12.2.7. Застосування

Етилен СН₂=СН₂ – безбарвний газ з дуже слабким запахом, малорозчинний у воді, з повітрям утворює вибухові суміші, горить кіптявим полум’ям. В промисловості є сировиною для добування етанолу, етиленгліколю, оцтового альдегіду, поліетилену та ін.

Пропілен СН₂=СН-СН₃ – безбарвний газ зі слабким запахом. Широко використовується в промисловому органічному синтезі для добування ізопропілового спирту, гліцерину, ацетону, поліпропілену та інших цінних органічних продуктів.

12.2.8. Дієнові вуглеводні (алкадієни). Типи алкадієнів.

ДІЄНОВІ ВУГЛЕВОДНІ або АЛКАДІЄНИ – це ненасичені вуг­леводні, що містять два подвійних карбон - карбонових зв'язки.

Загальна формула алкадієнів C_nH_2n-2. Назви алкадієнів утворені від грецьких і латинських числівників з додаванням суфікса – дієн.

Залежно від взаємного розташування подвійних зв'язків дієни по­діляються на три типи:

1) вуглеводні з кумульованими подвійними зв'язками, тобто примикаючими до одного атома вуглецю. Наприклад, пропадієн CH₂=C=CH₂;

2) вуглеводні зі спряженими подвійними зв'язками, тобто розділеними одним σ зв'язком.

Наприклад, бутадієн-1,3 CH₂=CH–CH=CH₂.

3) вуглеводні з ізольованими подвійними зв'язками, тобто розді­ле­ни­ми двома і більш σ зв'язками. Наприклад, пентадієн-1,4 CH₂=CH–CH₂–CH=CH₂.

Найбільший інтерес представляють вуглеводні зі спряженими подвійними зв'язками.

12.2.9. Одержання

Вуглеводні зі спряженими подвійними зв'язками одержують:

1) дегідруванням алканів, що містяться в природному газі і газах нафтопереробки, при пропусканні їх над нагрітим каталізатором:

CH₃–CH₂–CH₂–CH₃  ––^{600С; Cr2O3, Al2O3}  CH₂=CH–CH=CH₂ + 2H₂

бутан бутадієн-1,3

CH3–CH–CH2–CH3  ––600С; Cr2O3, Al2O3 CH2=C–CH=CH2 + 2H2   I   I CH3 CH3

2-метилбутан 2-метилбутадієн-1,3

 2) дегідруванням і дегідратацією етилового спирту при пропу­сканні парів спирту над нагрітими каталізаторами (метод Ле­бедєва)

2CH₃CH₂OH  ––^{450С; ZnO, Al2O3}  CH₂=CH–CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

етанол бутадієн-1,3

12.2.10. Фізичні властивості

Бутадієн за звичайних умов є газом, а його гомологи є рідинами. Храктер зміни фізичних властивостей в гомологічному ряді дієнових і полієнових вуглеводнів є подібними до алкенів.

12.2.11. Хімічні властивості

Найпростішим спряженим алкадієном є бутадієн-1,3, в якому всі чотири атоми карбону перебувають у sp²-гібридизованому стані і складають s-скелет молекули (рис.12.4). Причому осі sp²-гібридизованих орбіталей знаходяться в одній площині, а негібридизовані р_z-орбіталі кожного атома карбону перпендикулярні до площини s-скелета і паралельні одна відносно одної. Це створює умови їх взаємного перекривання не тільки між атомами С₁-С₂ і С₃-С₄, але й частково між С₂-С₃. Завдяки такому боковому перекриванню чотирьох р_z-орбіталей утворюється єдина p-електронна хмара – так зване p,p-спряження зв¢язків, при якому p-електрони вже не належать окремим зв¢язкам, а делокалізуються по спряженій системі в цілому.

Делокалізація електронної густини – це її розподілення по всій спряженій системі, по всіх зв¢язках і атомах.

Рис. 12.4. Утворення спряженої системи в молекулі бутадієну-1,3: жирним пунктиром показане перекривання негібридизованих рz-орбіталей над і під площиною s-скелета

Таким чином, молекула бутадiєну-1,3 володіє системою зв'язаних подвійних зв'язків. Така особливість в будові дієнових вуглеводнів робить їх здатними приєднувати різні реагенти не тільки до сусідніх вуглецевих атомів (1,2-приєднання), але і до двох кінців cпряженої системи (1,4-приєднання) з утворенням подвійного зв'язку між другим і третім вуглецевими атомами (дуже часто продукт 1,4- приєднання є основним).

Розглянемо реакції галогенування і гідрогалогенування спряже­них дієнів.

3,4-дибромбутен-1

1,4-дибромбутен-2

3-хлорбутен-1

1-хлорбутен-2

Як видно, реакції бромування і гідрохлорування призводять до продуктів 1,2- і 1,4- приєднання, причому кількість останніх залежить, зокрема, від природи реагенту і умов проведення реакції.

Важливою особливістю спряжених дієнових вуглеводнів є їх здатність вступати в реакцію полімеризації. Полімеризація, як й у олефінів, здійснюється під впливом каталізаторів або ініціаторів. Вона може протікати по схемах 1,2- і 1,4- приєднання.