Dienes

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. november 2020; checks kræver 17 redigeringer .

Alkadiener ( diener , diencarbonhydrider , diolefiner [1] ) er acykliske umættede kulbrinter , der indeholder to kulstof - kulstof dobbeltbindinger, der danner en homolog serie med den almene formel C n H 2n-2

Kulstofatomer i dobbeltbindinger er i en tilstand af sp-hybridisering . Den simpleste alkadien er propadien (C 3 H 4 ), som hører til de kumulerede diener.

Ifølge IUPAC- nomenklaturen dannes navnene på alkadiener ud fra navnene på de tilsvarende alkaner ved at erstatte suffikset " -an " med " -dien ". Placeringen af dobbeltbindinger er angivet med et arabisk tal.

Klassifikation

Afhængigt af den gensidige ordning af flere bindinger, er diener opdelt i tre grupper [2] [3] :

1) Diener med allen ( kumulerede ) bindinger (1,2-diener): CH2=C=CH2;

2) Diener med konjugerede bindinger : dobbeltbindinger er adskilt af en enkeltbinding (1,3-diener): СH2=CH-CH=CH2;

3) Diener med isolerede bindinger : dobbeltbindinger er adskilt af mere end én enkelt: CH2=CH-(CH2)n-CH=CH2, hvor n≥1;

Diene heteroanaloger, hvor et af de umættede carbonatomer er erstattet af et heteroatom , kaldes heterodiener [4] .

Typisk omfatter diener acykliske og cykliske 1,3-diener, som danner homologe serier af generelle formler , og følgelig er acykliske diener strukturelle isomerer af alkyner . ${\displaystyle C_{n}H_{2n-2))$ ${\displaystyle C_{n}H_{2n-4))$

Homolog serie

Homolog serie af alkadiener:

Diene navn	Kemisk formel
Propadien	C3H4 _ _ _
Butadien (divinyl)	C4H6 _ _ _
Pentadien-1,3 ( piperylen )	C5H8 _ _ _
Hexadien	C6H10 _ _ _
heptadien	C7H12 _ _ _
Octadien	C8H14 _ _ _
Nonadien	C9H 16 _ _
Decadien	C10H18 _ _ _

Fysiske egenskaber

Lavere diener er farveløse, lavtkogende væsker (kogepunkt for isopren 34 °C; kogepunkt for 2,3-dimethyl-1,3-butadien 68,78 °C; kogepunkt for 1,3- cyclopentadien 41,5 °C). 1,3-Butadien og allen (1,2-propadien) er gasser ( henholdsvis Tbp -4,5 °C og -34 °C).

Konjugerede diener eksisterer i form af to konformationer - cisoid (s- cis -form ) og transoid (s- trans -form ), der er i stand til at transformere ind i hinanden, s- trans -formen er mere stabil :

Kemiske egenskaber

Reaktiviteten af diener bestemmes af specifikationerne for konjugationen af dobbeltbindinger - hvis reaktiviteten for diener med isolerede dobbeltbindinger svarer til reaktiviteten af alkener, så i tilfælde af allener og 1,3-diener, fører konjugationseffekterne til de specifikke forhold ved reaktiviteten af disse klasser af forbindelser.

Allene reaktioner

Det centrale sp-hybridiserede carbonatom i allener er et elektrofilt center, og derfor, i modsætning til alkener, der ikke aktiveres af elektrontiltrækkende substituenter, reagerer allener med bløde nukleofiler og danner vinyl- og allylderivater:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2}+PhSH}}\højrepil {\mathsf {CH_{2}\! \!=\!\!C(SPh)\!\!-\!\!CH_{3}+CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{ 2}SPh}}

Elektrofiliciteten af det sp-hybridiserede atom af allener øges af elektrontiltrækkende grupper, i dette tilfælde sker tilføjelsen af nukleofilen udelukkende ved dette atom:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CHCOOR+NuH}}\højrepil {\mathsf {CH_{2}\!\!= \!\!CNuCH_{2}COOR+CH_{3}C(Nu)\!\!=\!\!CHCOOR}}

Hydrering af allen under betingelserne for syrekatalyse, tilføjelsen af en proton sker ved det terminale kulstof, den resulterende enol tautomeriseres yderligere til acetone :

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2}+H_{2}O}}\højrepil {\mathsf {[CH_ {2}\!\!=\!\!C(OH)CH_{3}]}}\højrepil {\mathsf {CH_{3}COCH_{3}}}

Under påvirkning af alkalier eller syrer kan allener gennemgå prototropiske omlejringer til 1,3-diener:

{\mathsf {RCH_{2}CH\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2))}\højrepil {\mathsf {RCH\!\!=\ !\!CHCH\!\!=\!\!CH_{2}}}

Reaktioner af 1,3-diener

Specificiteten af reaktiviteten af 1,3-diener skyldes mesomerisme på grund af konjugationen af dobbeltbindinger:

Resultatet er, at i tilfælde af elektrofil addition til konjugerede diener, forløber typiske 1,4-additionsreaktioner gennem den mellemliggende dannelse af resonansstabiliserede allylcarbokationer:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+X^{+} }}\højrepil {\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}^{+}} }

{\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}^{+}+Y ^{-}}}\højrepil {\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}Y }}

hvor X er Hal , H og Y er Hal , OH

Konjugerede diener polymeriseres let ved 1,4-additionsmekanismen, polymerisationsreaktionen af 1,3-diener ligger til grund for syntesen af diengummi .

