1-mavzu. Organik birikmalarning tuzilishi, ularning elementar tarkibi, organik molekulalardagi bog‘lanish turlari, sinflashi «Organik kimyo»

5-MAVZU.DIYEN UGLEVODORODLARI (ALKADIYENLAR)
Diyen uglevodorodlarining tuzilishida qo‘shbog‘ ishtirok etadi. Ularning umumiy formulalari CnH2n-2 bilan ifodalanib, n=3 sharti qoniqtirilishi shart.
Qo‘shbog‘larning o‘zaro joylashuviga qarab diyen uglevodorodlari 3 guruhga bo‘linadilar va quyidagicha nomlandilar:
1. Qo‘shbog‘lari ketma-ket keladigan (qo‘shbog‘lari yig‘ilgan) diyenlar:
СН₂ = С = СН₂ allen, propadiyen
СН₃ – СН = С = СН₂ metilallen, 1,2-butadiyen
2. Tutash qo‘shbog‘li diyenlar:
СН₂ = СН – СН = СН₂ divinil, 1,3-butadiyen
СН₂ = С(СН₃) – СН = СН₂ izopren, 2-metilbutadiyen-1,3
3. Ajratilgan qo‘shbog‘li diyenlar:
СН₂ = СН – СН₂ – СН₂ – СН = СН₂ diallil, 1,5-geksadiyen
Diyen uglevodorodlari orasida tutash qo‘shbog‘li diyenlarning ahamiyati katta. Ular sintetik kauchuk va boshqa qimmatli birikmalar olishda ishlatiladi. Quyida biz tutash qo‘shbog‘li diyenlarning olinish usullari, xossalari va ishlatilishi bilan tanishib chiqamiz.
Olinish usullari. 1,3-Alkadiyenlar sanoatda quyidagi usullar bilan olinadi. To‘yingan uglevodorodlarni bosqichli degidrogenlash:
To‘yingan ikki atomli spirtlardan suvni tortib olish:

Etil spirtidan olish:

Bu usul rus olimi S.V. Lebedev tomonidan kashf etilgan bo‘lib, dunyoda birinchi marotaba (1929-1931 yillarda) sintetik kauchuk ishlab chiqarilgan.

Asetilen va asetondan foydalanib izoprenni olish:

Fizik xossalari. Divinil oddiy sharoitda gazsimon, qolgan diyenlar suyuqlik holatda bo‘ladi. Uglevodorodlar uchun xos bo‘lgan qonuniyatlar diyen uglevodorodlari uchun ham taaluqlidir.
Kimyoviy xossalari. Bularning tuzilishida ikkita qo‘shbog‘ bo‘lganligi uchun ular birikish jarayonlariga etilen ugevodorodlariga qaraganda oson kirishadilar. Turli molekulalar 1,2-uglerod atomlariga (bunda qo‘shbog‘lardan biri uzulmaydi) yoki 1,4-uglerod atomlariga (bunda qo‘shbog‘lardan biri o‘rtaga siljiydi) birikishi mumkin.
Vodorodning birikishi.
Galogenlarning birikishi. Etilen ugevodorodlarining galogenlash reaksiyasiga o‘xshash bunda ham reaksiya ionli yoki radikal zanjirli mexanizm bilan borishi mumkin.

Ionli mexanizm bilan borganda birinchi bosqich -kompleksni hosil bo‘lishi hisoblanadi:

Bu kompleks tezda karbokationni hosil qiladi. Karbokation quyidagi tuzilishlarga ega bo‘lishi mumkin:
a b
(a) va (b) karbokationlar quyidagi oraliq holatlarda bo‘lishi mumkin. Xlor anioni bu oraliq holatdagi karbokationga birikkanda quyidagi mahsulotlar hosil bo‘ladi:

Gidrogalogenlash. Diyen uglevodorodlariga gidrogalogenlarning birikishi ham yuqorida eslatib o‘tilgan qonuniyatlarga muvofiq boradi:

Diyen sintezi. Diyenlar tuzilishida kamida bitta qo‘shbog‘ tutgan birikmalar (diyenofillar) bilan o‘zaro birikib, yopiq zanjirli birikmalarni hosil qiladilar. Bu reaksiyani Dils va Alder reaksiyasi deyiladi. Bu reaksiyaning ahamiyati katta bo‘lganligi uchun reaksiyani kashf etgan va o‘rgangan olimlar ikki martta Nobel mukofoti olishga sazovor bo‘lganlar.

