Назначение, хомоложни серии, номенклатура на алкадиени.

Алкадиени -органични съединения с въглехидратен алифатен (ацикличен) ненаситен характер, в молекулите между въглеродните атоми има две зависими връзки, които изглежда отговарят на общата формула C n H 2 n -2 de n =3 или n >3.Наричат ​​се още диагностични въглехидрати.

Най-простият представител на алкадиените и пропадиените.

хомоложна серия.

Общата формула на диеновите въглехидрати е CnH2n-2. Името алкадиен има корен, който обозначава броя на въглеродните атоми във въглеродното копие, и суфикс-диен („две“ „подпечелващи връзки“), което означава близостта до дадения клас.

C 3 H 4 - разпад

C 4 H 6 - бутадиен

C 5 H 8 - пентадиен

C 6 H 10 - хексадиен

C 7 H 12 - хептадиен

C 9 H 16 - нонадиен

Номенклатура на алкадиените.

1. Изберете главния кол.Решението за име на въглехидрата според номенклатурата на IUPAC се основава на обозначението на ланцета на главата - намереният ланцет от въглеродни атоми в молекулата. При различните алкадини е необходимо да се избере главата на копието по такъв начин, че обидите на долните части да са включени преди новия.

2. Номерация на атомите на цв.Номерирането на атомите на ланцета на главата започва от същия цикъл, който е по-близо до класирането за старшинство (важно):

множествена връзка → ходатай → въглехидратен радикал .

Тобто. при номериране, на определеното място, име на алкадиена на позицията на множествената връзка може да бъде приоритет пред reshto.

Необходимо е атомите в копията да се номерират в такъв ранг, така че атомите на въглищата, свързани с долните звена, да отнемат минималните числа.

Тъй като позицията на зависимите връзки не е възможно да се обозначи кочана на номериране на атомите в Lancius, също така е възможно да се обозначи позицията на посредниците като i, като за алкениви.

3. Назовете мухъла., След корена, който обозначава броя на атомите във въглерода в копието, тази наставка -диен,обозначава релевантността на връзката към класа на алкениви, чрез имената указва мястото на гниене на долните звена във въглеродното копие, tobto. броят на атомите във въглерода, в който се образуват подпроводните връзки.

Ако има застъпници, тогава назовете числата на кочана - номерата на атомите във въглищата, за които са известни застъпниците. Ако при всеки атом има няколко ходатаи, тогава броят на имената се повтаря в името чрез кого (2,2-). След числата, чрез тире, посочете броя на ходатайниците ( ди- две, три- три, тетра− чотири, пента- пет) това име на ходатая (метил. етил, пропил). Потим без пропуски и пропуски в името на главния улан. Главният улан се нарича въглехидрат - член на хомоложната серия от влкадиени (пропадиен, бутадиен, пентадиен тънко).

Алкадиени- не са богати на въглехидрати, две подлинки са включени в склада. Загална формула алкадинив C n H 2n-2.

Ако има под-връзки между две въгленосни ланцети или има повече атоми във въглищата, тогава такива връзки се наричат изолационни. Химичните сили на такива деления не се променят с алкените, в реакцията влизат само 2 връзки, а не една.

Как се разделят подвръзките на една σ - със звук, след това tse - с получаване на звук:

Якшчо dienизглежда така: C=C=C, тогава такава връзка е кумулативна и dien се нарича - Ален.

Будова алкадинив.

π -електронна мъгла от подтокови връзки се пресичат помежду си, удовлетворявайки единството π - Хмара. В случай на получаване на системи, електроните се делокализират за всички въглеродни атоми:

Chim dosha молекула, tim won stiykisha.

Изомерия на алкадиени.

За dіenіvхарактерна изомерия на въглеродния скелет, изомерия на позицията на долните връзки и широта на изомерията.

Физическа сила на алкадините.

Бутадиен-1,3 е газ, който е лесно смилаем, с неприятна миризма. А изопрена е родина.

Otrimannya dіenіv.

1. Дехидрогениране на алкани:

2. Реакция на Лебедев(едночасово обезводняване и дехидратация):

Химическа сила на алкадиените.

