Алкадиены
д/з
записать химические свойства и получение алкадиенов
Алкадиены – это
непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых
присутствуют две двойные связи между атомами углерода С=С.
Общая формула
алкадиенов CnH2n+2 (как у алкинов, а также циклоалкенов),
где n ≥ 3.
СТРОЕНИЕ
АЛКАДИЕНОВ
Свойства
алкадиенов определяются их строением и взаимных расположением двойных связей
в молекуле.
Изолированные
двойные связи разделены в углеродной цепи двумя или более σ-связями С–С.
Например, в пентадиене-1,4:
CH2=CH–CH2–CH=CH2
Изолированные
алкадиены проявляют свойства алкенов.
Кумулированные
двойные связи расположены в углеродной цепи у одного атома углерода. Например,
пропадиен:
CH2=C=CH2
Кумулированные
алкадиены неустойчивы.
Сопряженные
двойные связи разделены одной σ-связью С-С. Например, бутадиен-1,3:
CH2=CH–CH=CH2
Сопряженные
алкадиены обладают характерными свойствами, которые отличаются от свойств
алкенов.
Строение
сопряженных алкадиенов
Молекула
бутадиена-1,3 содержит четыре атома углерода в sp2—гибридизованном
состоянии.
π-Электроны
двойных связей образуют единое π-электронное облако (сопряженную систему)
и делокализованы (равномерно распределены) между всеми атомами углерода.
Это
соответствует плоскому строению молекулы бутадиена-1,3.
Образуется
единая сопряженная π-система, которая может вступать во взаимодействие
целиком, используя все четыре р-орбитали π-связей.
|
Реальное
строение бутадиена более точно отражает формула с делокализованными
«полуторными» связями.
Аналогичное
устроены и другие сопряженные алкадиены.
Например,
2-метилбутадиен-1,3:
Сопряжение
в молекуле алкадиенов можно также схематично изобразить так:
Структурная изомерия
Для алкенов
характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета,
изомерия положения кратных связей и межклассовая изомерия.
Структурные
изомеры — это соединения с
одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле,
т.е. строением молекул.
Изомеры положения двойных связей отличаются положением двойных связей.
Например.
Изомеры положения
двойных связей с формулой С6Н10 — гексадиен-1,3 и
гексадиен-2,4
|
Гексадиен-1,3
|
Гексадиен-2,4
|
|
|
Межклассовые
изомеры — это вещества разных
классов с различным строением, но одинаковым составом. Алкадиены являются
межклассовыми изомерами с алкинами и циклоалкенами с общей формулой — CnH2n-2.
Например.
Межклассовые
изомеры с общей формулой С4Н6 — бутадиен-1,3,
бутин-1, циклобутен
|
Бутадиен-1,3
|
Бутин-1
|
Циклобутен
|
|
|
|
Изомеры
углеродного скелета отличаются строением
углеродного скелета.
Например.
Изомеры углеродного скелета, которые
соответствуют формуле С5Н8 — пентадиен-1,3 и
2-метилбутадиен-1,3 (изопрен)
|
Пентадиен-1,3
|
2-Метилбутадиен-1,3
|
|
|
Пространственная изомерия
Для некоторых
алкадиенов характерна пространственная изомерия: цис-транс-изомерия
и оптическая.
Алкадиены, которые
обладают достаточно большим углеродным скелетом, могут существовать в виде
оптических изомеров. В молекуле алкадиена должен присутствовать асимметрический
атом углерода (атом углерода, связанный с четырьмя различными
заместителями).
Цис-транс-изомерия обусловлена отсутствием вращения по двойной связи у
некоторых алкадиенов.
Алкадиены, имеющие у
каждого из двух атомов углерода при двойной связи различные заместители,
могут существовать в виде двух изомеров, отличающихся расположением
заместителей относительно плоскости π-связи.
Алкадиены, в которых
одинаковые заместители располагаются по одну сторону от плоскости двойной
связи, это цис-изомеры. Алкадиены, в которых
одинаковые заместители располагаются по разные стороны от плоскости двойной
связи, это транс-изомеры.
цис-Алкадиен
|
транс-Алкадиен
|
|
|
Цис-транс-изомерия не характерна для тех
алкадиенов, у которых хотя бы один из атомов углерода при двойной связи имеет два
одинаковых соседних атома.
Например.
Для бутадиена-1,3 цис-транс-изомерия
не характерна, так как у одного из атомов углерода при двойной связи есть два
одинаковых заместителя (два атома водорода)
|
CH2=CH–CH=CH2
НОМЕНКЛАТУРА АЛКАДИЕНОВ
В
названиях алкадиенов для обозначения двух двойных связей используется суффикс
-ДИЕН.
Например, алкадиен имеет название
бутадиен-1,3.
|
При
этом правила составления названий (номенклатура) для алкадиенов в целом такие
же, как и для алканов.
Для
простейших алкадиенов применяются также исторически сложившиеся (тривиальные)
названия:
Тривиальное название
|
Формула алкадиена
|
Дивинил
|
|
Изопрен
|
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.