Алкадиендер. Жалпы сипаттамасы, изомериясы, номенклатурасы. Табиғи каучук және синтетикалық каучук. Сабақтың тақырыбы: Химия пәні мұғалімі: Орынбасар Иман-Жүзік Орынбасарқызы
Сабақ жоспары Алкандар. Қаныққан көмірсутектердің жалпы формуласы,анықтамасы Гомологтық қатары Изомерия түрлері Атом кұрылысы Физикалық қасиеті Алыну жолдары Химилық қасиеттері Қолданылуы
1.Білімділік : Алкадиендердің құрылысы, изомерленуі, номенклатурасын, физикалық және химиялық қасиеттері, алыну жолдары мен қолданылуы туралы түсінік қалыптастыру 2.Дамытушылық : Оқушының теориялық білімдерін тереңдету, тез ойлауға, шапшаңдыққа, өз бетімен ізденуге үйрету, ой – өрісін, шығармашылық мүмкіндігін, ғылыми көзқарасын қалыптастыру, танымдық қабілеттерін дамыту
Алкадиендер – молекуласында дара байланыстармен қатар 2 қос байланыстары болатын ациклді көмірсутектер, жалпы формуласы – С nH2n-2
Қос байланыстың орналасуына қарай 3-ке бөлінеді: кумулденген СН2 =С =СН 2 ортадағы көміртек атомы sp - гибридтенген күйінде болады қосарланған СН2 =СН -СН=СН2 р-орбитальдар ортақ π -жүйе құрады, себебі жақын тұрған π -байланыстар ішінара бүркеседі де, қос байланыс ұзындығы 0,137 нм, ал дара байланыс-0,146 нм. оқшауланған СН2 =СН –СН2-СН=СН2 қос байланысы бар көміртек атомдары sp ² - гибридтенген күйінде болады
Алкадиендерді кысқартып диен көмірсутектері деп те атайды. Диен көмірсутектерінің бірінші мүшесі пропадиен ( аллен ) СН 2 = С = СН 2 Диендерде қос байланыстардың өзара орналасуы әр түрлі болуы мүмкін. H 2 C = C = CH — CH 2 — CH 3
Алкадиендердің құрылысын бутадиен-1,3-тің мысалында қарастырайық. Зерттеулердің нәтижесінде, бутадиен-1,3-тің молекуласындағы барлық атомдардың бір жазықтықта жататыны белгілі болды. С 1 мен С 2 және С 3 пен С 4 көміртектердің арасындағы қос байланыстар этиленнің қос байланысынан (0,134 нм) гөрі ұзындау (0,136 нм), ал ортадағы дара байланыстың ұзындығы алкандардың дара байланысынан (0,154 нм) гөрі қысқалау (0,146 нм) болатыны анықталды. Бутадиен
Дивинил (бутадиен-1,3): Н 2 С = СН — СН = СН 2 өзіне тән өткір иісі бар түссіз газ. Мұнайды өңдегенде түзіледі және табиғи газ құрамындағы бутан мен бутиленді катализдік дегидрлеп алады. Синтездік каучуктар (бутадиен, бутадиен-стирол, бутадиен-нитрил) латекс, пластмасса, т.б. заттар өндірісінің маңызды мономерлерінің бірі.
көміртек қаңқасының изомериясы СН 3 ׀ СН 3 – СН = СН – СН= СН 2 СН 2 = С – СН = СН 2 пентадиен- 1,3 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен) қос байланыс орны бойынша изомерия СН2 = СН – СН= СН2 СН2 = С = СН– СН 3 бутадиен-1,3 бутадиен-1,2
СН 2 = СН СН 3 СН2 = СН Н С = С С = С Н Н Н СН 3 цис-пентадиен-1,3 транс-пентадиен-1,3 Алкадиендер алкиндер мен циклоалкендерге класаралық изомер. Негізгі тізбекте екі қос байланыс та бар көміртек атомдары нөмірленуі керек. Мысалы, 1 2 3 4 5 6 СН2 = С – СН2 - СН = СН – СН 3 ׀ СН 2 -СН 3 2-этилгексадиен-1,4
Диен көмірсутектерінің маңызды өкілдері бутадиен-1,3-ті ( дивинилді ) және 2-метилбутадиен-1,3-ті ( изопренді ) алудың негізгі жолдарына тоқталайық. 1. Өнеркәсіпте бутадиен-1,3 пен 2-метилбутадиен-1,3-ті С r 2 O 3 катализаторы қатысында 600 — 650°С температурада c әйкес алкандарды дегидрлеп алады : H 3 C - CH 2 - CH 2 - CH 3 → H 2 OCH - CH=CH 2 + 2 Н 2 2. Алғаш рет С. В. Лебедевтің тәсілімен 1932 жылы бутадиен катализатор ретінде алюминий оксиді мен мырыш оксидтерінің қатысында этил спиртін дегидратациялап және дегидрогендеп алынды. Кейін бұл әдіс өнеркәсіпте қолданылды: 2С 2 Н 5 ОН → Н 2 С = СН — СН = СН 2 + 2Н 2 О + Н 2
Лебедев Сергей Васильевич (1874-1934) — орыс химигі, академик. Негізгі ғылыми жұмыстары қанықпаған көмірсутектердің полимерлену, изомерлену, гидрогендену реакцияларын зерттеуге арналған. Мырыш-алюминий араласқан катализатор қатысында этил спиртін дегидрогендеп және дегидратациялап бутадиенді өнеркәсіпте алу жолын тапты. Металл натрий қатысында бутадиен-1,3-ті полимерлеп, синтездік каучук (1928 жылы ) алды. Каучуктан резеңке және резеңкеден жасалған бұйымдар алу әдісін ашты (1930 жылы ). Дүние жүзінде алғаш рет бұрынғы КСРО-да 1932 жылы Лебедев тәсілі бойынша синтездік каучук өнеркәсіпте өндіріле бастады.