Dimerlanish. Diyen uglevodorodlarini qizdirganda o‘zaro birikish reaksiyalariga kirisha oladilar. Bunda bir molekula 1,2-birikish, ikkinchi molekula 1,4-birikish bo‘yicha ta’sir etadi. Qisman har ikki molekulani 1,4-birikishi bo‘yicha ta’sir etishi ham mumkin:

Polimerlanish. Diyen uglevodorodlari ishqoriy metallar metalloorganik birikmalar ishtirokida polimerlanib yuqori molekulali birikmalar – kauchuk hosil qiladilar. Polimerlanish ham 1,2-1,4 va 1,4-1,4-ko‘rinishlarda borishi mumkin:

Diyen uglevodorodlarining polimerlanishi natijasida hosil bo‘ladigan birikmalar kauchuk deyiladi. Kauchuklar 2 turga – tabiiy va sintetik kauchuklarga bo‘linadilar. Tabiiy kauchuk issiq iqlimli mamlakatlar – Braziliya, Lotin Amerikasi, Vyetnam va boshqa joylarda o‘sadigan kauchuk daraxtidan ajratib olinadi. kauchuk degan so‘z xindcha so‘z bo‘lib, «kaocho» – daraxtning ko‘z yoshi degan ma’noni anglatadi.

Sintetik kauchuk asosan neftni qayta ishlash mahsuotlari asosida olinadi.

Kauchuk mexanik jihatdan mustahkam bo‘lmaganligi uchun uni vulkanlanadi, ya’ni oltingugurt birikmalari bilan qayta ishlab, rezinaga aylatiriladi. Rezinaning tarkibi murakkab bo‘lib, uning tarkibida 50% gacha qorakuya, talk, qo‘rg‘oshin oksidi va boshqalar bor.
Hozirgi kunda dunyo miqyosida 250 milliondan ortiq avtomobil mavjud bo‘lib, har bir avtomobil uchun o‘rtacha 250 kg rezina kerak. Bu miqdordagi rezina asosan sintetik usulda ishlab chiqarilayotganligi sababli diyen uglevodorodlari katta ahamiyatga egadir. Kimyo sanoatimizda butadiyenstirol; butadiyen–akrilonitril, izobutilen-divinil yoki izobutilenizopren kauchuklarini ishlab chiqarish keng yo‘lga qo‘yilgan.
Topshiriqlar.

1. Diyen uglevodorodlardagi qo‘shbog‘lar o‘rni ularning kimyoviy xossalariga ta’sir qiladimi?

2. Neft gazlaridan 1,3-diyenlarni qaysi usul bilan olinadi?
3. Konyugasion diyenlardagi qo‘shbog‘larning o‘zaro ta’sirlashuvi nimadan iborat?
4. 1,3-diyenlarning tuzilishini qaysi reaksiya yordamida aniqlash mumkin?
5. Sintetik kauchik birinchi marta nimadan, qanday qilib sintez qilingan?
6. Sintetik kauchuklar faqat uglevodorodlardan olinadimi? Tegishli misollar keltiring.
7. Kauchukni vulkanlash jarayoni nimadan iborat?
8. Sintetik kauchuk sifatini yaxshilash uchun nimalardan foydalaniladi?
9. Kauchukning «qarishi» sabablari nimada va unga qarshi nimalar qilinadi?
10. Ikki molekula asetonni kondensasiya yo‘li bilan qaysi diyenni sintez qilish mumkin? Tegishli reaksiya tenglamalari keltirilsin.