Строение, реакционные способности и методы синтеза алкадиенов

1. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКАДИЕНОВ

900igr.net
1

2. Алкадиены

Непредельные соединения,
содержащие в молекуле две
двойные связи, называются
диеновыми углеводородами
(алкадиенами).
СnН2n-2
диолефины
2

3. Алкадиены

Строение и классификация
H2C
C
CH2
H2C CH HC CH2
кумулированный
пропадиен
(аллен)
сопряженный
бутадиен-1,3
(дивинил)
H2C CH CH2 HC CH2
изолированный
пентадиен-1,4
3

4. Алкадиены

Строение и классификация
Сопряжение — это образование единого
электронного облака в результате
взаимодействия негибридизованных pz-орбиталей
в молекуле с чередующимися двойными и
одинарными связями.
4

5. Алкадиены

Строение и классификация
Делокализация электронной плотности — это ее
распределение по всей сопряженной системе, по
всем связям и атомам.
5

6. Алкадиены

бутадиен-1,3
6

7. Алкадиены

пентадиен-1,4
7

8. Алкадиены

бутадиен-1,3
пентадиен-1,4
8

9. Алкадиены

Строение и классификация
Соединение
Длина
Длина
двойной связи
одинарной
(C=C) , нм
связи (C–C), нм
CH2=CH–CH=CH2
0,136
0,146
CH2=CH2
0,134
–
CH3–CH3
–
0,154
9

10. Алкадиены

Номенклатура и изомерия
1
H2C
2
3
4
5
CH CH CH CH3
H2C C HC CH2
пентадиен-1,3
2-метилбутадиен
(изопрен)
CH3
10

11. Алкадиены

Номенклатура и изомерия
ЛЕБЕДЕВ
Сергей Васильевич
(25.VII.1874 - 2.V.1934)
11

12. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
1,2
H 2C
CH
HC
H 2CCl CHCl HC
CH 2
3,4-дихлорбутен-1
CH 2 + Cl2
1,4
H 2CCl
HC
CH
CH 2Cl
1,4-дихлорбутен-2
12

13. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
1,2
H 2C
CH
HC
H 3C CHBr HC
CH 2
3-бромбутен-1
CH 2 + HBr
1,4
H 3C
HC
CH
1-бромбутен-2
CH 2Br
13

14. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
H2C
CH
HC
CH2 + Br2
CH2 CH
Br
CH
Br
3,4-дибромбутен-1
CH2 + CH2 CH
Br
CH
1,4-дибромбутен-2
(транс > цис)
CH2
Br
14

15. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
1,4-аддукт
CH2
40°C
CH
CH
CH2
Br2
H2C
Br
-80°C
H2C
Br
CH
CH
~ 80%
CH
CH
~ 20%
1,2-аддукт
CH2
CH2 CH
Br
Br
CH2
CH2 CH
CH
Br
Br
~ 80%
Br
Br
CH
CH2
~ 20%
CH2
15

16. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
H2C
CH
HC
CH2 + Br2
H2C
CH
Br
CHBr
CH
CH
CH2
Br
BrCH2 CH
H2C
HC
HC
BrCH2 CH
CH
CH2
CH2
16

17. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
H2C
CH
HC
CH2
Br+
BrCH2 CH
CH
CH2
Br-
BrCH2 CH
образование кинетически контролируемого продукта
CH
CH2
Br
17

18. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
BrCH2 CH
CH
CH2
40°С
-Br-
BrCH2 CH
CH
CH2
Br
BrCH2 CH
BrCH2 CH
CH
CH2
40°С
CH
H
H
BrCH2 C
C
CH2
CH2
+
+Br-
BrCH2 CH
BrCH2 CH
CH
CH
CH2Br
CH2Br
Br
1,2-аддукт
1,4-аддукт
Образование термодинамически контролируемого продукта реакции
18

19. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
19

20. Алкадиены

Химические свойства
Реакции присоединения
H 2/Ni
H 3C CH 2 HC
CH 2
H 3C
CH 3
бутен-1
H 2C
CH
HC
CH 2
2H
2H 2/Ni
HC
CH
бутен-2
CH 3CH 2CH 2CH 3
бутан
20

21. Алкадиены

Химические свойства
Диеновые синтезы (реакция Дильса-Альдера)
HC
HC
CH 2
CH 2
CH 2
HC
CH 2
HC
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
диенофилы
21

22. Алкадиены

Химические свойства
Диеновые синтезы (реакция Дильса-Альдера)
1928 г.
Нобелевская премия
по химии (1950 г.)
Отто Дильс
1876-1954
Kurt Alder
1902-1958
22

23. Алкадиены

Химические свойства
Диеновые синтезы (реакция Дильса-Альдера)
O
O
O
O
п-бензохинон
23

24. Алкадиены

Химические свойства
Диеновые синтезы (реакция Дильса-Альдера)
24

25. Алкадиены

Химические свойства
Реакции полимеризации
n H 2C
CH
HC
CH 2
H 2C
CH
HC
CH 2 H 2C
CH
HC
CH 2
фрагмент молекулы полибутадиена
бутадиен-1,3
H 2C
CH
HC
CH 2
n
25

26. Алкадиены

Химические свойства
Реакции полимеризации
n H2C
C
CH
CH2
H2C
CH3
C
CH
CH2 CH2 C
CH3
CH
CH2
CH3
фрагмент молекулы полиизопрена
2-метилбутадиен-1,3
H2C
C
CH3
CH
CH2
n
26

27. Алкадиены

Химические свойства
Реакции полимеризации
n H2C
C
CH
CH2
H2C
CH3
C
CH
CH2 CH2 C
CH3
CH
CH2
CH3
фрагмент молекулы полиизопрена
2-метилбутадиен-1,3
H2C
C
CH3
CH
CH2
n
27

28. Алкадиены

Каучуконосы
ГЕВЕЯ БРАЗИЛЬСКАЯ
(Hevea brasiliensis)
ГЕВЕЯ БРАЗИЛЬСКАЯ (Hevea brasiliensis) Содержание каучука в
млечном соке у этого каучукового дерева бассейна Амазонки, достигает
40—50%. Каучук, добываемый из этого растения, составляет 90—92%
мирового производства натурального каучука. В настоящее время
гевея бразильская широко культивируется в тропической Азии (остров
Шри-Ланка, полуостров Малакка, Малайский архипелаг), Африке
(Нигерия).
28

29. Алкадиены

Каучуконосы
ГЕВЕЯ БРАЗИЛЬСКАЯ
(Hevea brasiliensis)
29

30. Алкадиены

Каучуконосы
30

31. Алкадиены

Каучуконосы
Добытчик каучука,
коагулирующий собранный
латекс, сначала собирая его на
палку, а затем удерживая ее над
чаном с дымом
Переработка каучука на
плантации в Восточном Камеруне
31

32. Алкадиены

Каучуконосы
На полях кок-сагыза. Фото 1943 года
Одуванчик кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz Rodin) открыт в 1931 г.
Распространен в долинах восточного Тянь-Шаня (Нарынкольский
район Алма-Атинской обл.). В культуре его возделывали в России,
Казахстане, Белоруссии, на Украине (в 1956 г. здесь засевалось 7
тыс. га), в странах Прибалтики, Швеции, Северном Китае, США.
Эффективный каучуконос. В корнях содержится 6-11% каучука (в
корнях дикорастущих растений - до 27%), который по качеству не
уступает каучуку из гевеи.
32

33. Алкадиены

Каучуконосы
Кок-сагыз
33