
органика для медиков
.pdf
АЛКИНЫ
Номенклатура, суффикс ин
HC≡CH этин, ацетилен
CH3-C≡CH пропин, метилацетилен
CH3-CH2-C≡CH бутин-1, этилацетилен
CH3-C≡C-CH3 бутин-2, диметилацетилен
Строение алкинов
1.Атом углерода находится в sp-гибридизации.
2.Строение этина (ацетилена):
|
π1 |
|
|
|
H |
C |
C |
H |
H |
C |
π |
C |
H |
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Длина связи С≡С 0,120 нм Энергия связи С≡С Е= 837 Кдж/моль (для сравнения см. стр. 21 и 26).
Молекула имеет цилиндрическую симметрию. Н→С≡С←Н
Электроотрицательность атомов С:
вsp3 - гибридизации 2.5
вsp2 - гибридизации 2.8
вsp - гибридизации 3.1
электроотрицательность атома Н 2.1
Связи СSP –Н поляризованы сильнее, чем СSP2 –Н и С SP3 –Н. Ацетилен и алкилацетилены проявляют свойства СН-кислот, атомы водорода при тройной связи (терминальные) способны замещаться на атомы металлов. Значения рКА для СН-кислот приведены в задачнике [1].
Таким образом, для алкинов характерны реакции присоединения по
тройной связи и реакции замещения терминальных атомов водорода.
42

Качественные реакции на наличие тройной связи: обесцвечивание водных растворов Вr2 и KMnO4 при 200С, при наличии терминального атома водорода – образование осадков при реакции с Cu2CI2 и Ag(NH3)2OH.
Реакционная способность
I. Реакции присоединения
1.Электрофильное присоединение (AdE)
Алкины труднее, чем алкены вступают в реакции AdE. Главным образом, это связано с меньшей стабильностью промежуточного катиона по сравнению с катионом, образующимся из алкена.
E C C E C
C
A B
катион А стабильнее катиона В
В катионе (В) вакантная орбиталь и π-связь взаимно перпендикулярны,π-связь не участвует в делокализации положительного заряда, что придает дополнительную нестабильность этому катиону.
а) Галогенирование (присоединение 1 моля реагента).
H C C |
H |
Cl2 |
H C |
C H |
|
|
|
акт.С |
|
|
|
||||
|
|
|
Cl |
Cl |
|
|
|
|
|
|
1,2-дихлорэтен |
|
|
|
|
Механизм AdE |
|
|
|
Cl |
|
|
|
H C C |
H |
|
H C |
C H |
H C |
C H |
|
Cl |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
Cl |
|
|
Cl |
|
Cl |
Cl |
|
|
|
|
|
|
||
π - комплекс |
|
|
σ - комплекс |
|
|
|
б) Гидрогалогенирование
H |
|
C |
|
C |
|
H |
HCl |
|
C |
|
H |
AdE |
||
|
|
|
|
CH2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
HgCl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1-хлорэтен, хлористый винил |
|
Присоединение 2-го моля НСl к молекуле хлористого винила происходит в соответствии с поляризацией молекулы хлористого винила.
43

−δ |
+δ |
+δ |
−δ |
2 |
1 |
Cl |
H |
Cl |
|||||
CH2 CH |
Cl |
|
|
CH3 |
CH |
Cl |
+M |
-I |
|
|
|
|
|
|
1,1-дихлорэтан (геминальное |
|||||
|
|
|
расположение галогенов) |
Пояснения
1.НПЭ атома хлора находятся в сопряжении с π-связью (р,π- сопряжение), при чем галоген является донором электронной плотности, сопряженная система в хлористом виниле поляризована. Галоген проявляет +М-эффект, -I-эффект галогена при этом подавлен (см. также тему «Основные понятия»).
2.Реакция протекает по механизму AdE . После присоединения протона образуются два возможных катиона:
A. CH |
3 |
CH |
Cl |
CH |
3 |
CH |
Cl B. CH2 CH2 |
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 CHCl
В катионе (А) электронная плотность делокализована с участием атома углерода и хлора (описан методом резонанса), следовательно этот катион более устойчив, чем (В), что и подтверждается преимущественно образованием 1,1- дихлорэтана.
Аналогично будут реагировать в реакциях AdE с ННаl следующие молекулы:
−δ |
|
|
+δ |
|
+M |
|
|
+I |
−δCH2 CH |
|
OR+δ |
||
CH2 |
C |
R |
-I |
|||
|
|
-I |
|
|
|
|
+M |
Hal |
|
R - алкил |
|
||
|
|
|
|
для всех структур: +М>-I |
||
|
|
|
|
|
|
Аналогично:
−δ |
|
|
|
|
|
|
|
+δ |
−δ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
O+δ |
|
|
|
H |
|
Br |
|
|
|
|
|
|
|||||
CH2 |
|
CH |
|
|
|
CH3 |
|
CH |
|
CH |
|
OCH |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
-I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
+M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Br |
|
|
|||||
метилвиниловый эфир |
|
|
|
|
|
1-метокси-1-бромэтан |
Механизм AdE
два возможных катиона после присоединения протона:
(1) CH3 |
CH |
OCH3 |
CH |
CH |
OCH |
CH |
3 |
CH |
OCH |
3 |
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
44

