Строение. Изомерия и номенклатура. Алкадиены — непредельные углеводороды, содержащие две двойные связи

Алкадиены — непредельные углеводороды, содержащие две двойные связи. Общая формула алкадиенов С_nН_2n-2.

Если двойные связи разделены в углеродной цепи двумя или более одинарными связями (например, пентадиен-1,4), то такие двойные связи называются изолированными. Химические свойства алкадиенов с изолированными двойными связями не отличаются от свойств алкенов с той лишь разницей, что в ре­акции могут вступать не одна, а две двойные связи независимо друг от друга.

Если двойные связи разделены в цепи только одной s-связью, то их называют сопряженными. Важнейшие представители со­пряженных диенов:

СН₂ = СН-СН = СН₂ СН₂ = С(СН₃)-СН = СН₂.
бутадиен-1,3 изопрен

Существуют также диены с системой С = С = С, называемые аленами: такие двойные связи называют кумулированными. Пер­вый член гомологического ряда — аллен СН₂ = С = СН₂ : бесцветный газ с t_nл = -136,2 °С и t_кип = -34,5 °С.

Далее рассмотрим только сопряженные диены, имеющие большое практическое значение.

В сопряженных диенах p-электронные облака двойных связей перекрываются между собой и образуют единое p-электронное облако. В сопряженной системе p-электроны уже не принадлежат определенным связям, они делокализованы по всем атомам, поэтому структуру диенов можно изобразить сле­дующим образом (на примере бутадиена):

Пунктирные линии показывают область делокализации элек­тронов и обозначают промежуточный порядок связи между С-С и С = С. Цепь сопряжения может включать большое число двой­ных связей. Чем она длиннее, тем больше делокализация p-электронов и тем устойчивее молекула.

Для алкадиенов характерны те же виды изомерии, что и для алкенов:

1) изомерия углеродного скелета.

2) изомерия положения двойных связей

3) цис-транс-изомерия.

Номенклатура. Главную цепь в диенах выбирают так, чтобы она содержала обе двойные связи, и нумеруют с того конца, при котором сумма номеров положений двойных связей минимальна. В названии соответствующего алкана окончание -ан заменяется на -диен.

Диеновые углеводороды различаются расположением двойных связей, такое расположение вследствие эффектов сопряжения связей сказывается на их реакционной способности. Существуют три класса диенов:

1. Аллены — диены с кумулированными связями, замещённые производные пропадиена-1,2 H₂C=C=CH₂

2. Сопряжённые диены или 1,3-диены — замещённые производные бутадиена-1,3 CH₂=CH–CH=CH₂

3. Изолированные диены, в которых двойные связи располагаются через две и более простых связи С–С

Получение. Основной промышленный способ получения диенов — дегидрирование алканов.

Бутадиен-1,3 (дивинил) получают из бутана:

	t,Сr2О3
СН3-СН2-СН2-СН3	→	СН2=СН-СН=СН2 + 2Н2,

а изопрен (2-метилбутадиен-1,3) — из 2-метилбутана:

	t, Сr2О3
СН3-СН(СН3)-СН2-СН3	→	СН2=С(СН3)-СН=СН2+2Н2.

Бутадиен-1,3 можно также получать по реакции Лебедева пу­тем одновременного дегидрирования и дегидратации этанола:

	t, ZnO, Al2O3
2С2Н5ОН	→	СН2=СН-СН=СН2 + Н2 + 2Н2О.