химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

При дегидрогалогенировании 2-бромбугана мо[ут образоваться два алкена Какон из них будет преобладать9

8 Почему алкены склонны к реакциям электрофильного присоединения'' Какова природа атакующего реагента в этих реакциях'

9 Приведите схему реакции присоединения брома к бутену-2

10 Сформулируйте правило Марковникова Объясните действие этого правила с точки зрения электронных эффектов в молекуле

11 Опишите механизм реакции присоединения бромоводорода к 2-метнл-пропену Почему образуется только один из двух возможных продуктов9

12 Как качественно обнаружить наличие двойной связи в соединении'

13 Напишите сфуктурные формулы всех yiлеводородов сосыва С(Н|7, способных сущее(вовать в виде цис- а транс-изомеров

14 Каким образом нз пенгаиола-1 можно получим, пешандиол-2 3' Напиши 1С схем) последовательно протекающих реакции

15 Циклогексен, полученный прн демпфировании hhkjioi ексана содержит примесь исходного вещества 3iy смесь трудно разделим, фракционной перегонкой из-за близости температур кипения цикло!ексана (81 С) и циклогексена (83 "С) Какие химические превращения можно использовать, чтобы раздели ib смесь на индивидуальные yi леводороды9

• Алкадиенами называются ненасыщенные углеводороды, содержащие две двойные связи Общая формула алкадиенов СлН,л ,

2.3.1. НОМЕНКЛАТУРА

О наличии двух двойных связей в молекуле алкадиена говорит суффикс -диен. Для указания положения каждой двойной связи главную углеродную цепь нумеруют так, чтобы в нее входили обе двойные связи, а атомы углерода, связанные двойными связями, получили наименьшие номера Для некоторых алкадиенов продолжают использоваться тривиальные названия, например изопрен

2.3. АЛКАДИЕНЫ

89

СН,= СН—СН=СН, сн,=с—сн = сн, сн — сн =сн—сн=сн,

Бу I адиен-1,3 2-Мсгилбу1адпеп-1.3 Петадиеп-1 3

(дивинил) (изопрен)

Задание 2.29. Напиши гс структурную формулу 2-метилгексаднеиа-2,4

Если двойные связи разделены в цепи одним или более i/j'-гибри-дизованными атомами углерода, то такие связи считаются изолированными.

СН2 =СН—СН--СН =СН; Пен гадиен-1,4

Химические свойства алкадиенов с изолированными двойными связями такие же, как и у алкенов, с той разницей, что в реакции могут вступать не только одна, но и две двойные связи независимо друг от друга.

Если двойные связи разделены только одной а-связью, то их называют сопряженными двойными связями. В этом случае в соединении двойные и одинарные связи чередуются.

/ С= С—(СНг) —с= с(

I "I Изолированные двойные связи

)с=с—С=С\ СН,=СН—сн=сн,

Сопряженные Бу1адиен-1,3 двойные связи

• Соединения с чередующимися двойными и одинарными связями называются сопряженными.

2.3.2. СТРОЕНИЕ БУТАДИЕНА-1,3. СОПРЯЖЕНИЕ

Соединения с чередующимся расположением двойных связей отличаются по химическим свойствам как от алкенов, так и от других типов алкадиенов. Особенности химического поведения этих соединений объясняются наличием сопряжения.

• Сопряжение — это образование единого электронного облака в результате взаимодействия негибридизованных ^-орбиталей в молекуле с чередующимися двойными и одинарными связями

90

Простейшим сопряженным алкадиеном является бутадиен-1,3. Все четыре атома углерода в бутадиене-1,3 находятся в состоянии spl-гибридизации. Они лежат в одной плоское!и и составляют а-скелет молекулы (рис. 2.15, а) Негибридизованные р -орбитали каждого атома углерода перпендикулярны плоскости а-скелета и параллельны друг другу, что создает условия для их взаимного перекрывания Перекрывание происходит не только между атомами С-1—С-2 и С-3—С-4, но и частично между атомами С-2—С-3 (рис. 2 15,6) При перекрывании четырех р.-орбиталей происходит образование единого я-электронного облака, т. е. сопряжение двух двойных связей (рис. 2.15, в). Этот тип сопряжения называется л,л-сопряжением, так как взаимодействуют орбитали л-связей

В сопряженной системе л-электроны уже не принадлежат определенным связям, они делокализованы

• Делокализация электронной плотности — это ее распределение по всей сопряженной системе, по всем связям и атомам.

Делокализация л-электронов в сопряженной системе сопровождается выделением энергии, и поэтому сопряженные системы обладают меньшим запасом энергии, т е они более устойчивы, чем соединения с изолированными двойными связями. Энергия сопряжения (энергия делокализации) для бутадиена-1,3 составляет 15 кДж/моль В результате образования сопряженной системы происходит частичное выравнивание длин связей одинарная становится короче, а двойная — длиннее

Цепь сопряжения может включать большое число двойных связей Чем она длиннее, тем больше делокализация я-электронов и тем устойчивее молекула Многие соединения, содержащие длинную цепь сопряжения — полиены, — широко распространены в природе

Задание 2.30. Объясните, как образуется сопряженная сноема в молекуле гексадиена-2,4

,с=с

н _

Рис. 2.15. Образование сопряженной системы в молекуле бутадиена-1,3 Объяснение в тексте

91

2.3.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Важное промышленное значение имеет бутадиен-1,3, или дивинил, так как он является сырьем для получения синтетического каучука. Для получения бутадиена-1,3 используют бутановую фракцию крекинг-процесса нефти или попутный нефтяной газ. При температуре 600 °С происходит ступенчатое дегидрирование бутана над смешан- ' ным катализатором ¦— оксидом хрома(Ш) на оксиде алюминия (Сг^О,/ А120,) с образованием бутадиена-1,3 (т. кип. -3 °С).

