Дієнові вуглеводні й органічні галогеніди

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Схарактеризуйте
(Алкадієни або діолефіни)
План:
1. Номенклатура і ізомерія. Класифікація.
2. Способи отримання.
3. Хімічні властивості.
4. Окремі представники. Каучуки.
5. Застосування каучуків в будівництві.

1 Номенклатура і ізомерія. Класифікація
Ненасичені сполуки, що містять в молекулі два подвійні зв'язки, називають дієнових вуглеводнів. Їх називають також алкадиенами або діолефінамі.
Загальна формула таких сполук З n H 2 n -2.
За систематичною номенклатурою дієнові вуглеводні називають також як Етиленові, замінюючи суфікс-ен на-диен (дві подвійні зв'язки). Становище кожної подвійного зв'язку позначається цифрою. Нумерологію роблять так, щоб ці цифри мали менший порядковий номер:
Досить часто застосовують раціональні та тривіальні назви (дивинил, ізопрен і т.д.). Властивості дієнових вуглеводнів визначаються їх будовою і, в першу чергу, взаємним розташуванням двох подвійних зв'язків в молекулі. Якщо ці зв'язки розташовані поруч, то вони називаються кумулювати або Алленова: СН 2 = С = СН 2 (пропадієну (Аллен)). Дві подвійні зв'язки можуть бути розділені однієї простої зв'язком. Такі зв'язки називають сполученими або кон'юктівірованнимі: СН 2 = СН-СН = СН 2 (бутадієн-1, 3 (дивинил)). Дієни, в молекулах яких подвійні зв'язку розділені двома або кількома простими зв'язками, називають диенами з ізольованими або неспряженості зв'язками:
СН 2 = СН-СН 2-СН 2-СН2-СН = СН 2 (гептадіен - 1,6).
З цих трьох видів дієнових вуглеводнів найбільше значення мають дієни із зв'язаними подвійними зв'язками. Вони здатні полимеризоваться і утворювати ланцюгові полімерні матеріали.
2 Способи отримання
Розглянемо деякі способи одержання найбільш важливих представників дієнових вуглеводнів - похідних алкадиенов - 1,3.
1. Дивинил і ізопрен можуть бути виділені з продуктів піролізу нафти.
Піроліз: парофазного крекінг при більш високих температурах (650-900 0 С) і атмосферному тиску.
Термічний крекінг: рідиннофазної процес, переробка важких фракцій і залишків від переробки нафти, а також легких фракцій - гасу, газойлю при 470-540 0 С і тиску 3,9-5,9 МПа; і парофазного процес, переробка гудрону, бітумів і крекінг -залишків при 550-600 0 С і нормальному тиску.
2. Основний промисловий спосіб отримання бутадієну - 1,3 (дивинила) полягає в дегидрировании н-бутану або н-бутилену над хромо-алюмінієвим каталізатором (оксид хрому на оксиді алюмінію)
Дегидрированием ізопентану або ізоалленов (пентан-пентеновой фракції газів крекінгу нафти) отримують ізопрен:
Процес отримання ізопрену складніше ніж отримання бутадієну-1, 3, так як в умовах дегидрирования можуть виходити різні ізомери.
3. Дивинил і ізопрен отримують також дегідратацією гликолей:

