Химические свойства алкадиенов

Химические свойства алкадиенов 

Свойства алкадиенов с изолированными двойными связями мало отличаются от свойств алкенов. Алкадиены с сопряженными связями обладают некоторыми     особенностями.

Алкадиен с сопряженными связями :        

СН₂ = СН – СН = СН₂

Алкадиен с изолированными связями:

СН₂ = СН – СН₂ – СН = СН₂

Алкадиены с сопряженными двойными связями способны присоединять молекулы галогенов как в положении 1 и 2 (1,2-присоединение) , так и в положения 1 и 4 (1,4-присоединение).

1. Реакция галогенирования.                            

СН₂ = СН – СН = СН₂ + Вr₂ → СН₂ – СН – СН = СН₂  

бутадиен-1,3                                

3,4-дибромбутен-1 (1,2-присоединение)

СН₂ = СН – СН = СН₂ + Вr₂ → СН₂ – СН = СН – СН₂

1,4-дибромбутен-2

(1,4-присоединение)

При избытке брома к молекуле бутадиена-1,3 может быть присоединена еще одна молекула его по месту образовавшейся двойной связи. Продуктом реакции в этом случае будет – 1,2,3,4-тетрабромбутан.

СН₂ – СН = СН – СН₂  →  СН₂ – СН – СН – СН₂       

Таким образом, алкадиены также как и алкены способны обесцвечивать бромную воду.

2. Реакция полимеризации. Важной особенностью алкадиенов является большая легкость их к полимеризации. Эта реакция лежит в основе получения синтетических каучуков. Полимеризация сопряженных алкадиенов протекает как 1,4-присоединение.

n Н₂С = СН – СН = СН₂ → (…– Н₂С – СН = СН – СН₂ –…) n

бутадиен-1,3 (дивинил)               

синтетический бутадиеновый каучук

3. Реакция гидрирования: продуктами являются алкены.

4. Реакция гидрогалогенирования: в случае алкадиенов с сопряженными двойными связями возможно 1,4-присоединение или 1,2-присоединение.

Получение алкадиенов

1. Дегидрирование алканов (отщепление водорода). Из н-бутана в результате каталитического дегидрирования получают бутадиен-1,3.

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ → Н₂С = СН – СН = СН₂ + Н₂  бутадиен-1,3                                                                                                                              

н-бутан                      

Эта реакция протекает в две стадии.

1 стадия: t=500-600^о катализатор Аl₂О₃, Сr₂О₃

СН₂ = СН – СН₂ – СН₃ + Н₂       

бутен-1                               

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃   на первой стадии образуется как бутен-1  так и бутен-2

н-бутан                 

СН₃ – СН = СН – СН₃  + Н₂       

бутен-2                                                 

2 стадия:  t=500-600^о катализаторы: МgО, ZnО

бутен-1

СН₂ = СН – СН₂ – СН₃ → Н₂С = СН – СН = СН₂  + Н₂ бутадиен-1,3                                     

СН₃ – СН = СН – СН₃   

бутен-2

2. Дегидрогалогенирование (отщепление галогеноводорода). При действии на дибромалканы спиртового раствора щелочи происходит отщепление двух молекул галогеноводорода с образованием соответствующего алкадиена.

СН₂ – СН – СН – СН₂  +  2КОН  →  СН₂ = СН – СН = СН₂ + 2КВr +2Н₂О   

бутадиен-1,3

1,4-дибромбутан       

СН₂ – СН – СН – СН₂ + 2КОН  →  СН₂ = СН – СН = СН₂ + 2КВr +2Н₂О   

бутадиен-1,3

1,3-дибромбутан       

Существенное значение имеет расположение галогенов в молекуле дигалогеналкана. Так, в случае  2,3-дибромбутана или 2,2-дибромпропана образуются соответствующие алкины.

3. Дегидрирование и дегидратация этилового спирта (метод Лебедева).

Катализаторы: Аl₂О₃, ZnО и  t=425^оС. В результате этой реакции этиловый спирт одновременно претерпевает и дегидратацию, и дегидрирование.

2 СН₃ – СН₂ – ОН → СН₂ = СН – СН = СН₂ + Н₂ + 2Н₂О

этиловый спирт                        

бутадиен-1,3  

4. Получение изопрена. Катализаторы: Сr₂О₃, Аl₂О₃, t^о.

СН₃ – СН – СН₂ – СН₃ → СН₂ = С – СН = СН₂ + 2Н₂

2-метилбутан                       

2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)

Весь материал - в документе.

