43. Диеновые углеводороды (алкадиены): особенности химических свойств сопряженных диенов. Важнейшие представители. Получение и применение в промышленности.

Алкадиены — класс углеводородов, содержащих две двойных связи углерод-углерод.

Физические свойства

Низшие диены — бесцветные легкокипящие жидкости (температура кипения изопрена 34 °C; температура кипения 2,2-диметил-1,3-бутадиена 68,78 °C; температура кипения 1,3-циклопентадиена 41,5 °C). 1,3-Бутадиен и аллен (1,2-пропадиен) — газы (Tкип −4,5 °C и −34 °C соответственно).

Получение

Синтез Лебедева:

C H₃-CH₂-OH+CH₃-CH₂-OH ^{Al2O3, ZnO, t} CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

Формально эту реакцию можно представить как дегидратацию двух молекул этилового спирта с одновременным межмолекулярным дегидрированием.

Элиминирование галогенопроизводных алканов спиртовым раствором щёлочи:

CH₂Br-CH₂-CH₂-CH₂Br + 2KOH → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2KBr + 2H₂O

Химические свойства диенов.

Для диенов характерны реакции окисления, присоединения, полимеризации.

1. Реакции окисления. Алкадиены горят, обесцвечивают раствор KMnO4.

2. Реакции присоединения

а) присоединение водорода (гидрирование)

СН₂=СН-СН=СН₂+Н₂ → СН₃-СН=СН-СН₃

б) присоединение галогенов

СН₂=СН-СН=СН₂ + Cl₂→ СН₂Cl-СН=СН-СН₂Cl

в) присоединение галогеноводородов

СН₂=СН-СН=СН₂+HCl →СН₃-СН=СН-СН₂Cl

3. Полимеризация

nСН₂=СН-СН=СН₂ → (-СН₂-СН=СН-СН₂-)n (каучук)

Применение алкадиенов

В промышленности диены используют для получения синтетического каучука.

Углеводороды, содержащие две и более двойные связи в молекуле – терпены – широко распространены в растительных организмах, часто обладают приятным запахом. Смеси терпенов используют в производстве духов и ароматических отдушек, а также в медицине.

Жизненно важен для человека b-каротин, который превращается в организме в витамин А, он содержится в красных и желтых плодах.

44. Ацетиленовые углеводороды, их электронное и пространственное строение, номенклатура.

Химические свойства алкинов: кислотные свойства, реакция Кучерова. Получение ацетилена карбидным способом и из метана, применение.

Алкины (иначе ацетиленовые углеводороды) — углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации.

Для алкинов характерны реакции присоединения. В отличие от алкенов, которым свойственны реакции электрофильного присоединения, алкины могут вступать также и в реакции нуклеофильного присоединения. Это обусловлено значительным s-характером связи и, как следствие, повышенной электроотрицательностью атома углерода. Кроме того, большая подвижность атома водорода при тройной связи обуславливает кислотные свойства алкинов в реакциях замещения.

Физические свойства

Алкины по своим физическим свойствам напоминают соответствующие алкены. Низшие (до С₄) — газы без цвета и запаха, имеющие более высокие температуры кипения, чем аналоги в алкенах. Алкины плохо растворимы в воде, лучше — в органических растворителях.,

Способы получения

Метод прямого синтеза

Углерод напрямую взаимодействует с водородом при очень высоких температурах:

2С+Н₂->C₂H₂

Этот метод имеет чисто историческое значение (получение ацетилена в 1863 году М. Бертло).

Кислотные свойства

Водородные атомы ацетилена способны замещаться металлами с образованием ацетиленидов. Так, при действии на ацетилен металлического натрия или амида натрия образуется ацетиленид натрия. HCєCH --NaNH2® HCєCNa + NH3

Ацетилениды серебра и меди получают взаимодействием с аммиачными растворами соответственно оксида серебра и хлорида меди.HCєCH + 2[Ag(NH3)2]OH ® AgCєCAg + 4NH3 + 2H2O

Ацетилениды серебра, меди обладают исключительной взрывчатостью. Они легко разлагаются при действии соляной кислоты. AgCєCAg + 2HCl ® HCєCH + 2AgClЇ

Данным свойством ацетиленидов пользуются при выделении ацетиленовых углеводородов из смесей с другими газами.

Применение

При горении ацетилена в кислороде температура пламени достигает 3150°C, поэтому ацетилен используют для резки и сварки металлов. Кроме того, ацетилен широко используется в органическом синтезе разнообразных веществ - например, уксусной кислоты, 1,1,2,2- тетрахлорэтана и др. Он является одним из исходных веществ при производстве синтетических каучуков, поливинилхлорида и других полимеров.