4. Вперше в нашій країні дивинил був отриманий методом каталітичного перетворення етилового спирту за Лебедєву (1931г.). Цей метод був потім покладений в основу промислового синтезу дивинила. Процес протікає із застосуванням дегідратірующе-дегидрирующей каталізаторів (Al 2 O 3 - ZnO) при 450 0 С:
Проте в даний час цей метод вже не знаходить широкого застосування.
5. Ізопрен можна отримувати з ацетону і ацетилену за методом А. Є. Фаворського:
3 Хімічні властивості
1. Реакції приєднання
Дієни, з'єднання неспряженості подвійні зв'язки, ведуть себе як звичайні алкени. Приєднання йде незалежно до кожної з цих зв'язків.
При цьому, може витрачатися дві молекули реагенту (галогену, галогеноводорода та ін):
СH 2 = CH-CH 2-CH 2-CH-CH 2 + 2HBr CH 2 Br-CHBr-CH 2-CH 2-CHBr-CH 2 Br
1,2,5,6 - тетрабромгексан
У той же час дієнові вуглеводні з сполученими подвійними зв'язками володіють своєрідними властивостями. Вони приєднують реагент не тільки по одній або двом окремим подвійних зв'язках (1,2 - приєднання), але й до протилежних кінцях молекули (1,4 - приєднання).
Вихід продуктів 1,4 - або 1,2 - приєднання визначаються характером реагенту та умовами проведення реакції. Наприклад, приєднання бромоводорода у присутності пероксидних сполук йде в 1,4 - положення, а за відсутності - в положення 1,2.
Гіпогалогенние кислоти приєднуються до диенами переважно в 1,2 - положення:
CH 2 = CH-CH = CH 2 + HOBr CH 2 Br-CHOH-CH = CH 2
1-бромбутен-3-ол-2
Приєднання галогеноводородов:
CH 2 = CH-CH = CH 2 + HBr CH 2 Н-CH = CH = CH 2 Br
1-бромбутен-2
Дієнові синтези: Однією з найбільш важливих реакцій, що застосовується для одержання багатьох циклічних органічних сполук, є дієновий синтез. Цей вид реакції полягає в 1,4 - приєднання алкена або алкіни до диен із зв'язаними подвійними зв'язками. Такі реакції відомі як синтез Дільса-Альдера. Найпростішим прикладом дієнового синтезу служить реакція приєднання етилену до бутадієну:
Молекула бутадієну - 1,3, що представляє собою пов'язану систему π-електронів, немає «чистих» подвійних і одинарних зв'язків, а спостерігається досить рівномірний розподіл π-електронної густини по всій молекулі з утворенням єдиної молекулярної орбіталі. Система ...-СН = СН-СН = СН-.-. веде себе не як сума ізольованих подвійних зв'язків, а як єдине ціле ефективно передає взаємний вплив атомів.
Взаємодія двох або кількох сусідніх пі-зв'язків з утворенням єдиного хмари π-енов, в результаті чого може легко відбуватися передача взаємовпливу атомів цієї системи, що називається ефектом сполучення. Цей ефект сприяє зниженню загальної енергії молекули. Тому дієни із зв'язаними подвійними зв'язками - досить стійкі сили. Якщо ж диен вступає у взаємодію з реагентом, то під його впливом відбувається перерозподіл електронної щільності в молекулі (динамічний ефект сполучення).
2. Реакції полімеризації - ці реакції мають особливе значення, тому що призводять до утворення каучукоподібний матеріалів - еластомерів. Причиною таких властивостей полімерів є присутність в полімерній молекулі подвійних зв'язків, яких немає в полімерах, отриманих з алкенів. Полімери, що нагадують за властивостями каучук, утворюються при полімеризації 1,3 - бутадієну.

4 Окремі представники. Каучуки
Дивинил (бутадієн -1,3)

Безбарвний газ з характерним неприємним запахом, що спалюється при температурі -5 0 С. Є одним з найважливіших мономерів для виробництва синтетичних каучуків і латексів, пластмас та інших органічних сполук.
Ізопрен (2-метілбутадіен-1, 3)

Безбарвна рідина з температурою кипіння = 34 0 С. Є основною структурною одиницею природного (натурального) каучуку та інших з'єднань. Служить мономером для отримання синтетичного каучуку.
Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1, 3)

Безбарвна токсична рідина, що кипить при температурі 59,4 0 С. Застосовують у виробництві хлоропренового каучуку, клеїв.
2,3-діметілбутадіен-1, 3


Рідина, що кипить при температурі 69,6 0 С. Легко полімеризується з утворенням так званого метілкаучука. При полімеризації цих дієнів утворюються різні каучуки.
Каучук - високомолекулярна сполука, має величезне технічне значення, служить основою для виробництва різноманітних гумових виробів. Ділиться на два класи: натуральні каучуки та синтетичні.
Натуральний каучук - природний неграничні полімер (С 5 Н 8) n з молекулярною масою від 15000 до 500000, що міститься в молочному соку деяких тропічних дерев (гевеї бразильської та ін) і рослинах (кіс-сагиз, тау-сагиз, гваюла). Молочний сік (латекс), отриманий підсіканням каучуконосних дерев, коагулюють різними способами (наприклад, дією кислот і т. д.)
Було встановлено, що структурною одиницею натурального каучуку є ізопреновий група:

