3. Алкадиены.
Молекула углеводорода может включать и две двойные связи, которые, в соответствии с их расположением относительно друг друга, можно разделить на три основных типа:
- углеводороды с кумулированными (примыкающими к одному углероду) двойными связями – аллен и его гомологи;
- углеводороды с сопряженными (конъюгированными) двойными связями – бутадиен и его гомологи;
- углеводороды с изолированными двойными связями.
Среди этих трех групп углеводородов наибольший интерес представляют диены с сопряженными двойными связями. Они проявляют своеобразные свойства и имеют большое практическое значение, поскольку важнейшие мономеры промышленности синтетических каучуков дивинил и изопрен относятся к сопряженным диенам.
Наиболее часто встречающиеся алкадиены имеют следующее строение и название по тривиальной и систематической номенклатурам:
При составлении названий сопряженных диенов наличие в молекуле двух двойных связей отображается суффиксом диен, а положение их в главной цепи указывается соответствующими локантами.
Методы получения
Две двойные связи в диенах создаются теми же способами, что и одна в моноалкенах. Это – дегидрирование алканов и алкенов, дегидратация двухатомных спиртов, дегидрогалогенирование и дегалогенирование др. Рассмотрим методы поучения важнейших алкадиенов.
Дивинил. Этот диен в промышленности получают дегидрированием в одну или две стадии бутана. Процесс проводится с использованием алюмохромового (смесь оксидов хрома и алюминия) катализатора при 600 – 6600:
Процессу дегидрирования благоприятствуют низкое давление и высокая температура.
Нельзя не отметить, что первый промышленный синтез дивинила из этилового спирта был осуществлен в России в 40-ые годы прошлого столетия Лебедевым. Этим были заложены основы промышленности синтетического каучука (СК). Процесс может быть представлен суммарным уравнением:
Судя по характеру образующихся продуктов, в ходе процесса имеют место реакции конденсации, дегидратации и дегидрирования. Все эти превращения удивительным образом происходят в одном реакторе при 3700, на одном и том же катализаторе, представляющем собой смесь оксидов цинка и алюминия. Цепь превращений при этом включает дегидрирование этилового спирта в уксусный альдегид, конденсацию в кротоновый альдегид, гидрирование в кротиловый спирт и, наконец, дегидратацию в дивинил:
В Германии бутадиен получали в свое время из ацетилена через продукты альдольной конденсации или через бутандиол. В Европе в настоящее время потребности в дивиниле в значительной мере покрываются за счет выделения диена из смолы пиролиза.
Изопрен. Изопрен – один из основных мономеров промышленности СК. Для него предложены десятки методов получения исходя из доступных исходных соединений. Однако на практике применяются два из них.
Дегидрирование изопентана или изоамиленов проводится в условиях и на катализаторах, применяемых для дегидрирования бутана:
Другой способ получения изопрена из изобутилена и формальдегида через диметилдиоксан был упомянут ранее (см. химические свойства алкенов):
