Диеновые углеводороды

Номенклатура.

Изомерия. Для диеновых углеводородов характерны два вида изомерии — углеродной цепи и двойных связей. Два наиболее важных представителя диеновых углеводородов — бутадиен-1,3 (дивинил) и 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен). В них двойные связи разделены одинарной:

СН,=СН-СН=СН2 СН,=С-СН=СН,

бутадиен-1,3 I

СН,

2-метилбутаднен-1,3 Химические свойства. Сходны с непредельными углеводородами. Реакции присоединения:

СН,=СН-СН=СН2 + Вг, -> СН.Вг-СН=СН-СН,Вг

бутадиен-1,3 1,4-дибромбутен

При взаимодействии с бромом двойные связи разрываются, затем происходит присоединение двух атомов брома. Оставшиеся свободные валентности образуют двойную связь. Таким образом, в реакциях присоединения у диеновых углеводородов происходит перемещение двойной связи

Алкины

Алкииы, или ацетиленовые углеводороды — углеводороды, имеющие в молекуле одну тройную связь. Общая формула алкинов СлНЬі_2. Ацетилен С,Н, — первый член гомологического ряда алкинов. Поэтому алкины часто называют ацетиленовыми углеводородами и рассматривают как продукты замещения атомов водорода в ацетилене.

Номенклатура. По номенклатуре IUPA С наличие тройной связи в молекуле обозначается суффиксом -ии, который заменяет суффикс -ан в названии соответствующего алкана. Например, этин. пропин, бутин и т, д. Главную углеродную цепь, обязательно включающую тройную связь, нумеруют так, чтобы атомы, связанные тройной связью, получили наименьшие номера. Например,

5 4 3 2 1

сн,-сн-сн,-с=сн " I

СН,

4-метилпентин-1

Электронное строение (на примере ацетплепа).

Изомерия. Для алкннов характерна структурная изомерия, обусловленная строением углеродной цепи и положением тройной связи.

Физические свойства. По физическим свойствам алкины напоминают алкены. Низшие алкины С,-С4 представляют собой газы, С5-С|6-жидкости, высшие алкины — твердые вещества. Температуры кипения у алкинов несколько выше, чем у соответствующих алкенов. Алкины нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в неполярных органических растворителях.

Получение. Общим способом получения алкинов является реакция дегид- рогалогенирования:

СН,-СВг,-СН, + 2КОН„ — qH,-C=CH + 2КВг + +2Н,0;

СНВг-СНВг -СН, + 2КОН — СН.-СзСН + 2КВг + +2Н,.

2 3 UI 3 .

Получение ацетилена. Ацетилен в промышленности и в лаборатории получают из карбида кальция, действуя на него водой:

СаС, + 2Н,0 -> Са(ОН), + С.Н,.

В больших количествах ацетилен получают из метана: 2СН4 -»СН s СН + ЗН,.

Ацетилен можно получить синтезом из элементов: 2С + Н2 С,Н,.

Применение ацетилена. Ацетилен используется для сварки и резки металлов. Является ценным сырьем для производства многих органических соединений (уксусная кислота, уксусный альдегид, этиловый спирт, пластмассы, каучуки). Некоторые производные ацетилена — хорошие растворители.

Химические свойства Реакции Уравнения Гидрирование (реакции восстановления) При высокой температуре в присутствии катализаторов (Ni. Pi) алкины присоединяют водород. Реакция идет в две стадии: 1)

С2Н, + Н, С2Н4 (этилен); 2)

С2Н4 + Н2 -> С,Н„ (этан) Галогенирование Реакция идет в две стадии: 1)

СНзСН + Вг2 -»СНВг=СНВг 2)

CHBr=CHBr + Вг, -> СНВг,-СНВг,

Служит качественной реакцией на непредельные углеводороды (обесцвечивание бромной воды)

Реакции Уравнения Присоединение

галогеноводо-

родов Для активации галогеноводорода используют А1С13.

Присоединение галогеноводородов происходит по правилу Марковникова Реакция

Кучерова

(гидратация) СН^СН + н,о "" |СН,=СН-ОН] ->

-»снгсн=о

виниловый спирт

Реакция Кучерова протекает при нагревании в присутствии солей ртути (И). В обычных условиях ацетилен с водой не взаимодействует. Реакция Кучерова имеет большое практическое значение, так как позволяет получать дешевым путем уксусный альдегид, используемый для производства уксусной кислоты, этилового спирта и т. д. В результате реакции гидратации только ацетилен превращается в альдегид; гидратация других алкинов протекает по правилу Марковникова, а конечным продуктом являются кетоны Реакция замещения (качественная реакция) /, NH,ОН , CHsCH +Ag,0 ! AgOCAgl + Н,0

Образуется желтый осадок ацетиленида серебра Полимеризация Димеризация:

2H-GC-H ^-СН,=СН-С=СН

винилацетилен Тримеризация: ..

3H-Csc-H 'кт> с @

Если полимеризацию ацетилена вести в присутствии раствора хлороводорода или солей соляной кислоты, то образуется хлорпрен:

н-с=с-н + н-с=с-н с"-с': НС=С-СН=СН, -> НС1

Н,С=С-СН=СН.

1

С1

хлорпрен

При определенных условиях хлорпрен полимеризуется с образованием хлорпренового каучука Окисление При окислении в кислой среде обычно происходит расщепление тройной связи и образуются карбоновые кислоты:

R-OC-R' + IO] + Н20 -> R-COOH + R'-COOH Горение: 2С,Н, + 50: 4СО/Г + 2Н,0