(2) CH2 CH2 OCH3
вторичный катион (1) с делокализованной электоронной плотностью более устойчив, чем первичный катион (2).
в) Гидратация (реакция Кучерова)
условия реакции: H2O, HgSO4, конц. H2SO4
HOH |
|
-δ +δ |
|
|
O |
этаналь, |
|
CH2=CH |
|
CH3 C |
|
||
H-C≡C-H |
|
|
|
|||
H+, Hg+2 |
O |
H |
|
H ацетальдегид |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
промежуточный |
|
|
|
|
|
|
енол (неуст.) |
|
|
|
|
в еноле реализуется +М - эффект ОН-группы |
|
|
||||
|
+δ |
-δ |
|
|
|
|
+δ -δ |
H→OH |
|
CH3 |
|
CH3 |
|
|
CH3 |
C=CH2 |
|
|||
CH3 C C H |
|
C |
||||
|
|
|
||||
|
H+, Hg+2 |
O H |
|
O |
|
|
|
|
|
|
пропанон, |
||
|
|
|
|
ацетон |
|
2. Нуклеофильное присоединение, (AdNu)
Реакции нуклеофильного присоединения первичных спиртов, карбоновых кислот, первичных аминов, тиолов и циановодорода к алкинам идут с трудом в жёстких условиях и в присутствии катализаторов. Определение нуклеофила смотри в теме «Галогенопроизводные».
а) присоединение спиртов
|
|
|
|
|
|
|
|
−δ |
|
+δ |
|
|
||
H |
|
C |
|
|
C |
|
H |
RO |
|
H |
CH2 |
CH OR |
||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
° |
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
KOH, 150 C |
|
|
алкоксиэтены (алкилвиниловые эфиры)
Механизм AdNu
генерация Nu:C2H5O-H + KOH |
|
|
|
C2H5 |
|
O |
|
|
K |
|
+ HOH |
Nu = CH3CH2O |
|
- этоксид анион |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−δ |
+δ |
|
H |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
H + C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5O |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
HC |
|
HC OC |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
H |
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
C |
C |
|
OC |
H |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45

б) присоединение карбоновых кислот
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
C |
O |
|
|
H |
|
C |
|
|
C |
|
H |
|
|
OH |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ZnO, 150 C
генерация Nu:
C O |
|
винилацетат (сложный эфир) |
O |
|
CH=CH2 |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
ZnO |
|
|
|
O |
|
|
Zn + H2O |
||||
CH3 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
C |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
150 С |
|
O |
|||||||||||||||
|
|
|
O |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Nu: |
|
CH3 |
C |
O |
|
|
|
ацетат-анион |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) присоединение первичных аминов
CH3NH2
H C C H
CH3 NH-CH=CH2
CdO, 200
винилметиламин (вторичный амин)
генерация Nu: CH |
|
|
|
CdO |
CH |
NH |
|
Cd + H2O |
3 |
NH |
H |
|
2 |
||||
|
|
|
|
3 |
|
|
Nu: CH3 NH метиламид-анион
г) присоединение тиолов
|
|
|
CH3 |
SH |
CH3 S-CH=CH2 |
|
|||
H |
C |
C |
H |
|
|
|
|||
|
|
|
KOH, 150 метилвинилсульфиды |
|
|||||
генерация Nu: |
CH |
|
|
KOH |
CH |
S K |
+ H2O |
||
S |
H |
|
|||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
Nu: |
CH3 |
S |
метилтиолат-анион |
|
|
|
|||
д) присоединение цианистого водорода |
|
|
|||||||
|
|
|
H |
C |
N |
|
|
|
|
H C C H |
Cu2(CN)2 |
|
CH2 CH-C N |
|
|||||
|
|
|
|
нитрил пропеновой кислоты |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
(акрилонитрил) |
|
|
Nu: |
C |
N |
образуется за счёт обменной реакции |
|
|||||
|
|
|
между HCN и катализатором |
|
|
46