Химическо доминиране на алкадиена в съзнанието за наличието на зависими връзки. Реакцията на пристигане може да се случи в две посоки: 1.4 и 1.2 - пристигане. Например,

Пелени от изолирани връзки

Ако основните връзки са разделени във въглеродното копие между две или повече единични връзки (например пентадиен-1,4), такива основни връзки се наричат ​​изолиращи. Химическото доминиране на алкадините с изолирани под-връзки не се различава от доминирането на алкени с тънки граници, които могат да включват не една, а две под-връзки независимо една в една в реакцията.

CH 2 = CH - CH 2 - CH = CH 2 пентадиен-1,4

CH 2 = CH - CH 2 - CH 2 - CH \u003d CH 2 хексадиен-1,5

Dієni zі с получени обаждания

Например, подвръзките са разделени в Lancuse само с една единствена s-връзка, те се наричат ​​последователни. Най-важните представители на успешните дивизии:

CH 2 = CH - CH = CH 2 бутадиен-1,3 (дивинил)

2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)

Dіeni с кумулативни връзки

Също така е необходимо да се установят разделения от системата Z = Z = Z, заглавията на алените - връзката на веригата се променя от един въглероден атом, такава връзка на веригата се нарича кумулативна. Например:

Първият член на хомоложната серия е пропадиен (ален) CH 2 = C = CH 2: газ без бар s t n l = -136,2 ° С і t kіp = -34,5 ° С.

H 2 C \u003d C \u003d CH - CH 2 - CH 3 пентадиен-1,2

Будова получава алкадини

В получените динами на р-електронен мрак, основните връзки се пресичат помежду си и създават един π-електронен мрак. В получената система p-електроните вече не лежат върху едни и същи връзки, вонята е делокализирана във всички атоми, така че структурата на деленията може да бъде изобразена, както следва (на базата на бутадиен):

Пунктираните линии показват областта на декализиране на електроните и показват междинния ред на връзката между C - W и C = C. Последователната линия може да включва голям брой зависими връзки. Chim няма да го направи, той е по-скоро от дясната страна на p-електроните и е стисна молекула.

Изомерия и номенклатура

За алкадиените е характерен същият вид изомерия, както за алкените:

1) изомерия на въглеродния скелет;

2) изомерия на основата на долните връзки;

3) цис-транс-изомерия.

Номенклатура

Главният ланцет при диенаха е избран по такъв начин, че дефектите на долните връзки да бъдат смекчени и номерирани от този край, ако сумата от номерата на позицията на долните връзки е минимална. Името на жизнеспособен алкан завършва -an се заменя с -dien.

Физическа сила

Бутадиен-1,3 е газ, който е лесно смилаем, с неприятна миризма. Изопрен - домашен от t бала 34 °C.

Otrimannya

Бутадиен-1,3

1. Дехидратация и дехидратация на етанол - реакция на Лебедев

2. Дехидратация n. бутан

Изопрен

Дехидрогениране до 2-метилбутан

Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3)

Димеризация на ацетилен и хидрохлориране на винилацетилен, които се разтварят.

1-ви етап:

2-ри етап:

Химическа сила

За алкадиените характерната реакция е електротрофното добавяне на AE, който е мощен в алкените. Най-важни може да са дните с получените връзки, парчетата смрад със сировина за извличане на каучуци. В химичното поведение на тези разлики има специални характеристики, интелигентност в присъствието на молекули на успеха. Особеността на получените деления се дължи на факта, че две зависими връзки в техните молекули функционират като едно цяло, така че реакцията може да протече в две посоки: а) до една от зависимите връзки (1,2-присъединяване) позиция на получената система с приемането на нова подвръзка в центъра на системата (1,4-допускане).

1. Предстоят реакции

И така, добавянето на бром към бутадиена може да доведе до два продукта:

1,2-прием

CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → CH 2 = CH - CHBr - CH 2 Br

1,4-прием

CH 2 = CH - CH = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 - CH \u003d CH - CH 2 Br

Изборът на реагенти и ума на реакцията ви позволява да нанесете директно върху кожата в две посоки.

2. Реакции на полимеризация (синтетичните каучуци се разтварят)

2. Най-важната сила на поделенията е надграждането до полимеризация, като победа за производството на синтетични каучуци. При полимеризация на бутадиен-1,3, тъй като тече като 1,4-добавка, бутадиеновият каучук се отстранява:

nCH 2 = CH - CH = CH 2 → (-CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 -) n

Изборът на органометални катализатори в тази реакция позволява използването на каучук с обикновена битова вода, в същата цис- Конфигурация. Подобна реакция с изопрена дава синтетичен изопрен каучук, който е близък до естествения каучук по своята сила:

nCH 2 = C (CH 3) - CH = CH 2 → (-CH 2 - C (CH 3) \u003d CH - CH 2 -) n

Zastosuvannya

Основната област на zastosuvannya алкадиен - синтез на каучук.

гуми

Dienov във въглехидратите се полимеризират и кополимеризират с различни винилови мономери с одобрени каучуци, които в процеса на вулканизация имат различни степени на гума.

Лекция №14

· Алкадиени.Класификация, номенклатура, видове подразделения. Budova 1,3-dієnіv: получаване на p-връзки, разбиране за делокализацията на връзките, намиране на гранични структури за описание на бутадиен, akіsnі критерии, които им vіdnosnogo принос, energіya spoluchennya. Физическа мощност на получените алкадини, техните спектрални характеристики и методи за идентификация.

· Методи за получаване на резултати: метод на Лебедев, дехидратация на алкохоли, с бутан-бутенова фракция на нафта.

Dієni - spoluky, scho, за да отмъсти за молекулата на две подвинени въглеродно-въглищни връзки. Основната формула е хомоложна на серията CnH2n-2.

Угар под формата на roztashuvannya subvіynyh дървени въглища svyazkіv, dієni се разделят на три групи:

1) dієni с кумулативни (съседни) връзки, например CH 2 \u003d C \u003d CH 2 (изчезващ, ален);

2) dієni z pov'yazanimi subvіynimi zvez'yazkami, например CH 2 =CH-CH=CH 2 (бутадиен-1,3);

3) dієni с изолирани подпроводни връзки, например CH 2 \u003d CH-CH 2 -CH \u003d CH 2 (pentadien-1.4).

Диєни с кумулативни зависими връзки е ізомери на алкинив (например пропін и пропадієн), като смрадта се трансформира при нагряване в присъствието на ливади.

Dієni іz іzоlovanymi zv'yazkami за іє budovoyu, че khіmіchnimi vlastivnosti практически не vіdznyayutsya vіd alkenіv. За тях са характерни реакции на електротрофна адсорбция, които могат да преминат на етапи.

Може да се получи най-голямо теоретично и приложно значение.

Като начало, в органичната химия системите с връзки, свързани с връзки, се наричат ​​такива молекули, в които множество връзки са разделени от една проста връзка. Най-простата от тези системи е бутадиен-1,3 или C4H6. Vyhodyachi z vykladeny по-рано разкри за живота на единична, висяща и тройна връзка, но бутадия не изглеждаше сгъваема. Чотири атоми вуглецю да се намери в sp 2-хибридизирана стомана и свързана с три суцидни атома с s-връзки. В допълнение, припокриването на нехибридизирани 2 Р-орбитали между C-1 и C-2, както и между C-3 и C-4 атоми на въглерода водят до установяването на две p-връзки.

Въпреки това, бутадиеновите молекули са значително сгъваеми. Установено е, че атомите на въглищата и водата лежат близо до една плоскост и също така променят всички s-струни. Нехибридизираните p-орбитали са перпендикулярни на централната равнина. Застанете между C-1 и C-2 въглеродни атоми и между C-3 и C-4 атоми, по-дебели 0,134 nm, три пъти повече за дължината на лигамента в етилен (0,133 nm) и застанете между C-2 атоми и C-3, който е 0,147 nm, е значително по-малко s-връзка в алканите (0,154 nm).

Ориз. 14.1. Довжина зв'язкив (а), перекривання Р-орбитали (b) и делокализирани MO (c) бутадиен-1,3 молекули

Експерименталните данни показват, че бутадиен-1,3 стикиш не е оценен. Енергията на несъществуващи полета често се оценява чрез топлината на хидролиза. Допускане на водна молекула към подвъглеродно-въглеродна връзка, tobto. превръщането на необремененото z'єdnannya в nasichene, придружено от видения за топлина. При хидрогениране на изолирана шарнирна връзка се вижда, че връзката е близо до 127 kJ/mol. Също така, с хидрогенирането на две подсгъващи връзки, се наблюдава следното 254 kJ / mol. Самите топлинни слоеве се виждат в случай на хидрогениране на пентадиен-1,4 - от изолираните влакна. Хидрогенирането на бутадиен-1,3 не дава резултат. Установено е, че топлината на хидрогениране е по-малка от 239 kJ/mol, докато при 15 kJ/mol е по-малка от изчислената. Tse означава, че бутадиен отмъщение по-малко енергия (stіykіshiy), по-ниски ochіkuvalos.

Експерименталните факти могат да се обяснят само с особеностите на съществуването на бутадиен (този и в началото на получените деления).

Алкани, алкенити и алкини са индуцирани за локализация на връзките. Такава връзка се установява, когато две атомни орбитали (AT) се пресичат и молекулярната орбитала, която се установява, се свързва (MO) с два центъра и две ядра.

Някои речи имат обрат Р-орбиталите на декилко атомите съставляват пръскане от МО, което изтласква два атома. Бих искал да говоря за делокализирани връзки, които са типични за успешните системи.

За да обясните повишената стабилност и нестандартните дължини на връзките в молекулата бутадиен-1,3, погледнете чотири sp 2-хибридизиран атом и въглерод, който е във всеки ден.

В класическите химични формули маркировка на кожата означава локализирана химическа връзка, т.е. няколко електроника. Връзките между първия и другия, както и третия и четвъртия въглеродни атоми, се обозначават като подмиг, а между другия и третия въглеродни атоми, като единична (структура А). Изкривяване Р-орбитали, които правят две p-връзки до разтваряне, е показано на фиг. 14.1.a.

Такава гледна точка абсолютно не е достойна за това Р-електронните атоми C-2 и C-3 също могат да бъдат усукани. Такава връзка е показана за допълнителната обидна формула B:

Дъгата показва формална връзка между първия и четвъртия въглерод на диеновия фрагмент. Описанието на бутадиеновата молекула с формула B ни позволява да обясним промяната в дългата връзка Z-2 - C-3. Въпреки това, най-простите геометрични модели показват, че можете да видите между първия и четвъртия атом с въглерод от 0,4 nm, което значително надвишава дължината на обикновена връзка.

Малки описания на структурни формули върху хартията по ръбовете - валентните чертежи показват по-малко локализирани връзки, - Л. Полинг призова да се запази концепцията за ковалентните връзки и звуковия образ на молекулите, така наречената теория на резонанса (метод на валентните схеми ).

Основната засада на концепцията:

· Ако една молекула не може да бъде правилно представена с една структурна формула, тогава за нея се описва набор от гранични (канонични, резонансни) структури.

· Една истинска молекула не може да не бъде адекватно представена от същите гранични структури, а по-скоро чрез нейната суперпозиция (резонансен хибрид).

· Истинската молекула (резонансен хибрид) е стабилна, без резонансни структури. Повишената стабилност на реална молекула се нарича енергия на производство (делокализация, резонанс).

Когато пишете гранични структури, следвайте тези стъпки:

· Геометрията на ядрените промени в граничните структури може да бъде една и съща. Tse означава, че изписването на каноничните структури може да бъде променено повече или по-малко чрез разпределението на електроните p- и ale s- връзки.

· Всички канонични структури могат да бъдат „структури на Люис“, така че, например, въглеродът не може да бъде петвалентен.

· Всички атоми, които участват в двойката, са виновни, че лежат в една и съща равнина или близо до същата равнина. Копланарността на Умов на wiklikana необходимостта от максимално припокриване стр-орбитали.

· Използват се гранични структури поради същия брой несдвоени електрони. Следователно двурадикалната формула Г бутадиен не е канонична.