Лебедев әдісімен алу
Дегидрлеу н-бутанды дегидрлеу
Броммен әрекеттесуі Бутадиен-1,3-ті бромды су ( бромның судағы ерітіндісі ) арқылы өткізгенде, ерітінді түссізденеді. Бромның мөлшері жеткілікті болған жағдайда барлық қос байланыстар үзіліп, бромның екі молекуласы қосылады.
Дегидрогалогендеу
Физикалық қасиеттері Диендердің физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтары алкендердің қасиеттеріне ұқсас.
Физикалық қасиеттері Пропадиен-1,2 және бутадиен-1,3 – газдар 2-метилбутадиен-1,3 – ұшқыш сұйықтық Оқшауланған қос байланыстары бар алкадиендер – сұйықтықтар Жоғары диендер – қатты заттар
Химиялық қасиеттері Молекулаларында қос байланыстары болғандықтан, диендердің химиялық қасиеттері алкендерге ұқсас, бұлар да қосылу және полимерлену реакцияларына оңай түседі. Қосылу реакциялары Алкадиендер галогендерді, сутекті, галогенсутекті қосып алады. Молекулаларындағы қос байланыстары дара байланыспен бөлінген диендер қасиеттерінің ерекшеліктері бар. Бұл диендер реагенттерді бір немесе екі қос байланыстары бойынша (1,2 және 3,4 қосылу ) да, молекуланың екі шетіне де (1,4 қосылу ) қосып алады. Диендердің қосылу реакцияларында, негізінен, екі қос байланыс үзіліп, галогендер мен галогенсутектерді молекуланың екі шетіне қосады (1,4-қосылу).
1,2-қосылу 1,4-қосылу Қосарланған қос байланысы бар диен КС 1,2 және 1,4 орнында да қосылу жүреді: Химиялық қасиеттері. Қосылу реакциялары.
Галогенсутектің қосылуы электрофильді қосылу, ол электрофильді сутек катионының алкадиен молекуласына қосылуынан басталады, нәтижесінде карбкатион түзіледі: Бұл карбкатионға Brˉ қосылуы 1,2 –қосылу өнімін береді Көміртек атомында оң зарядтың болуы электрон тығыздығын өзіне тартып, π -байланыспен бүркесе алатын толмаған р-орбитальдың бар екендігін білдіреді. Нәтижесінде қос байланыстың ортадағы атомға ығысуына әкеледі де, ал шеткі көміртек атомы оң зарядталады. Оған бром анионы қосылып, 1,4-қосылу болады.
Бір бөлшек тегі электрондардың таралуы екі түрлі жағдайда бола алатынына көз жеткіздік: Полимеризация – катиондар мен бос радикалды механизмді болады. Бутадиен-1,3 Синтездік бутадиенді каучук Қосарланған алкадиендерде полимерлену 1,4-қосылу бойынша жүреді. Стереоретті полимер–құрылым буындары тек қана цис-, не тек қана трансизомерлерден тұрады.
Вулканизацияланған каучуктың көксағыздың) құрылысы
ҮЙГЕ ТАПСЫРМА 0,1 моль ацетилен жанғанда 130 кДж жылу бөлінді. Химиялық реакцияның жылу эффектісі 9 г этиламин толық жану үшін жұмсалатын ауаның көлемі ( ауадағы оттегінің көлемдік үлесі 20 %) [C2H5NH2 немесе CH3-CH2-NH2] 184,5 г нитробензолдан алу үшін қажет бензолды ацетиленнен алған. Жұмсалған ацетиленнің мөлшері