Сполуки, пов'язані між собою в 1,4-положення, такі групи утворюють макромолекулу каучуку, і мають цис-будову:


Натуральні каучуки мають високу еластичність. Він розчиняється в аліфатичних і ароматичних вуглеводнях, утворюючи в'язкі розчини. Подібно дієновим вуглеводнів, каучук схильний до реакцій приєднання (наприклад, з бромом, HBr та ін.) Різновидом каучуку є гутаперчі (менш еластична), що має транс-1 ,4-будову.
Синтетичні каучуки - аналоги натурального каучуку, отримані синтетичним шляхом з мономерів (каучукогенов) - бутадієну-1, 3, ізопрену, хлоропрену та ін Основний метод їх отримання - ланцюгова полімеризація.
Для поліпшення властивостей каучуку полімеризацію каучукогенов проводять спільно з іншими неграничними мономерами (стиролом, акрилонітрилом, ізобутиленом та ін.)
Основні типи синтетичних каучуків
Бутадієновий каучук - найбільш поширений тип СК. Їх отримують полімеризацією бутадієну-1, 3 (дивинила). Вони мають високу зносо-та морозостійкістю. Знаходять застосування для виготовлення ущільнювачів і герметизуючих складів при великопанельному будівництві.
Ізопреновий каучук - застосовують у виробництві шин, гумовотехнічних виробів, для ізоляції кабелів і ін
Будатіен - стірольний каучук - при утриманні 40-50% зв'язаного стиролу каучук використовують для виготовлення плиток, для статей.
Бутадієн - нітрильних каучук - отримують спільної полімеризацією бутадієну-1, 3 та акрилонітрилу H 2 C = CH-CN. Його відрізняють висока масло-і бензостойкость. Стійкий до нагрівання і зносу. У вигляді латексу застосовується у виробництві паперу та нетканих текстильних виробів.
Хлоропреновий каучук (Наїріт, неопрен) - отримують полімеризацією хлоропрену:

Також застосовується у виробництві гумотехнічних виробів, клеїв, для ізоляції проводів та кабелів. Особливий інтерес представляють фторкаучук, що володіють високою масло-і термостійкістю, а також стійкістю до хімічних реагентів. Їх отримують з фторованих алкенів або їх похідних (наприклад, тріфторхлоретілена, вініліденфториду та ін.)
Особливо високою термічною стійкістю і рядом інших особливостей відрізняються кремнійорганічні (силіконові) каучуки. Мають високу світло-, озоно-і теплостійкістю. Стійкі до різних олив і нафтопродуктам, до багатьох органічних розчинників. Відрізняються високою зносостійкістю і негорючістю. Застосовують в якості ізоляції проводів та кабелів, обкладки хімічної апаратури та валів. Служать у виробництві гумотехнічних виробів і клеїв.
У зв'язку з високою пластичністю, термічної нестійкістю натуральні і синтетичні каучуки не можна використовувати безпосередньо. Для додання каучуків міцнісних властивостей, еластичності і термостійкості їх піддають обробці сіркою або її сполуками (наприклад, S 2 Cl 2 - хлорид сірки) - вулканізіруют. Цей процес полягає в утворенні нових поперечних (місткових) зв'язків між полімерними ланцюгами. У результаті такої обробки каучук перетворюється на технічний продукт - гуму, яка містить до 5% сірки. Крім сірки в гуму входять різні наповнювачі, пластифікатори, барвники, антиоксиданти та ін вулканізований каучук з вмістом за масою понад 30% сірки, називається ебонітом.
5 Застосування каучуків в будівництві
Особливо широко використовується в будівництві гума. Вона може входити в елементи будівельних конструкцій, починаючи з фундаменту і закінчуючи деталями обробки. У будівельних конструкціях, які працюють в умовах ударних навантажень і вібрації, пружність, притаманна гумі, є важливою якістю. Каучук може поліпшити і властивості звичайного бетону. Якщо до цементної маси замість води додати суспензію синтетичного каучуку, то бетон набуває підвищеної водонепроникність, стійкість проти масел і агресивних рідин. Крім того, він не розтріскується при різких коливаннях температури.
З гуми створено багато різних тепло-і звукоізоляційних матеріалів для статей. Наприклад, широке поширення отримав гумовий лінолеум - релін, застосовуваний у житловому будівництві. Релін застосовується й у вигляді плиток - гумовий паркет. Каучуки часто вводять в асфальт для підвищення його зносостійкості і безпеки руху на дорогах.
При великопанельному будівництві не можна обійтися без герметиків - матеріалів, які ізолюють внутрішні приміщення від «вулиці». Головне з властивостей - еластичність, що дозволяє повторювати за панеллю (при температурних коливаннях) кожен рух без втрати герметизуючих властивостей. В якості таких герметиків використовують тіокоп, поліізобутилен та інші каучукові композиції.
Гнучкий, міцний, водостійкий і морозостійкий покрівельний матеріал для дахів можна отримувати з відходів невулканізованого гуми й тирси.