Diener reagerer også med alkener og andre forbindelser - dienofiler med en multipelbinding aktiveret af elektrontiltrækkende substituenter og danner [4+2]-additionsprodukter ( Diels-Alder-reaktion )

Henter

Synthesis S.V. Lebedev :

{\mathsf {CH_{3}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!OH+CH_{3}\!\!-\!\!CH_{ 2}\!\!-\!\!OH}}{\stackrel {Al_{2}O_{3},ZnO,t}{\longrightarrow }}{\mathsf {CH_{2}\!\!=\ !\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+2H_{2}O+H_{2}\uparrow }}

Formelt kan denne reaktion repræsenteres som dehydrering af to ethanolmolekyler med samtidig intermolekylær dehydrogenering .

Eliminering af halogenerede alkaner med en alkoholopløsning af alkali :

{\mathsf {CH_{2}Br\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2 }Br+2KOH}}\højrepil {\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+ 2KBr+2H_{2}O}}

Se også

1-Acetoxybutadien-1,3

Noter

↑ Stepanenko B. N. Organisk kemi. - 4. udg., revideret. - M .: Medicin, 1970. - S. 44, 50-51. — 336 s.
↑ Grandberg I.I., Nam N.L., 2016 , s. 191.
↑ Kaminsky V.A., 2019 , s. 119.
↑ IUPAC. Kompendium af kemisk terminologi . goldbook.iupac.org . Hentet 29. marts 2020. Arkiveret fra originalen 17. februar 2020. (ubestemt)

Litteratur

Grandberg I.I., Nam N.L. Organisk kemi. Lærebog for open source-software. - 8. udg. - Moskva: Yurayt, 2016. - 608 s. - ISBN 978-5-9916-6328-1 .
Kaminsky V.A. Organisk kemi. Kl. 14.00 Del 1. - 2. udg. - Moskva: Yurayt, 2019. - 287 s. - ISBN 978-5-534-02906-2 .

kulbrinter
Alkaner	Metan Ethan Propan Butan Isobutan Pentan Isopentan Neopentan Hexan Heptan Oktan Isooctan Nonan Dekan Undecan Dodecan Tridecan Tetradecan Pentadecan Hexadecan Heptadecan Octadecan Nonadecan mole Eikozan Geneikosan Docosan Trikozan tetracosan Pentacosan Gentriacontan Pentatriocontane Hektan Nonakontatrictan
Alkenes	Ethylen propen butener Pentenes hexener Heptenes Okten
Alkyner	Acetylen propyn Men i
dienes	Propadien Butadien Isopren Cyclobutadien
Andre umættede	Vinylacetylen Diacetylen Caroten
Cykloalkaner	Cyclopropan Cyclobutan Cyclopentan Cyclohexan Cycloheptan Cyclooctan Cyklononan Cyclodecan Cycloundecan Cyclodecan Cyclotridecan Cyclotetradecan Cyclopentadecan Cyclohexadecan Cycloheptadecan
Cykloalkener	Cyclopropen Cyclobuten cyclopenten Cyclohexen Cyclohepten 1,3-cyclohexadien 1,4-cyclohexadien 1,5-cyclooctadien
aromatisk	Benzen Toluen Dimethylbenzener Ethylbenzen Propylbenzen Cumol Styren Phenylacetylen Diphenyl Diphenylmethan Triphenylmethan Tetraphenylmethan Mesitylene Hexamethylbenzen
Polycyklisk	Decalin
Polycykliske aromater	Naphthalen Antracen Benzantracen Pentacen Phenantren pyren Benzpyren Azulene Chrysen Inden indan
se også: Binære forbindelser af brint uorganiske syrer

Klasser af organiske forbindelser
kulbrinter	Alkaner Alkenes Arenaer Alkyner dienes Cykloalkaner
Iltholdig	Alkoholer Ethere (estere) Aldehyder Ketoner Keteny carboxylsyrer Estere (estere) ortoestere Kulhydrater Fedtstoffer Quinoner Fenoler Enols Hydroxy syrer Oxosyrer Peroxider
Nitrogenholdig	Aminer Aminoxider Amider hydrazider Hydrazoner Osazoner Nitroforbindelser Nitroso-forbindelser Imines oximer Nitroner Salpetersyrer Diazo-forbindelser Diazoniumsalte Nitriler isonitriler organiske azider Isocyanater Aminosyrer Egern Peptider
Svovl	Thiols Sulfider Sulfoxider Sulfoner Thioestere Salt Bunte Xanthater disulfider Sulfonsyrer Sulfinsyrer Thioaldehyder Thioketoner Thiocarboxylsyrer Organiske thiocyanater Isothiocyanater
Fosforholdig	Fosfiner Fosfonsyrer phosphinsyrer Fosfonsyrer Nukleinsyre Nukleotider
halogenorganisk	halogencarboner Organofluorforbindelser Perfluorcarboner Organiske chlorforbindelser Bromorganiske forbindelser Organiske jodforbindelser
organosilicium	Silaner Silazans Siltians Siloxaner Silikoner
Organoelement	germaniumorganisk organobor Organotin Økologisk bly Aluminium organisk Økologisk kviksølv Andre organometalliske
Andre vigtige klasser	Cykliske forbindelser