1. Введение. Диеновые соединения и их роль в народном хозяйстве. Применение диеновых соединений. Непредельные соединения, содержащие в молекуле две двойные связи, называют диеновыми углеводородами. Их называют также алкадиенами или диолефинами. Общая формула таких соединений сnh2n-2. Эти диеновые углеводороды имеют важное значение в синтезе полимеров. СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ. Две двойные связи в алкадиенах могут находиться в различных положениях относительно друг друга.Если они расположены рядом,то такие связи называютсякумулированными (I), если жеразделеныоднойпростойсвязью(II)сопряженными или конъюгированными. Двойные связи, разделенные двумя или несколькими простыми, называются изолированными или несопряженными (III): Из этих трех видов диеновых углеводородов наибольшее значение имеют диены с сопряженными двойными связями.

   Дивинил (бутадиен - 1,3) Бесцветный газ с характерным неприятным запахом. Является одним из важнейших мономеров для производства синтетических каучуков и латексов, пластмасс и других органических соединений. Изопрен (2-метилбутадиен-1,3). Является основной структурной единицей природного (натурального) каучука и других соединений. Служит мономером для получения синтетического каучука. Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) Бесцветная токсичная жидкость. Применяют в производстве хлоропренового каучука, клеев. Каучук - высокомолекулярное соединение, имеет огромное техническое значение, служит основой для производства разнообразных резиновых изделий. Применение каучуков в строительстве. Особенно широко используется в строительстве резина. Она может входить в элементы строительных конструкций, начиная с фундамента и заканчивая деталями отделки. В строительных конструкциях, которые работают в условиях ударных нагрузок и вибрации, упругость, присущая резине, является важным качеством. Каучук может улучшить и свойства обычного бетона. Если к цементной массе вместо воды добавить суспензию синтетического каучука, то бетон приобретает повышенную водонепроницаемость, устойчивость против масел и агрессивных жидкостей. Кроме того, он не растрескивается при резких колебаниях температуры.

   Из резины создано много различных тепло - и звукоизоляционных материалов для полов. Например, широкое распространение получил резиновый линолеум - релин, применяемый в жилищном строительстве. Релин применяется и в виде плиток - резиновый паркет. Каучуки часто вводят в асфальт для повышения его износостойкости и безопасности движения на дорогах.

2. Окислительное дегидрирование олефинов

Сущность реакции окислительного дегидрирования заключается в частичном окислении водорода молекулы органического вещества без нарушения углеводородного скелета. При обычном дегидрировании парафинов превращение его в непредельные углеводороды ограничивается равновесием обратимой реакции.

Окислительное дегидрирование моноолефинов в диолефины является типичной гетерогенно-каталитической реакцией. На соответствующих катализаторах при определенных условиях достигается высокая селективность превращения по суммарному уравнению:

С4Н8 + ½ → С4Н6 + Н2О

В качестве побочных продуктов образуются небольшие количества фурана, окиси углерода, углекислого газа, ацетона, пропилена, этилена, формальдегида и др. Реакция является окислительной, а не дегидрированием с последующим окислением водорода. Водород в реакционной смеси почти или совсем отсутствует и в условиях опытов не окисляется. Окисление бутана в этих условиях происходит значительно медленнее, чем бутиленов, и при этом он превращается преимущественно в СО и СО2. При обычных условиях опытов окислительного дегидрирования п-бутиленов в дивинил термические реакции в пирексовом реакторе практически не идут; стальной реактор благоприятствует образованию сог. Химический состав катализаторов. Для дегидрирования моноолефинов в присутствии кислорода предложено довольно много рецептов катализаторов: молибдаты или вольфраматы висмута 1-7, кобальта, ванадия, олова и титана, теллура, фосфорная кислота на окиси алюминия3·5· 10, фосфаты висмута, железа "· 1 2.стронция, никеля, хрома и кальция 13- н, вольфрама, ванадия 15, индия16, основные галогениды железа, кобальта, магния, марганца,золото и платина. Употребление некоторых твердых катализаторов сочетается с введением в реакционную зону добавок галоген или серу содержащих соединений, распадающихся в условиях реакции с образованием галогенов или SO2.

3. Производство хлоропрена на основе ацетилена. Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3) CH2=C(Cl)—CH=CH2 – хлорсодержащее производное бутадиена, в котором атом водорода у второго углеродного атома замещен на хлор. Хлоропрен используют в промышленности как мономер для производства масло- и бензостойкого хлоропренового каучука. Такой каучук обладает многими ценными свойствами: негорючестью, свето- и озоностойкостью, повышенной бензо- и маслостойкостью, устойчивостью к действию кислот и щелочей. Хлоропреновые каучуки используют в производстве разнообразных изделий и деталей, которые эксплуатируются в контакте с агрессивными средами, например уплотнителей, шлангов, рукавов, ремней, прорезиненных тканей, защитных оболочек, кабелей и т.д. Получение хлоропрена из ацетилена включает 2 стадии: 1) димеризацию ацетилена в винилацетилен в присут. Солянокислого р-ра cucl и NH4C1 при 65-85 °С и 0,15 мпа (конверсия ацетилена 13-20%, выход винилацетилена на прореагировавший ацетилен 85-90%); 2) гидрохлорирование винилацетилена в присут. Cucl и fес12 в конц. НС1 при 40-50 °С (конверсия 15-25%, выход хлоропрена на прореагировавший винилацетилен 90-96%, чистота 99,95%).  Димеризацию ацетилена проводят при 333-353 К в присутствии катализатора - хлорида одновалентной меди:

2СН≡СН → СН2=СН—С=СН

В качестве катализаторов могут применяться также катализаторы Нью-

Ленда: подкисленный раствор Cu2Cl2, NH4 C1, nас1. Превращение ацетиленапроисходит по механизму внедрения:

0,5Cu2Cl2 →Cu—C≡CH↔ Cu—CH=CH—C≡CH → 0,5Cu2Cl2 + CH2=CH—C≡CH .

Гидрохлорирование винилацетилена проводят в среде водного раствора хлорида одновалентной меди при 313-323 К.

СH2=СН—C=CH + нсl → СН2=С(Сl)—СН=СН2

Основной побочной реакцией является дальнейшее гидрохлорирование хлоропрена с образованием 1,3-дихлорбутенов-2:

СН2=С(Сl)—СН=СН2 + нсl → СН3—С(Сl)=СН—СН2Сl

4. Физико-химические основы и термодинамические факторы реакции дегидрирование при синтезе диеновых соединений. При нагревании углеводородов до определенной температуры происходит разрыв углерод - углеродной связи (расщепление или крекинг) или углерод - водородной связи (дегидрирование). Направление процесса зависит от температуры, давления, наличия катализатора, продолжительности пребывания реагентов в зоне высоких температур.  Дегидрирование парафинов

Когда сырьем для производства диенов являются соответствующие парафины (н-бутан или изопентан), процесс осуществляют двумя способами: 1) как двухстадийный (первая стадия — дегидрирование парафина в олефин, вторая — дегидрирование или окислительное дегидрирование олефина в диен); 2) как одностадийный. Дегидрирование парафинов в олефины (или первая стадия двухстадийного синтеза диенов) в термодинамическом отношении более благоприятна, чем дегидрирование алкилароматических углеводородов и олефинов.