ОРГАНІЧНІ Галогеніди
План:
1. Класифікація галогенідів
2. Номенклатура
3. Фізичні властивості
4. Застосування органічних галогенідів

1 Класифікація галогенідів
Органічні галогеніди - це похідні вуглеводнів різних класів, з яких один і більше атомів водню заміщений на атоми галогенів. Галогеніди діляться перш за все на групи за типом атома вуглецю, з яким пов'язаний атом галогену.
1.Проізводние з галогеном при насиченому атомі вуглецю:
· Алкілгалогенід - СН 3 Сl, Br-CH 2-CH 2-Br
· Ціклоалкілгалогеніди -
· З'єднання з атомом галогену в α-положенні до кратному зв'язку алкілгалогенід - CH 2 = CH-CH 2 X, пропаргілгалогеніди .. HC = C-CH 2 X і бензілгалогеніди Ar-CH 2 X
2.Галогенпроізводние з галогеном при ненасиченому атомі вуглецю C (sp 2, sp)
· Алкенів-, алкінілгалогеніди з галогеном у кратному зв'язку CH 2 = CHX, HC = CX.
· Арілгалогеніди з галогеном в ароматичному ядрі.
За характером галогену розрізняють фториди, хлориди, броміди, йодиди (наприклад CH 3 F, CH 3 Cl, CH 3 Br, CH 3 J)
За кількістю галогенів: моно-, ді-, три-і полігалогенпроізводние (наприклад CH 3 Cl, Br-CH 2-CH 2-Br)
За положенням галогену в вуглецевому кістяку в залежності від характеру атома вуглецю, з яким пов'язаний галоген, алкілгалогенід діляться на

2 Номенклатура
1. Тривіальна
СH 3 Br - бромоформ; СН 3 J - йодоформ; Н 2 С = ССl-СН-СН = СН 2 - хлоропрен
2.Раціональная - назва по вуглеводневому радикалу, з яким пов'язаний галоген (за типом неорганічних солей)
NaCl - хлорид натрію
CH 3 CH 2 Cl - етілхлорід (хлористий етил)
CH 2 = CH-Cl - вінілхлорид (хлористий вініл)
CH 2 = Cl 2 - метиленхлорид
C 6 H 5 CH 2 Cl - бензілхлорід (хлористий бензил)
C 6 H 5 CH = Cl 2 - бензіліденхлорід
3. За номенклатурою ІЮПАК нумерують вуглеводень і до його назви додають назву галогену із зазначенням його положення
Порядок нумерації визначає кратна зв'язок. Галоген і алкіл при нумерації рівні за значимістю.
3 Фізичні властивості
Галогенпохідних вуглеводні є безбарвними газами або рідинами зі своєрідним запахом, у воді практично нерозчинні і в більшості випадків важче її. При введенні в молекулу вуглеводню атомів галогену разом зі збільшенням молекулярної ваги збільшуються температура кипіння і температура плавлення, щільність. При переході до полігалогенідам, знижуються горючість, займистість органічних галогенідів. Наприклад, CCl 4 - застосовується для гасіння пожеж.
4 Застосування органічних галогенідів
Зазначимо найважливіші галузі використання органічних галогенідів:
1. Розчинники - всі рідкі галогеніди і дігалогеніди (CHCl 3, CCl 4, дихлоретан, хлорбензол та ін)
2. Органічний синтез
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Контрольна робота
31кб. | скачати


Схожі роботи:
Дієнові вуглеводні
Галогеніди срібла у фотографії
Органічні елементи
Органічні барвники
Органічні добрива
Органічні в`яжучі речовини
Органічні в`яжучі речовини 2
Каучуки і кремній органічні сполуки
Граничні вуглеводні
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru