Подготовка к ЕГЭ по химии. Алкадиены.
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии

СН2=СН –СН=СН2 

     бутадиен-1,3  

      (дивинил)      

СН2=С –СН=СН2

         │                   2-метилбутадиен-1,3

         СН3                         (изопрен)

1.Изолированные двойные связи разделены в цепи двумя или более σ-связями:

СН2=СН–СН2–СН=СН2. Диены этого типа проявляют свойства, характерные для алкенов.

2. Кумулированные двойные связи расположены у одного атома углерода: СН2=С=СН2 (аллен)

Подобные диены (аллены) относятся к довольно редкому  и неустойчивому типу соединений.

3.Сопряженные двойные связи разделены одной σ-связью:  СН2=СН–СН=СН2

Сопряженные диены отличаются характерными свойствами, обусловленными электронным строением молекул, а именно, непрерывной последовательностью четырех sp2-атомов углерода.

1. Изомерия положения двойных связей:

2. Изомерия углеродного скелета:

3. Межклассовая изомерия с алкинами и  циклоалкенами. Например, формуле С4Н6 соответствуют следующие соединения:

4. Пространственная изомерия

Диены, имеющие различные заместители при углеродных атомах у двойных связей, подобно алкенам, проявляют цис-транс-изомерию.

  (1)Цис-изомер                 (2) Транс-изомер

РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ К СОПРЯЖЕННЫМ ДИЕНАМ.

       Присоединение галогенов, галогеноводородов, воды и других полярных реагентов происходит по электрофильному механизму (как в алкенах).

  Помимо присоединения по одной из двух двойных связей (1,2-присоединение), для сопряженных диенов характерно так называемое 1,4-присоединение, когда в реакции участвует вся делокализованная системы из двух двойных связей:

Соотношение продуктов 1,2- и 1,4- присоединения зависит от условий реакции (с повышением температуры обычно увеличивается вероятность 1,4-присоединения).

1. Гидрирование.

                                                     CН3-СН2-СН=СН2 (1,2-продукт)

СН2=СН-СН=СН2 + Н2 

                                                     СН3-СН=СН-СН3    (1,4-продукт)

   В присутствии катализатора Ni получается продукт полного гидрирования:

CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2 –(Ni,t)🡪 CH3-CH2-CH2-CH3

2. Галогенирование, гидрогалогенирование и гидратация

                                                           1,4-присоединение.

                                                           1,2-присоединение.

  При избытке брома присоединяется еще одна его молекула по месту оставшейся двойной связи с образованием 1,2,3,4-тетрабромбутана.

3. Реакция полимеризации. Реакция протекает преимущественно по 1,4-механизму, при этом образуется полимер с кратными связями, называемый  каучуком:

nСН2=СН-СН=СН2 🡪 (-СН2-СН=СН-СН2-)nполимеризация изопрена:

nCH2=C–CH=CH2 🡪( –CH2 –C =CH –CH2 –)n

         │                            │

         CH3                            CH3  (полиизопрен)

РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ – мягкое, жесткое, а также горение.

  Протекают так же, как и в случае алкенов – мягкое окисление приводит к многоатомному спирту, а жесткое окисление – к смеси различных продуктов, зависящих от строения диена:

СН2=СН –СН=СН2 + KMnO4 + H2O 🡪   СН2 – СН – СН – СН2  +MnO2 + KOH

                                                                       │      │      │      │

                                                                      OH    OH    OH    OH      

Алкадиены горят – до углекислого газа и воды.   С4Н6 + 5,5О2 🡪 4СО2 + 3Н2О

1. Каталитическое дегидрирование алканов (через стадию образования алкенов). Этим путем получают в промышленности дивинил из бутана, содержащегося в газах нефтепереработки и в попутных газах:

Каталитическим дегидрированием изопентана (2-метилбутана) получают изопрен:  

2. Синтез  Лебедева:

(катализатор – смесь оксидов Al2O3,MgO,ZnO

2 C2H5OH –( Al2O3,MgO,ZnO, 450˚C)🡪 CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2

3. Дегидратация двухатомных спиртов:

4. Действие спиртового раствора щелочи на дигалогеналканы (дегидрогалогенирование):