По-долу са представени граничните структури на бутадиена (А и В) и тяхната суперпозиция. Пунктираната линия показва деколизацията на p-електроните, т.е. че в реална молекула р-електронната междина се променя между 1 и 2, 3 и 4 въглеродни атома и между 2 и три въглеродни атома.

Колкото по-стабилна е каноничната структура, толкова по-голям е приносът към реалната молекула. Граничните структури са измислици, но е възможно, но в действителност разпределението на p-електрони. Също така, "стабилността на граничната структура" е стабилността на фикцията, а не на молекулите, които реалността има.

Независимо от тези, които граничните структури не отразяват на обективната реалност, този пидхид изглежда още по-банален за разбирането на живота на властта. „Приносът“ на граничните структури за действителното производство на p-електрони е пропорционален на тяхната стабилност. Такава оценка ще бъде по-лесна в часа на нарушаване на следващите правила:

1) колкото по-голям е светът на разделяне на заряда, толкова по-малка е стабилността на структурата;

2) конструкции, които носят отделни заряди, по-малко стабилни, по-ниско неутрални;

3) конструкции, които могат да имат повече от 2 купчини, не трябва да допринасят за двойката;

4) най-ефективните структури, които носят същия заряд върху шевните атоми;

5) колкото по-голяма е електроотрицателността на атома, който носи отрицателен заряд, толкова по-силна е структурата;

6) увреждане на връзките на връзките и валентните канали за намаляване на стабилността на конструкцията (раздел структура B, обозначена по-високо);

7) повече стабилност може да бъде гранична структура, която може да има повече връзки.

Промяната на тези правила позволява твърдост, въпреки че формално етиленовата молекула може да бъде описана с две гранични структури M и H (раздел по-долу), въвеждането на H структура с разделителни заряди на фините зърна, които могат да бъдат изключени от изглед.

Специално внимание трябва да се обърне на виползана за прехода между граничните структури на двуструнните, т.нар. "резонансна" стрелка. Такъв знак е доказателство за фиктивността на образните структури.

Най-грубото извинение е да спечелите, когато описвате граничните структури на две стрелки, които са единично прави от противоположната страна, което показва обратна реакция. Такова грубо помилване е да спечелите, когато описвате също толкова важен процес, tobto. наистина основни молекули, "резонансни" стрелки.

По този начин, молекулата на бутадиена за успеха на Р-орбиталите на въглеродните атоми на chotyroh се очаква да преместят р-електронния гъсталак между други и трети въглеродни атоми. Необходимо е да се доведе до deakoj двойно свързване на C-2 и C-3, което е показано в промяната на връзката до 0,147 nm, равно на връзката на простата връзка от 0,154 nm.

За да се характеризира връзката в органичната химия, често е необходимо да се разбере "редът на връзката", който се изразява като броя на ковалентните връзки между атомите. Редът на връзката може да бъде обърнат чрез различни методи, един от които е разликата между атомите и сдвояването на його с връзките на връзките на етан (редът на връзката въглерод-въглерод е по-напреднал 1), етилен (редът на облигацията е 2) (порядък на zvyazku 3). В бутадиен-1.3 връзките 2 -3 3 могат да имат порядък на 1.2. Такова значение показва, че тази връзка е по-близка до обикновената, присъства протеята на двойната връзка. Редът на повикванията е Z 1 -Z 2 и Z 3 -Z 4 dovnyuє 1.8. В допълнение, най-новите резултати обясняват високата стабилност на бутадиена, която се наблюдава при ниска стойност на топлината на хидрогениране (разлика от 15 kJ / mol - енергията на получената).

В органичната химия, ежедневно (делокализация) приема като стабилизиращ, тобто. намаляване на енергията на молекулата, фактор.

Каталитично пробуждащата се вода идва на 1,2 и 1,4 позиции:

4.4.2. Халогениране

Халогените също могат да достигнат до 1,2- и 1,4-позиционните системи, освен това количеството на 1,4-продукта е под формата на диен във въглехидратите, природата на халогена и съзнанието на реакцията. Екскреция на продукта 1,4-предварителен растеж при повишена температура (до средната точка) и по време на прехода от хлор към йод:

Както при етиленовите сполуки, той може да се приложи както за йонния, така и за радикалния механизъм.