Механизмы реакций с кислотами, аминами, тиолами и HCN аналогичны механизму, описанному для этанола.
3. Олигомеризация – это процесс присоединения небольшого количества (от 2-х до 15-20) молекул непредельных соединений друг к другу. Если при этом происходит образование циклического соединения процесс называется циклоолигомеризацией.
а) димеризация ацетилена
2 H-C≡C-H |
Cu+1 |
CH2=CH-C≡CH |
бута-1-ен-3-ин, |
|
винилацетилен |
||
|
|
|
б) циклотри- и тетрамеризация
|
|
|
|
|
H |
|
||
3 H-C≡C-H |
80°С |
H |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
H |
|
|
|
H |
|
|
Co(CO3)3 |
|
|
|
бензол |
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
H |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ni(CN)2
4 H-C≡C-H
p, t°
циклооктатетраен
II. Реакции с участием терминального атома водорода
1. Реакции замещения терминальных атомов водорода на металлы
Алкины, имеющие терминальный атом водорода проявляют свойства слабых СН-кислот. В ряду углеводородов такие алкины являются наиболее сильными СН-кислотами.
рКа |
СН4 |
СН2=СН2 |
Н-С≡С-Н |
СН-кислот |
40-50 |
36,5 |
25 |
При взаимодействии со щелочными металлами и солями Cu+1, Ag+ алкины с терминальными атомами водорода дают солеобразные соединения, называемыми алкинилидами (IUPAC) или ацетиленидами.
|
Na |
H C C Na |
Na |
Na C C Na + H2 |
|
H C C H |
|
||||
- H2 |
2000C |
||||
|
этинилид натрия, |
диэтинилид натрия, |
|||
|
|
ацетиленид натрия |
|
карбид натрия |
47

CH3 |
|
C |
|
C |
|
Cu ↓ |
CuCl |
CH3 |
|
|
C |
|
|
C |
|
H |
Ag(NH3)2OH |
CH3 |
|
C |
|
C |
|
Ag↓ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-H2O |
|
|
|
||||||||||||||||||
пропинилид меди |
- HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
метилацетиленид меди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
MgBr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метилмагнийбромид |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(реактив Гриньяра) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
C |
|
C MgBr + |
CH4↑ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пропинилмагний бромид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(комплекс Иоцича)
Реакции с CuCl и Ag(NH3)OH относятся к качественным и позволяют различать алкены и алкины. Связь С – металл в ацетиленидах щелочных металлов ионная, в ацетиленидах Ag и Cu – ковалентная.
Ацетилениды щелочных металлов легко разлагаются водой, ацетилениды меди и серебра устойчивы по отношению к воде. Ацетилениды щелочных металлов используют в синтезе гомологов алкинов. Все ацетилениды взрывоопасны.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HOH |
|
|
|
|
|
|
H ↑ + NaOH |
|
H |
|
|
C |
|
|
|
|
C Na |
H |
|
C |
|
C |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+δ |
- δ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
H |
|
C |
|
|
C |
|
CH3 |
|
+ NaI |
|||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2. Реакция Фаворского
Ацетилен способен реагировать с альдегидами и кетонами с участием СН-связи в присутствии щелочей, при этом образуются алкиндиолы. Реакция является первым этапом в синтезе сопряженных диенов (см. тему «Диены»).
|
|
−δ |
|
|
|
|
|
|
|
−δ |
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|||||||||
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
C+δ |
+δ −δ −δ |
|
+δ |
C+δ R |
ROH |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R |
|
+ H |
|
C |
|
C |
|
H + |
|
R |
|
C |
|
C |
|
C |
|
C |
|
R |
||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
R |
|
|
R |
|||||||||
R=Н, алкил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
алкиндиол |
|
|
|
|
|
|
Механизм AdNu
генерация Nu: H C C H KOH K
C
CH + H2O
48

|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
OH |
R C + C CH |
|
R C C CH |
H OH R C C CH |
|||||||
|
R |
|
|
|
R |
|
|
-OH |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
R=Н, алкил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
|
O−δ |
|
||
R |
C C CH |
OH |
R C C |
C + |
C +δ R |
|
||||
-H2O |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
R |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
O |
|
+δ |
−δ |
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R C C C |
C |
R |
H |
OH |
R |
C C C C R |
|||
|
|
|
||||||||
|
R |
|
R |
|
-OH |
|
|
R |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
алкиндиол
III. Реакции окисления
а) окисление KMnO4 в нейтральных условиях при 200С
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KMnO4 |
O |
|
O |
H |
|
|
C |
|
|
|
|
C |
|
|
H |
|
C C |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
H O, 200C |
HO |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
этандиовая кислота, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щавелевая (тривиальное) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KMnO4 |
|
|
/ |
R |
|
C |
|
C |
|
R' |
H O, 200C |
R-C-C-R |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
R, R' - алкилы |
α - дикетоны |
Реакция является качественной (обесцвечивание растворов KMnO4 при взаимодействии с алкинами).
б) окисление KMnO4 в присутствии k. H2SO4 при t0С
R |
|
C |
|
C |
|
R' |
KMnO4 |
|
|
O |
+ R' |
|
O |
|
|
|
|
R |
|
C |
|
C |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
||||||||||||
R, R' - алкилы |
H+, t° |
|
|
OH |
|
|
OH |
||||||
|
смеси карбоновых кислот |
С помощью этой реакции можно установить положение тройной связи и строение алкина.
49

