Диеновые углеводороды. Классификация, свойства, получение. Особенности реакций присоединения у сопряженных диеновых углеводородов

Непредельные соединения, содержащие в молекуле две двойные связи, называют диеновыми углеводородами. Их называют также алкадиенами или диолефинами. Общая формула таких соединений СnH2n-2.

По систематической номенклатуре диеновые углеводороды называют также как этиленовые, заменяя суффикс –ен на –диен (две двойные связи). Положение каждой двойной связи обозначается цифрой. Нумерологию производят так, чтобы эти цифры имели меньший порядковый номер: Довольно часто применяют рациональные и тривиальные названия (дивинил, изопрен и т.д.).

Свойства диеновых углеводородов определяются их строением и, в первую очередь, взаимным расположением двух двойных связей в молекуле. Если эти связи расположены рядом, то они называются кумулированными или алленовыми: СН2=С=СН2 (пропадиен (аллен)). Две двойные связи могут быть разделены одной простой связью. Такие связи называют сопряженными или конъюктивированными: СН2=СН-СН=СН2 (бутадиен-1,3 (дивинил)). Диены, в молекулах которых двойные связи разделены двумя или несколькими простыми связями, называют диенам с изолированными или несопряженными связями: СН2=СН-СН2-СН2-СН2-СН=СН2 (гептадиен – 1,6). Из этих трех видов диеновых углеводородов наибольшее значение имеют диены с сопряженными двойными связями. Они способны полимеризоваться и образовывать цепные полимерные материалы.

Способы получения

Рассмотрим некоторые способы получения наиболее важных представителей диеновых углеводородов – производных алкадиенов – 1,3.

1. Дивинил и изопрен могут быть выделены из продуктов пиролиза нефти. Пиролиз: парофазный крекинг при более высоких температурах (650-9000С) и атмосферном давлении. Термический крекинг: жидкофазный процесс, переработка тяжелых фракций и остатков от переработки нефти, а также легких фракций - керосина, газойля при 470-5400С и давлении 3,9-5,9 МПа; и парофазный процесс, переработка гудрона, битумов и крекинг-остатков при 550-6000С и нормальном давлении.

2. Основной промышленный способ получения бутадиена – 1,3 (дивинила) состоит в дегидрировании н-бутана или н-бутилена над хромо-алюминиевым катализатором (оксид хрома на оксиде алюминия) Дегидрированием изопентана или изоалленов (пентан-пентеновой фракции газов крекинга нефти) получают изопрен: Процесс получения изопрена сложнее чем получение бутадиена-1,3, так как в условиях дегидрирования могут получаться разные изомеры.

122 Способы получения ВМС. Понятие о реакциях полимеризации и сополимеризации. Каучуки. Реакции поликонденсации.

Синтетические полимеры получают в результате реакций полимеризации и поликонденсации. Получение полимеров реакцией полимеризации и поликонденсации - основные пути синтеза ВМС на сегодняшний день.

Полимериза́ция — процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера.

Механизм полимеризации обычно включает в себя ряд связанных стадий:

инициирование — зарождение активных центров полимеризации;

рост (продолжение) цепи — процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам;

передача цепи — переход активного центра на другую молекулу;

разветвление цепи — образование нескольких активных центров из одного;

обрыв цепи — гибель активных центров.

Сополимеризация, совместная полимеризация двух или более мономеров.

Поликонденсация— процесс синтеза полимеров из полифункциональных (чаще всего бифункциональных) соединений, обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов (воды, спиртов и т. п.) при взаимодействии функциональных групп.

По происхождению высокомолекулярные соединения делят на природные, или биополимеры (например, белки,нуклеиновые кислоты, полисахариды), и синтетические (например, полиэтилен, полистирол, феноло-альдегидные смолы).

Природные ысокомолекулярные соединения, образующиеся в клетках живых организмов в результате биосинтеза, могут быть выделены из растительного и животного сырья с помощью экстрагирования, фракционного осаждения и других методов. Основные пути получения синтетических высокомолекулярных соединений - полимеризация иполиконденсация.

Карбоцепные высокомолекулярные соединения обычно синтезируют полимеризацией мономеров по кратным углерод-углеродным связям. Гетероцепные высокомолекулярные соединения получают поликонденсацией, а также полимеризацией мономеров по кратным гетероатомным связям типа С=О, N=C—О, С N (например, альдегиды, изоцианаты, нитрилы) или с раскрытием гетероциклических группировок (например, окисей олефинов, лактамов).

Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получаютрезины и эбониты.

Каучуки – эластичные материалы, из кот. получают резину. Из каучуков изг. покрышки и камеры для колес самолетов. Натуральный каучук – высокомол. непредельный углеводород (C5H8)n, где n сост. от 1000 до 3000. Нат. каучук – полимер изопрена:

nCH2 = C – CH = CH2 (изопрен) → ( - CH2 = C – CH = CH2 - )n - натуральный каучук

Его получают из млечного сока каучуконосных растений – гевеи. Синт. каучук в промыш. По способу Лебедева: nСH2 = CH – CH = CH2 (бутадиен-1,3)→ ( - CH2 – CH = CH – CH2 - )n (синт. каучук (полибутадиен))