HIDROCARBURI NESATURATE: ALCADIENE

Alcadienele sunt hidrocarburi nesaturate cu două legături duble în moleculă, compoziţia chimică a cărora se exprimă prin formula:

CnH2n-2.

I. CLASIFICAREA. NOMENCLATURA. IZOMERIA.

În dependenţă de poziţia legăturilor duble dienele pot fi:

-cu legături duble conjugate C=C-C=C (legăturile C-C şi C=C alternează);

-cu legături duble cumulate C=C=C-C-C;

-cu legături duble izolate C=C-C-C=C.

Denumirea acestor substanţe se formează prin înlocuirea sufixului -an din denumirea alcanilor cu sufixul -dienă. În denumire se mai indică prin indici numerici şi poziţia legăturilor duble. De exemplu:

CH3-CH2-CH3 (propan)

..........CH2=C=CH2(propadienă)

CH3-CH2-CH2-CH3...........CH2=CH-CH=CH2

butan1,3-butadienă

Alcadienele prezintă izomeri de poziţie determinaţi de locul ocupat în moleculă de cele două legături duble. Vom examina izomerii de poziţie posibili ai hexadienei:

CH2=C=CH-CH2-CH2-CH3 CH3-CH=C=CH-CH2-CH3

1,2-hexadienă

2,3-hexadienă

CH2=CH-CH=CH-CH2-CH3

CH3-CH=CH-CH=CH-CH3

1,3-hexadienă

2,4-hexadienă

CH2=CH-CH2-CH=CH-CH3

CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2

1,4-hexadienă

1,5-hexadienă

Alcadienele mai pot prezenta izomeri prin ramificarea catenei şi izomeri geometrici:

izomer-trans izomer-cis

Dintre izomerii de poziţie ai alcadienelor, interes practic prezintă cei cu legături duble conjugate şi anume 1,3-butadiena şi omologul său 2-metil-1,3-butadiena sau izoprenul, care se utilizează la fabricarea cauciucurilor:

II.METODELE DE PREPARARE

1.Pentru 1,3-butadienă:

a)dehidrogenare catalitică a butenelor în amestec cu butanul (gazul de cracare):

(Fe2O3,CaO,K2O)

CH3-CH2-CH2-CH3 ------------

CH2=CH-CH=CH2 + 2H2

 

7000C

b) dehidratarea 1,4-butandiolului:

 

HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O

c)piroliza ciclohexenei:

d)reacţia lui Lebedev din alcool etilic:

2. Pentru izopren (2-metil-1,3-butadienă):

În industrie se aplică procedeul de dehidrogenare a unui amestec de izopentan şi izopentenă, analogic procedeului de obţinere a butadienei:

III.PROPRIETĂŢI CHIMICE:

Vom precauta proprietăţile dienelor cu legături duble conjugate.

Pentru ele sunt caracteristice reacţiile de adiţie, de oxidare şi de polimerizare. În acest caz adiţia va decurge într-un mod special, cunoscut sub numele de adiţie 1,4.

1.Reacţii de adiţie:

a)adiţia hidrogenului:

(H2/Ni)

CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH2-CH3 + CH3-CH=CH-CH3 (Ni)

CH2=CH-CH2-CH3 + CH3-CH=CH-CH3 + H2 CH3-CH2-CH2-CH3

butan

b) adiţia halogenilor:

1,3-pentadienă

1,4-dibromo-2-pentenă

c) adiţia halogenurilor de hidrogen (se supune regulii lui Markovnikov):

(t0)

CH2=CH-CH=CH-CH3 + HBr CH3-CH=CH-CH Br -CH3

4-bromo-2-pentenă

d) adiţia ozonului:

aldehidă glioxal

formică

2.Reacţii de polimerizare.

Aceste reacţii decurg relativ uşor ca o poliadiţie-1,4, formînduse lanţuri macromoleculare, ce conţin pentru fiecare moleculă de monomer o legătură dublă:

CH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-CH=CH2 +...

-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-...

sau restrîns (-CH2-CH=CH-CH2-)n

polibutadienă

n-poate lua valori cuprinse în intervalul 1500-3000. Polimerul rezultat are proprietăţi elastice, asemănător cauciucului natural.

CAUCIUCUL NATURAL - compus natural macromolecular cu formula moleculară [-C5H8-]n, în care n variază în limite largi, atingînd valori de ordinul 5000 de unităţi.

Cauciucul natural se extrage sub formă de latex din scoarţa arborilor de cauciuc. Latexul de cauciuc reprezintă o dispersie coloidală, ce conţine circa 40% produs util răspîndit, în stare de globule mici, într-un ser apos. Supus încălzirii la circa 3000C, în absenţa aerului,

formează poliizopren, dovedindu-se astfel că este un polimer natural al izoprenului.

Datorită legăturii duble din unitatea structurală izoprenică, lanţul macromolecular poliizoprenic se poate reprezenta sub forma celor doi izomeri geometrici: cis-trans; cauciucului natural îi corespunde izomerul cis:

configuraţia cis

CAUCIUCUL SINTETIC - această denumire reuneşte grupul de elastomeri cu proprietăţi asemănătoare cauciucului natural, obţinuţi sintetic prin polimerizarea sau copolimerizarea anumitor monomeri.

Se cunosc şi se fabrică mai multe tipuri de cauciuc, dintre care mai importante sunt:

monomerelastomer

CH2=CH-CH=CH2 ... (-CH2-CH=CH-CH2-)n

butadiena

cauciuc butadienic

Monomerii folosiţi la obţinerea diferitor elastomeri sunt polimerizaţi de obicei în emulsie; se obţine un latex sintetic care este prelucrat ca şi cel natural. Rezultă un cauciuc sintetic brut cu proprietăţi asemănătoare celui natural.