С йонния механизъм на добавяне, например към хлор, π-комплексът (I) се превръща в кочан от вино и π-комплексът (I) бързо се превръща, за да се получи карбениев-хлорониев йон с положителен заряд на Z 2 и Z 4, които могат да бъдат представени с две гранични формули (II) или с една мезомерна формула. Целият йон свързва аниона с хлора до позиции 2 и 4 с одобрените продукти 1,2- и 1,4-добавка. Остани в квартирата си, можеш да изомеризираш в умовете си сам, в следващия ще стана ревнив чрез онзи междинен въглероден йон:

Що се отнася до ума на реакцията, системата е близо до равна, но кожният изомер в продуктите на реакцията лежи в позицията на равен. Звучи 1,4-продуктът енергийно жизнеспособен и по-важен.

Навпаки, ако системата далеч не ревнува, 1,2-продуктът може да стане по-важен, тъй като енергията на активиране на реакцията на първия разтвор е по-ниска, колкото по-ниска е реакцията за осветяване на 1,4-продукта. Така че, в случай на добавяне на хлор към дивинил, количеството на 1,2- и 1,4-дихлорбутени е приблизително равно, в случай на добавяне на бром, близо до 66% от 1,4-продукта, връзки C-C1 и равно на бромид са по-лесни за достигане. Повишаването на температурата приближава системата до същата стойност.

При радикално добавяне на халогенен атом се образува радикал, който също може да доведе до реакция, но се установява по-важен 1,4-адукт:

4.4.3. Хидрохалогениране

Реакциите на добавяне на халогеноводороди имат същите закономерности:

4.4.4. Хипохалогениране

Хипохалогенните киселини и техните етери са по-важни за 1,2-позиция. Тук системата в момента на реакцията е особено далеч от това да стане равна (връзката CO е значително по-ниска от връзката C-Hlg), а енергията на активиране в реакцията от 1,2 е по-ниска от продукта, по-ниска в реакцията от 1.4 към продукта:

4.4.5. Димеризация на деления

При нагряване диеновите молекули във въглехидратните структури се свързват една към една по такъв начин, че едната от тях реагира в 1.2, а другата в 1.4 позиции. В същото време, в малки количества, продуктът от появата на двете молекули в 1,4 позиции влиза:

Молекули от различни деления могат да влязат в такава реакция на димеризация:

4.4.6. Диненов синтез

Особено лесно е да се случи такава реакция в случай, че една от реагиращите молекули не може да активира зависими връзки, електричеството на такава реакция се насърчава от електроотрицателни атоми. Подобни кондензации отнеха името диенов синтезили Реакцията на Diels-Алдера:

Тази реакция се използва широко за киселинни и калциферни цели на диеновите въглехидрати, както и за синтеза на различни производни от шестчленни цикли.

Реакциите на диенов синтез и димеризация на алкадиени преминават през цикличен преходен лагер с едночасово или може би едночасово разделяне на двете нови връзки, т.е. рецикличенпроцес.

Възможност на ума, че подобен вид реакции на циклизация могат да се осъществят без междинно разделяне на радикали или йони, според законите, които могат да бъдат наречени Правилата на Удуърт-Хофман.Съгласно тези правила, за да се затвори цикълът, орбиталите, които установяват нови връзки, са отговорни за способността на майката да се припокриват с установените орбитали, които свързват, така че те да бъдат изправени една към една от сегментите на същия знак.

Въпреки че не е необходимо да се повредят молекулите (преход на електрони в по-голямо високо ниво от смяната на знака на сегментите), процесът на разрешения според симетрията е термичен, т.е. реакцията отнема време, за да увисне при нагряване. За определената ориентация на орбиталите обаче е необходимо електроните на една от молекулите да се прехвърлят на по-високо ниво (към разширяващата се орбитала), реакцията се допуска според симетрията само като фотохимичен процес.

Zrozumilo, такива реакции могат да преминат и радикални или каталитични механизми за разделяне на междинни частици. Преди подобни процеси правилата на Woodworth-Hoffmann не могат да бъдат разширени.