СН,СН,СН,СН,—СН.СН,СН = СН,-—> СН,= СН—СН = CH,

Бутан Бутен-1 Бутадиен-1.3

Синтетический способ получения бутадиена-1,3 из этанола был открыт в 1932 г. С. В.Лебедевым. В нашей стране на основе этого метода было впервые организовано промышленное получение бутадиена как сырья для производства синтетического каучука. По способу Лебедева бутадиен-1,3 получается в результате одновременного дегидрирования и дегидратации этанола. Для осуществления этих реакций используются смешанные катализаторы на основе оксида цинка ZnO и оксида алюминия А120,. В суммарном виде этот процесс можно представить в виде следующей реакции.

Другим важным представителем алкадиенов является 2-метилбу-тадиен-1,3, или изопрен, представляющий собой легкокипящую жидкость (т. кип. 34 °С). Изопрен впервые был получен из натурального каучука нагреванием его без доступа воздуха (сухая перегонка). В настоящее время в промышленности изопрен получают в основном из легких фракций углеводородов, образующихся при крекинг-переработке нефти, например дегидрировании изопентана (2-метилбутана) на оксидных катализаторах.

2С,Н,ОН

44(1 Ч

СН, = СН—СН = СН, + Н, + 2Н.О

ЭIачол

Бутадиен-1,3

СН

сн.

4

сн-сн—сн— сн,

55(1 «С

+ СН ,= С—CH=CH,+ 2Н,

2- Мс I нлбу I ан

2-Мет нлбу! плиса-1,3

92

2.3.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Для алкадиенов наиболее характерны реакции электрофильного присоединения Af (см. 2.2.6.1). Однако в химическом поведении алкадиенов-1,3 есть особенности, связанные с наличием в их молекулах сопряжения. Так, в реакциях присоединения могут быть получены два продукта. Один из них получается за счет присоединения по любой двойной связи, т. е. такой продукт является результатом 1,2-присоединения. В этом случае алкадиен ведет себя подобно алкену. Другой продукт получается в результате 1,4-присоединения. В этом случае молекула алкадиена ведет себя как единая сопряженная система и присоединение к ней идет как бы по ее «концам». В получающемся продукте между атомами С-2—С-3 содержится двойная связь

Преимущественное протекание реакции по тому или иному пути зависит от конкретных условий. Например, бутадиен-1,3 в реакциях 1идрирования и гидробромирования в зависимости от условий дает продукты 1,2- или 1,4-присоединения.

ГИДРИРОВАНИЕ

1 2 3 4

сн2=сн-сн=сн2-

Бутадиен-1,3

1.2-Присовдииение

2СгН5Он + 2Na

1,4-Лрисоединание j

СН2-СН-СН=СН2

н н

Бутен-1

сн2-сн=сн-сн2 I 1 н н

Бутен-2

ЖИРОВАНИЕ

-80° С

СНо=СН—СН=СН2^-Бутадиен-1.3

ШИ*""""......

40° С

—сн2-сн-сн=сн2

* I I

Н Вг

З-Бромбутен-1

1,4-Присоединение

СНо-СН=СН-СН2 I I

Н Вг

1-Бромбутен-2

93

Задание 2.3Т. Напишите схему реакций взаимодействия бутадиена-1,3 с хлором. Назовите полученные продукты.

Задание 2.32. Какие продукты получаются при взаимодействии пен-тадиена-1,3 с бромоводородом? Назовите их.

Каучуки. Природный (натуральный) каучук получают из млечного сока (латекса) некоторых тропических растений — каучуконосов. Натуральный каучук представляет собой линейный полимер 2-метил-бутадиена-1,3 (изопрена), т. е. является полиизопреном.

пСИ. = С—СН = СН,--> (—СН—С = СН—СН — )„

I I СН, сн,

Изопрен Полиизопреп

Особенностью такого полимера является наличие в макромолеку-лярной цепи множества двойных связей. В натуральном каучуке мономерные остатки соединены таким образом, что полимерная цепь имеет ^/^-конфигурацию, т. е. все одинаковые группы, в данном случае группы СН,, расположены по одну сторону плоскости двойной связи. Такой полимер называется стереорегулярным.

ИЗОПРЕНОВЫЕ ЗВЕНЬЯ

CH3 H

цис-Полиизопрен

Сырьем для получения синтетических каучуков являются бутадиен-1,3 и его производные. Бутадиен-^1,3 полимеризуется по типу 1,4-присоединения.

«С H ,= С Н—С Н= С Н,-> (—С Н — СН = СН — С Н — )t

Бут адиеп-1,3 Полибуз адпсп

В настоящее время полимеризацией бутадиена-1,3 над металлоор-ганическими катализаторами получают линейный, стереорегулярный

94

бутадиеновый каучук, в котором полимерная цепь имеет ш/с-конфигурацию, как в натуральном каучуке.

Промышленность производит много видов синтетических каучуков с самыми различными свойствами, сырьем для которых являются производные бутадиена-1,3. Например, полимеризацией 2-хлорбута-диена-1,3 (хлоропрсна) СН,= СС1—СН= СН получают так называемый хлоропреновый каучук. Он негорюч, свето- и термостоек, устойчив к действию растворителей и масел.

Для получения синтетических каучуков с нужными свойствами широко применяют процесс совместной полимеризации (сополимери-зации) бутадиена-1,3 с другими непредельными соединениями — производными этилена, например с винилхлоридо

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
где обучиться ремонту газовых котлов в свердловской области
Royal London 41153-02
акустика для кинотеатра 5 1
Купить дом на Ильинском шоссе в Козино

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.01.2017)