Ненасыщенные углеводороды (алкадиены, алкины)
Статья - Биология
Другие статьи по предмету Биология
µнием.
Присоединение водорода
Водород в момент выделения присоединяется преимущественно в положение 1,4:
1 2 3 4 +2Н
СН2=СНСН=СН2 СН3СН=СНСН3
1,3-бутадиен 2-бутен
Присоединение же газообразного водорода в присутствии катализатора может идти и в положение 1,2.
Присоединение галогеноводоров
К диеновым углеводородам с сопряженными двойными связями также возможно в положение 1,4:
1 2 3 4 +НBr
СН2=СНСН=СН2 СН2СН=СНСН3
1,3-бутадиен Br 1-бром-2-бутадиен
Отдельные представители диеновых углеводородов
1,3-бутадиен (дивинил) СН2=СНСН=СН2.
В обычных условиях это газ, легко конденсирующийся в жидкость, кипящую при 4,50С. Имеет большое хозяйственное значение , так как является исходным веществом для получения синтетического каучука. В России 1,3-бутадиен получают в огромных количествах по методу С.В. Лебедева (1874-1934) исходя из этилового спирта СН3СН2ОН. При пропускании последнего над специальным катализатором при нагревании (400-5000С) происходят сложные процессы дегидратации и дегидрирования, которые можно представить следующей суммарной схемой:
СН3СН2 + СН3СН2 СН2=СНСН=СН2 + Н2 + 2Н2О
этанол дивинил
ОН ОН
Очень важным в экономическом отношении явилось разрешение проблемы получения исходного в этом процессе вещества этанола из не пищевого сырья.
1,3-бутадиен может быть получен также из бутан-бутиленовой фракции газов крекинга путем каталитического дегидрирования содержащихся в ней бутана и бутиленов: -2Н2
СН3СН2СН2СН3
бутан -Н2 СН2=СНСН=СН2
СН3СН=СНСН3 1,3-бутадиен
бутилен-2
Этот процесс имеет важное значение для использования газов крекинга. Кроме того, ценным сырьем для получения 1,3-бутадиена является попутный нефтяной газ, также содержащий значительное количество бутана. Последний подвергают дегидрированию при 590-600 оС, пропуская через слой катализатора (Cr2O3-Al2O3); при этом образуется бутилен. Его очищают и также подвергают дегидрированию, пропуская в смеси с водяным паром при 625-675 оС над оксидами магния, цинка и другими - получается бутадиен:
СН3СН2СН2СН3 СН2=СНСН2СН3 СН2=СНСН=СН2
бутан бутилен-1 1,3-бутадиен
Получение 1,3-бутадиена из бутана может проводиться в одну стадию, но с меньшим выходом.
2-Метил-1,3-бутадиен (изопрен). Этот углеводород является гомологом 1,3-бутадиена и имеет строение 1СН2=2С3СН=4СН2
СН3
Изопрен бесцветная жидкость, температура кипения которой +34 оС. Его полимером является натуральный каучук. Сухой перегонкой каучука изопрен был получен впервые в чистом виде. Разработаны различные методы синтетического получения изопрена. Наиболее экономически выгодна реакция дегидрирования изопентана (2-метилбутана), которую ведут при 600 оС под небольшим давлением в присутствии катализатора (Cr2O3-Al2O3) по схеме:
СН3 СН3
-2Н
СН3СНСН2СН3 СН2=ССН=СН2
изопентан кат-р изопрен
Сам изопентан может быть получен из некоторых бензиновых фракций при перегонке нефти.
Путем полимеризации из изопрена получается продукт, весьма близкий к натуральному каучуку. Реакция протекает подобно полимеризации 1,3-бутадиена.
Ненасыщенные углеводороды ряда ацетилена (алкины)
Углеводородами ряда ацетилена или ацетиленовыми углеводородами называют ненасыщенные углеводороды, в молекулах которых имеется тройная связь, т.е. группировка СС.
Гомология, изомерия и номенклатура
Состав каждого члена гомологического ряда ацетиленовых углеводородов может быть выражен общей эмпирической формулой СnH2n-2. Простейшим членом этого ряда является углеводород ацетилен состава С2Н2, строение которого выражают структурная и упрощенная структурная формулы:
НССН и СНСН
Гомологи ацетилена можно рассматривать как его производные, образовавшиеся в результате замещения одного или обоих атомов водорода в молекуле ацетилена на углеводородные радикалы.
Изомерия. Возможны два типа ацетиленовых соединений RC CН и RCCR. (Линейная геометрия тройной связи делает невозможной цис- и транс-изомерию алкинов.)
В соединениях первого типа при углероде с тройной связью имеется водород, в соединения второго типа при атомах углерода с тройной связью водорода нет. Изомерия ацетиленовых углеводородов, так же как и этиленовых, обусловлена изомерией углеродного скелета и изомерией положения кратной связи. Интересно отметить, что общая формула состава ацетиленовых углеводородов СnH2n-2 аналогична общей формуле состава диеновых углеводородов. Иначе говоря, непредельные углеводороды с двумя двойными связями изомерны непредельным углеводородам с одной тройной связью. Например, 1,3-бутадиен
СН2=СНСН=СН2
изомерен двум ацетиленовым углеводородам:
СН3СН2ССН (1) и СН3СССН3 (2).
Все эти углеводороды имеют состав С4Н6.
Номенклатура
Международная заместительная номенклатура. Ацетиленовые углеводороды называют по заместительной номенклатуре так же, как предельные, с той лишь разницей, что наличие тройной связи обозначают путем замены в заместительном названии предельного углеводорода окончания ан на ин. Поэтому углеводороды с тройной связью по международной номенклатуре объединяют общим названием алкины. Перед основой назв