадiєну на 13,6 кДж/моль менша, ніж розрахована. Цю різницю внутрішньої енергії називають енергією спряження або енергією резонансу. Перерозподіл електронної густини за рахунок π-π-спряження позначається так: Отже в молекулі 1,3-бутадієну нема окремо подвійних і одинарних вуглець-вуглецевих зв‘язків, що і зумовлює деякі особливості поведінки 1,3-бутадієну. Зокрема приєднання до спряженої системи може відбутися як в положення 1,4-, так і в положення 1,2-.

Содержание слайда: 1,3-Бутадiєн завдяки своїй будовi може iснувати у виглядi двох просторових конформерiв. Перехід з одного в другий здійснюється у результатi обертання навколо зв’язку С2-С3, однак, цей перехід утруднений через наявність π-π-спряження. Тому обидва ізомери можуть бути легко розділені. S-транс-форма стабiльнiша, нiж S-цис-форма приблизно на 10-12 кДж/моль i бiля 96% молекул 1,3-бутадiєну-1,3 перебуває в S-транс-формi.

Содержание слайда: ХIМIЧНI ВЛАСТИВОСТI Дiєновi вуглеводнi зi спряженими зв’язками реакцiї приєднання, аналогiчно алкенам. Але алкадiєни, в порiвняннi з алкенами, мають бiльшу реакцiйну здатнiсть. 1. Реакцiї електрофiльного i радикального приєднання (АE i АR) До алкадiєнiв приєднуються як галогени, так і галогенводнi за йонним або радикальним механiзмами. 1.1.Приєднання галогенiв Приєднання галогенiв за йонним механізмом протiкає в положення 1,2 та 1,4. Вихiд 1,4-продукту зростає з пiдвищенням температури i при переходi вiд хлору до йоду. Цей продукт енергетично вигiдніший, нiж продукт 1,2-приєднання.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Приєднання галогенiв за радикальним механiзмом протiкає через стадiю утворення промiжного спряженого радикалу (алiльного типу) з подвiйною реакцiйною здатнiстю. Його будову так само можна подати двома граничними структурами (3) і (4). Цей радикал далі відриває атом від молекули хлору. Причому переважно утворюються продукти 1,4-приєднання:

Содержание слайда: 1.2. Приєднання галогеноводнiв Алкадiєни приєднують галогановоднi переважно, за йонним механiзмом, аналогiчно приєднанню галогенiв.

Содержание слайда: 2. Дiєновий синтез (реакцiя О.Дiльса-К.Альдера, 1928 р.) Реакцiя дiєнового синтезу - це приєднання спряжених алкадiєнiв до алкенiв або алкiнiв з утворенням циклiчних сполук (реакцiї циклоприєднання): Реакцiї дiєнового синтезу легко протiкають, якщо алкени мiстять електроно-акцепторнi групи.  

Содержание слайда: 3. Полiмеризацiя алкадiєнiв 1,3-Алкадiєни можуть легко полiмеризуватися за участю положень 1,4- або 1,2-. У реальних системах реакція вiдбувається одночасно за обома варіантами, але переважає 1,4-приєднання: Продукти полiмеризацiї алкадiєнiв називаються синтетичними каучуками або скорочено - СК.    

Содержание слайда: Каучуки і гуми Каучуки дiляться на натуральний i синтетичнi. Натуральний каучук - природний ненасичений полiмер iзопрену в цис-формi з молекулярною масою вiд 15 тис. до 500 тис., що добувається з соку тропiчних дерев родини Гевеї бразiльської. Ланки iзопрену приєднані одна до одної в 1,4-положеннях. транс-Форма зустрічається в природі у виглядi гутаперчi.

Содержание слайда: Синтетичнi каучуки - аналоги натурального каучуку, що одержують синтетичним шляхом, переважно полімеризацією 1,3-алкадiєнiв. Бутадiєновi каучуки (СКБ) - полімери 1,3-бутадiєну. Вiдомi бутадiєновi каучуки з 1,4-цис-, 1,4-транс- та 1,2-будовою. Це каучуки загального призначення. Iзопреновий каучук (СКI) - одержують полiмеризацiєю iзопрену в присутностi каталiзаторiв Циглера-Натта, Al(C2H5)3 і TiCl4. За своїми властивостями цей каучук наближається до натурального. Бутадiєн-стирольнi каучуки - одержують спiльною полiмеризацiєю 1,3- бутадiєну i стиролу (стирену). Вони характеризуються високою стійкістю до стирання і використовуються для виготовлення атомобільних шин. Їх будова може бути представлена формулою: Вмiст зв’язаного стирену до 20%.

Содержание слайда: Бутадiєн-нiтрильний каучук (СКН) - одержують спiльною полiмеризацiєю 1,3- бутадiєну та акрилонiтрилу (до 40% зв’язаного акрилонiтрилу СН2=СН-CN)   Хлоропреновий каучук (“Наiрит” або “Неопрен”) - отримують полiмеризацiєю хлоропрену:

Содержание слайда: Каучуки характеризуються високою пластичністю, еластичністю але низькою пружністю та механічною міцністю. Для збільшення цих показників каучук перетворюють на гуму. Для цього до каучуку додають невелику кількість сірки і нагрівають до 130-150о. Цей процес називаються вулканізацією. Суть вулканiзацiї полягає в утвореннi нових поперечних (мiсткових) зв’язкiв мiж полiмерними макромолекулами. Сьогодні вулканiзацiю здiйснюють не тільки сiркою, але і органічними пероксидами та iншими сполуками. Гуми, на вiдмiну вiд каучукiв, не розчиняються в органiчних розчинниках, мають високу еластичнiсть i механiчну мiцнiсть.