для ацетилена:
H |
|
C |
|
|
C |
|
H |
KMnO4 2 CO2 + H2O |
|
||||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H+, t° |
Методы получения алкинов
1. Синтез ацетилена
а) пиролиз метана
|
2 CH |
1000 ° |
H |
|
C |
|
|
C |
|
H + H2 |
промышленный способ получения |
||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б) гидролиз карбида кальция |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
C |
|
C |
|
Ca |
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
HOH |
H |
|
C |
|
C |
|
H ↑ лабораторный способ получения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-Ca(OH)2 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
карбид кальция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
или CaC2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Дегидрогалогенирование дигалогенопроизводных (лабораторный способ)
H |
H |
2 KOH |
|
|
|
+ 2 KCl + 2 H2O |
|
CH -C |
C-CH |
CH3-C≡C-CH3 |
|
3 |
3 |
спирт, t° |
|
Cl |
Cl |
|
|
СОПРЯЖЕННЫЕ ДИЕНЫ
Углеводороды, имеющие две двойные связи относятся к диенам. По взаимному расположению двойных связей различают аллены (двойные связи находятся при одном атоме углерода, в данном пособии не рассматриваются), разделенные диены ( между двойными связями находится по меньшей мере один атом углерода, не рассматриваются) и наиболее важный класс – сопряженные диены ( определение см. в теме «Основные понятия»).
Номенклатура, суффикс диен
CH2=CH-CH=CH2 |
бутадиен-1,3, дивинил |
CH2=C-CH=CH2 |
2-метилбутадиен-1,3, изопрен |
CH3 |
|
CH3-CH=CH-CH=CH2 |
пентадиен-1,3, пиперилен |
|
50 |

|
|
|
|
|
Строение сопряженных диенов |
|
|
|
|||||||||||||
В |
молекулах |
сопряженных диенов |
реализуется π,π |
|
– |
сопряжение. |
|||||||||||||||
Электронная плотность |
в |
их молекулах |
делокализована |
(см. |
также тему |
||||||||||||||||
«Основные понятия»). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Изображение молекулы бутадиена – 1,3 (вид «сверху») (р–орбитали – в |
|||||||||||||||||||||
виде окружностей): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
H |
1 |
|
2 |
H |
|
|
|
H |
0,137 нм |
H |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
H |
C |
|
|
C |
3 |
4 |
H |
C |
|
|
C |
0,146 нм |
H |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
C |
|
C |
H |
|
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
0,137 нмH |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Хорошо видно, что перекрывание р-орбиталей имеет место не только |
|||||||||||||||||||||
между |
С1 – С2, С3 |
– С4, но и между С2 |
– С3, т.е. наблюдается делокализация |
||||||||||||||||||
электронной плотности и образование сопряжённой системы. |
|
|
|
||||||||||||||||||
Следствием делокализации электронной плотности является то, что |
|||||||||||||||||||||
длины связей С1 – С2 (С3 – С4) увеличены, по сравнению с длиной двойной |
связи в этилене (0,132 нм) и составляют 0,137 нм; в свою очередь, длина связи С3 – С4 меньше, чем в этане С – С (0,154 нм) и составляет 0,146 нм.
Выигрыш энергии за счёт делокализации – энергия сопряжения, в случае бутадиена – 1,3 составляет 15 кДж/моль.
Сопряженные диены имеют две конформации по взаимному расположению винильных групп относительно простой связи (s – single,простая): s-cis и s-trans. Большинство молекул диенов в обычных условиях пребывает в конформации s-trans.
CH2 |
|
|
CH |
|
|
CH |
CH2 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
CH |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
CH |
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s-trans |
|
|
s-cis |
|
Для сопряженных диенов характерны реакции электрофильного и радикального присоединения AdE, AdR; следствием сопряжения является возможность образования двух продуктов ракции по типу 1,2- и 1,4-
присоединения.
I. Реакции электрофильного присоединения AdE
51