Химические свойства алкадиенов

Свойства алкадиенов с изолированными двойными связями мало отличаются от свойств алкенов. Алкадиены с сопряженными связями обладают некоторыми особенностями.

алкадиен с сопряженными связями СН₂ = СН – СН = СН₂

алкадиен с изолированными связями СН₂ = СН – СН₂ – СН = СН₂

Алкадиены с сопряженными двойными связями способны присоединять молекулы галогенов как в положении 1 и 2 (1,2-присоединение) , так и в положения 1 и 4 (1,4-присоединение).

1. Реакция галогенирования.

Вr Вr

׀ ׀

СН₂ = СН – СН = СН₂ + Вr₂ → СН₂ – СН – СН = СН₂

бутадиен-1,3 3,4-дибромбутен-1 (1,2-присоединение)

СН₂ = СН – СН = СН₂ + Вr₂ → СН₂ – СН = СН – СН₂ 1,4-дибромбутен-2

׀ ׀

Вr Вr (1,4-присоединение)

При избытке брома к молекуле бутадиена-1,3 может быть присоединена еще одна молекула его по месту образовавшейся двойной связи. Продуктом реакции в этом случае будет – 1,2,3,4-тетрабромбутан.

СН₂ – СН = СН – СН₂ → СН₂ – СН – СН – СН₂

׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀

Вr Вr Вr Вr Вr Вr

Таким образом, алкадиены также как и алкены способны обесцвечивать бромную воду.

2. Реакция полимеризации. Важной особенностью алкадиенов является большая легкость их к полимеризации. Эта реакция лежит в основе получения синтетических каучуков. Полимеризация сопряженных алкадиенов протекает как 1,4-присоединение.

n Н₂С = СН – СН = СН₂ → (…– Н₂С – СН = СН – СН₂ –…)n

бутадиен-1,3 (дивинил) синтетический бутадиеновый каучук

3. Реакция гидрирования: продуктами являются алкены

4. Реакция гидрогалогенирования: в случае алкадиенов с сопряженными двойными связями возможно 1,4-присоединение или 1,2-присоединение.

Получение алкадиенов

1. Дегидрирование алканов (отщепление водорода). Из н-бутана в результате каталитического дегидрирования получают бутадиен-1,3.

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ → Н₂С = СН – СН = СН₂ + Н₂ бутадиен-1,3

н-бутан

Эта реакция протекает в две стадии.

1 стадия: t=500-600 ^о катализатор Аl₂О₃, Сr₂О₃

СН₂ = СН – СН₂ – СН₃ + Н₂ бутен-1

/

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ на первой стадии образуется как бутен-1 так и бутен-2

н-бутан \

СН₃ – СН = СН – СН₃ + Н₂ бутен-2

2 стадия: t=500-600^о катализаторы: МgО, ZnО

бутен-1

СН₂ = СН – СН₂ – СН₃

→ Н₂С = СН – СН = СН₂ + Н₂ бутадиен-1,3

СН₃ – СН = СН – СН₃

бутен-2

2. Дегидрогалогенирование (отщепление галогеноводорода). При действии на дибромалканы спиртового раствора щелочи происходит отщепление двух молекул галогеноводорода с образованием соответствующего алкадиена.

СН₂ – СН – СН – СН₂ + 2КОН → СН₂ = СН – СН = СН₂ + 2КВr +2Н₂О

׀ ׀ ׀ ׀

Вr Н Н Вr бутадиен-1,3

1,4-дибромбутан

СН₂ – СН – СН – СН₂ + 2КОН → СН₂ = СН – СН = СН₂ + 2КВr +2Н₂О

׀ ׀ ׀ ׀

Вr Н Вr Н бутадиен-1,3

1,3-дибромбутан

Существенное значение имеет расположение галогенов в молекуле дигалогеналкана. Так, в случае 2,3-дибромбутана или 2,2-дибромпропана образуются соответствующие алкины.

3. Дегидрирование и дегидратация этилового спирта (метод Лебедева).

Катализаторы: Аl₂О₃, ZnО и t=425^оС. В результате этой реакции этиловый спирт одновременно претерпевает и дегидратацию, и дегидрирование.

2 СН₃ – СН₂ – ОН → СН₂ = СН – СН = СН₂ + Н₂ + 2Н₂О

этиловый спирт бутадиен-1,3

4. Получение изопрена. Катализаторы: Сr₂О₃, Аl₂О₃, t^о.

СН₃ СН₃

׀ ׀

СН₃ – СН – СН₂ – СН₃ → СН₂ = С – СН = СН₂ + 2Н₂

2-метилбутан 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)