Характеристика алкадієнів (стр. 2 из 2)

Таким чином можна одержувати штучні терпени, наприклад, дипентен:

2 Полімеризація. Алкадієни легко піддаються полімеризації з утворенням каучукоподібних полімерів.

Приєднання молекул мономеру одна до одної може проходити як за 1,2-, так і за 1,4-положенням – залежно від умов проведення реакції та природи каталізатора.

Al(C₂H₅)₃ × TiC

n CH₂=CH-CH=CH₂ -------------------- (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n

Дивініл Бутадієновий каучук

ІV. Окиснення

1 Реакція Вагнера приводить до багатоатомних спиртів

[O] CH₂-CH-CH-CH₂

CH₂=CH-CH=CH₂ ------------- ½ ½ ½ ½

KMnO₄, H₂O OH OH OH OH

Дивініл Бутантетрол-1,2,3,4

2 Сильні окисники руйнують подвійні зв¢язки:

[O] CH₂-CH-CH-CH₂

CH₂=CH-CH=CH₂ ------------- ½ ½ ½ ½

KMnO₄, H₂O OH OH OH OH

Дивініл Бутантетрол-1,2,3,4

3 Озонування (реакція Гарієса) дозволяє встановити будову вихідного алкадієну за складом продуктів, що утворилися, наприклад

O O

CH₂=C-CH=CH₂ + 2О₃ –> CH₂ C–CH CH₂ -

½ O––O ½ O––O

CH₃ CH₃

Ізопрен Озонід ізопрену

2H₂O

–––––––––> 2HCHO + CH₃-C-CHO + 2H₂O₂

(Zn) ½½

O

Метаналь 2-Оксопропаналь

(формальдегід)

6. Одержання алкадієнів

Завдяки великому промисловому значенню алкадієнів розроблено багато способів їх добування.

1 Ступеневе дегідрування бутану та ізопентану над

змішаним каталізатором – оксидом хрому (ІІІ) на оксиді алюмінію:

t⁰, kat t⁰, kat

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂ –––––- CH₃-CH₂-CH=CH₂ –––––-

–H₂ –H₂

––––––> CH₂=CH-CH=CH₂.

2Реакція Лебедєва – одночасне дегідрування і дегідратація етанолу:

440⁰C

2СН₃-СН₂-ОН –––––––- CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂.

ZnO/Al₂O₃

Лабораторні способи

-дегалогенування віцинальних тетрагалогеналканів за допомогою цинку чи магнію:

CH₂Br-CHBr-CHBr-CH₂Br +2 Zn - CH₂=CH-CH=CH₂ +2 ZnBr₂.

1,2,3,4-Тетрабромбутан Дивініл

-дегідрогалогенування 1,4-дигалогеналканів спиртовим розчином лугу:

CH₂Br-CH₂-CH₂-CH₂Br+2КОН(спирт.)-

1,4-Дибромбутан ––––>CH₂=CH-CH=CH₂+2KBr+ 2H₂O.

Дивініл

-дегідратація g-гліколів (двоатомних спиртів з гідроксильними групами в 1,4-положеннях):

СН₂-СН₂-СН₂-СН₂ t⁰

½ ½ –––––––––- CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O.

OH OH H₂SO₄(к)

Бутандіол-1,4

7. Застосування алкадієнів

Алкадієни (ізопрен, дивініл) використовуються для одержання синтетичних каучуків.

Натуральний каучук – високоеластичний матеріал природного походження, який одержують із латексу – соку каучуконосних рослин (гевея, гваюла, кок-сагиз, тау-сагиз та ін.) - при дії на нього коагулянтом – оцтовою кислотою.

За складом і будовою натуральний каучук являє собою ізопреновий полімерний ланцюг із цис-конфігурацією, при якій всі однакові групи (у даному випадку –СН₂–) розміщені з одного боку від подвійного зв¢язку. Такий полімер називається стереорегулярним:

---СН₂ СН₂---

С===С

СН₃ Н n

Макромолекула натурального каучуку складається у середньому з 250 елементарних ланок, а молекулярна маса коливається у межах 150000-500000.

Для надання каучуку міцності та стійкості до зношування, перепадів температур, дії розчинників і агресивних хімічних реагентів, його піддають вулканізації – нагріванню із сіркою (вулканізатор) у суміші з наповнювачем (найчастіше це сажа), внаслідок чого ланцюги нормальної будови зшиваються у сітчасті тривимірні макромолекули. Вулканізований каучук називають гумою. Гума містить значно менше подвійних зв¢язків, ніж каучук, оскільки частина їх руйнується при взаємодії із сіркою (рис. 2).

Якщо вміст сірки досягає 32%, подвійних зв¢язків не залишається, окремі ланцюги фіксуються сульфідними містками, а каучук перетворюється на ебоніт –– тверду речовину з іншими властивостями.

Натуральний каучук – дефіцитний дорогий продукт, тому розроблені способи добування синтетичних каучуків із заданими властивостями. Для цього застосовують процес сополімеризації – сумісної полімеризації алкадієнів з іншими ненасиченими сполуками, які можна розглядати як похідні етилену: з вінілхлоридом СН₂=СНСl, стиреном СН₂=СН-С₆Н₅, акрилонітрилом СН₂=СН-CN.

Наприклад, сополімер бутадієну і стирену – бутадієнстиреновий каучук, який завдяки великій міцності та стійкості до зношування використовується для виробництва автомобільних шин. Схема сополімеризації:

n CH₂=CH-CH=CH₂ + n CH₂=CH ----

½

C₆H₅

Бутадієн-1,3 Стирен

С₆Н₅

½

–––––> (-CH₂-CH=CH-CH₂-CH-CH₂-)_n

Бутадієнстиреновий каучук (БСК)

Із галогенопохідних дієнових вуглеводнів також одержують цінні види каучуків, наприклад, хлоропреновий каучук, який має високу світло- і термостійкість, а також стійкість до дії розчинників, бензинів, олій, тому на його основі виробляють бензопроводи, шланги для нафтопромислів тощо.

n CH₂=CH-C=CH₂ -------- (-CH₂–CH=C-CH₂- )_n

½ ½

Cl Cl

2-Хлорбутандієн-1,3 Хлоропреновий каучук

(хлоропрен)

½ ½

СH₃ S H₃C S H₃C

½ ½ ½ ½ ½

…--CH₂—C—CH—CH₂—CH₂—C==C—CH₂—CH₂––C––CH––CH₂—…

½ ½

H₃C S CH₃ H₃C S

½ ½ ½ ½ ½

…--CH₂—C—CH — CH₂—HC ==C—CH–– CH₂— CH==C—CH—CH₂–…

½ ½

S S

½ ½

Рисунок 2 – Схема утворення сітчастої структури внаслідок вулканізації натурального каучуку (пунктиром показані межі елементарних ланок)