Alkadienlar (Dien uglevodorodlar). Gomologik qatori, Olinishi. Kauchuk. Tabiiy kauchuk

Olinish usullari

1,3-Butadiyen sanoatda asosan neft krekingida hosil bo‘ladigan butan-butenli fraksiyani katalitik degidrogenlash bilan olinadi:

Izopren sanoatda neft krekingida hosil bo‘ladigan pentan-penten lifraksiyani katalitik degidrogenlash bilan olinadi:

Sintetik kauchuk olish uchun dunyo miqyosida har yili bir necha million tonna 1,3-butadiyen va izopren ishlab chiqariladi.
1,3-Butadiyenni1,4-butandiolni degidratlash, shuningdek, 1,4-dixlorbutanni degidrogalogenlash bilan ham olish mumkin:

Xlorpren hozirgi vaqtda 1,3-butadiyendan quyidagi arzon usul bilan olinmoqda:

Xlorpren xlorprenli (neoprenli) kauchuk ishlab chiqarish uchun monomer hisoblanadi.

Fizikaviy xossalari va tuzilishi

1,3-Butadiyen odatdagi sharoitda gaz, izopren va metilizopren esa suyuqliklardir (jadval).

jadval
Ayrim 1,3-alkadiyenlarningfizikaviydoimiyliklari

Nomi	Formulasi	Suyuqlanishharorati, C	Qaynashharorati,C	Zichligi, g/sm^3, D
1,3-butadiyen	CH2CH-CHCH2	-108,9	-4,5	0,6270
2-metil-1,3-butadiyen		-145,9	34,1	0,6810
2,3-dimetil-1,3-butadiyen		-76	69,6	0,7260
1,3-pentadiyen		-87,5	42	0,6760

1,3-Alkadiyenlarning o‘ziga xos kimyoviy tabiatini tushunish uchun 1,3-butadiyenning elektron tuzilishini ko‘rib chiqamiz. 1,3-Butadiyenda uglerod atomlari sp²-gibridlangan va molekula tekis tuzilishga ega bo‘lib, undagi -bog‘lar ham bir tekislikda yotadi. Har qaysi uglerod atomida bittadan p_z-elektron bo‘lib, ular o‘z bulutini molekula tekisligining ustiga va ostiga qarab yo‘naltiradi. Molekula tekisligiga perpendikulyar yo‘nalgan tekislikda 1- va 2-, shuningdek, 3- va 4-uglerod atomlarining p_z-elektron bulutlari bir-birini qoplaydi va ikkita -bog‘ hosil bo‘ladi.

Shu bilan bir qatorda bir-biriga yaqin turgan 2- va 3- uglerod atomlarining p_z-elektron bulutlari ham bir-birini qisman qoplaydi (24-rasm). Natijada molekula uchun umumiy bo‘lgan to‘rt elektronli -bulut hosil bo‘ladi. Lekin, 1-va 2-, 3-va 4- uglerod atomlari orasidagi elektron zichligi 2- va 3-uglerod atomlari orasidag izichlikdan katta. Chunki 1- va 2-, shuningdek, 3- va 4- uglerod atomlarining p_z-elektron bulutlari bir-birini kuchliroq, 2- va 3- uglerod atomlarining p_z-elektron bulutlari esa bir-birini kuchsizroq qoplaydi. 1,3-Butadiyendagi p-elektron bulutlarining bunday ta’sirlashuvi natijasida uglerod-uglerod bog‘larining uzunligi o‘zgaradi. 1- va 2-, 3- va 4- uglerod atomlari orasidagi bog‘larning uzunligi (0,134 nm), etilendagi CC qo‘shbog‘ining uzunligi (0,133 nm)dan katta, 2-va 3-uglerodlar orasidagi bog‘ning uzunligi (0,147 nm) esa etandagi C–C oddiy bog‘ining uzunligi (0,154 nm) dan kichik bo‘lib qoladi. Demak, 1,3-butadiyen molekulasidagi uglerod atomlari orasida haqiqiy qo‘sh bog‘ ham, oddiy bog‘ ham yo‘q. Uchala C–C bog‘lari ham oraliq tabiatga ega bo‘lib, qo‘sh bog‘lar oddiy bog‘ga, oddiy bog‘ esa o‘z tabiati bilan qo‘sh bog‘ga birmuncha yaqinlashadi. 1,3-Butadiyenning haqiqiy tuzilishini bitta formula bilan ifodalab bo‘lmaydi.

Rezonans nazariyasi gako‘ra 1,3-butadiyenni to‘rtta strukturaning rezonans gibridi deb qarash mumkin.



rasm. 1,3-Butadiyen molekulasida -bog‘larning hosil bo‘lishi.

1,3-Butadiyen molekulasi uchun hisoblangan bog‘ tartibi va erkin valentlik indeksi qiymatlariuning molekulyar diagrammasida keltirilgan. Taqqoslash uchun etilen va etanning molekulyar diagrammalarini ham keltiramiz. Molekulyar diagrammadan ko‘rinib turibdiki, 1-2 va 3-4 bog‘lar qariyb qo‘shbog‘lar hisoblanadi. Chunki bubog‘larning tartibi (1,894) va chetdagi uglerod atomlarining erkin valentlik indeksi (0,834) etilen molekulasidagi qiymatlarga juda yaqin. O‘rtadagi uglerod atomlarining erkin valentlik indeksi (0,391) esa benzol molekulasidagi uglerod atomining erkin valentlik indeksi (0,399)ga juda yaqin turadi. Shun dayqilib, 1,3-butadiyen molekulasida chetdagi uglerod atomlari, o‘rtadagilariga qaraganda ko‘proq to‘yinmagandir.