Դիեններ

Բութադիեն-1,3

Դիեններ, երկու ածխածին-ածխածին կրկնակի կապ պարունակող ածխաջրածինների դաս։

Դաակարգում

Կրկնակի կապերի դիրքերի հաշվին դիենները լինում եմ մի քանի տեսակի՝

• զուգորդված դիեններ, երբ կրկնակի կապերը անջատված են մեկ պարզ կապով (1,3-դիեններ)
• ալլեններ, երբ կրկնակի կապերը միմյանց հաջորդում են (1,2-դիեններ)
• իզոլացված դիեններ, երբ կրկնակի կապերը անջատված են իրարից մեկից ավելի պարզ կապերով

Որոշ դիեններ։ A - 1,2-պրոպադիեն (ալլեն), B - Իզոպրեն (2-մեթիլ-1,3-բութադիեն), C - 1,3-բութադիեն, D - 1,5-ցիկլոօկտադիեն, E - Նորբորնադիեն, F - Դիցիկլոպենտադիեն. G - Լինոլեինաթթու

Դիենների հետերոհոմոլոգ միացություններում ածխածնի մեկ ատոմ տեղակալված է հետերոատոմով և այդ պատճառով այդ միացությունները անվանում են հետերոդիեններ։

Սովորաբար դիենների շարքին են դասում ացիկլիկ և ցիկլիկ 1,3-դիենները, որոնք առաջացնում են, համապատասխանաբար $~C_{n}H_{2n-2}$ և $~C_{n}H_{2n-4}$ ընդհանուր քիմիական բանաձևերով հոմոլոգիական շարքեր։

Ացիկլիկ դիենները հանդիսանում են ալկինների կառուցվածքային իզոմերները։

Ֆիզիկական հատկություններ

Փոքր մոլեկուլային զանգվածով դիենները անգույն, հեշտ եռացող հեղուկներ են (իզոպրենի եռման ջերմաստիճանը` 34 °C, 2,2-դիմեթիլ-1,3-բութադիենինը` 68,78 °C, 1,3-ցիկլոպենտադիենինը` 41,5 °C): 1,3-բութադիենը և ալլենը գազեր են (T<sub>եռ</sub>` −4,5 °C և −34 °C համապատասխանաբար)։

Զուգորդված դիենները հանդես են գալիս երկու տարբեր կոնֆորմացիաների տեսքով՝ ցիսոիդային (s-ցիս-ձև) և տրանսոիդային (s-տրանս-ձև), որոնք կարող են փոխակերպվել մեկը մյուսի։ Ավելի կայուն է տրանսոիդային կոնֆորմացիան։

Քիմիական հատկություններ

Դիենների քիմիական հատկությունները պայմանավորված են զուգորդված կրկնակի կապերով։ Եթե իզոլացված դիենների քիմիական հատկությունները նման են ալկեններին, ապա ալլենները և 1,3-դիենները ցուցաբերում են իրենց բնորոշ քիմիական ռեակցիաներ։

Ալլենների ռեակցիաներ

Ալլեններում կենտրոնական sp-հիբրիդացված ածխածնի ատոմը հանդիսանում է էլեկտրոֆիլ կենտրոն և մտնում է ռեակցիաների մեջ փափուկ նուկլեոֆիլների հետ առաջացնելով վինիլային և ալլիլային ածանցյալներ։

CH₂=C=CH₂ + PhSH $\to$ CH₂=C(SPh), CH₃ + CH₂=CH-CH₂SPh

Ալլենների sp-հիբրիդացված ատոմի էլեկտրոֆիլությունը աճում է էլեկտրոակցեպտոր խմբերի հաշվին և այս դեպքում նուկլեոֆիլի միացումը գնում է հենց այդ ատոմի հետ։

CH₂=C=CHCOOR + NuH $\to$ CH₂=CNuCH₂COOR + CH₃C(Nu)=CHCOOR

Թթվային կատալիզի պայմաններում ալլենների հիդրատացումից նախ առաջանում է ենոլ, որը հետագայում ենթարկվում է տաուտոմերիայի և առաջանում է ացետոն։

CH₂=С=CH₂ + H₂O $\to$ [CH₂=С(OH)CH₃] $\to$ CH₃COCH₃

Հիմքերի կամ թթուների առկայության դեպքում ալլենները կարող են ենթարկվել պրոտոտրոպային վերախմբավորման առաջացնելով 1,3-դիեններ։

RCH₂CH=C=CH₂ $\to$ RCH=CHCH=CH₂

1,3-դիենների ռեակցիաներ

1,3-դիենների ռեակցիաների սպեցիֆիկությունը պայմանավորված է կրկնակի կապերի զուգորդմամբ պայմանավորված մեզոմերիայով։

Արդյունքն այն է, որ զուգորդված դիեններին միացման ռեակցիաները գնում են 1,4-միացման մեխանիզմով, քանի որ այդ դեպքում միջանկյալ կարբկատիոնը ունենում է բարձր ռեզոնանսային կայունություն։

CH₂=CH-CH=CH₂ + X⁺ $\to$ XCH₂-CH=CH-CH₂⁺

XCH₂-CH=CH-CH₂⁺ + Y^- $\to$ XCH₂-CH=CH-CH₂Y

Х = Hal, H, Y = Hal, OH

Զուգորդված դիենները հեշտ պոլիմերվում են առաջացնելով կաուչուկներ։

Այս դիենները փոխազդում են նաև ալկենների և այլ դիենոֆիլների հետ առաջացնելով [4+2]-միացման վերջանյութ (Դիլս-Ալդերի ռեակցիա)։)

Այլ ռեակցիաներ

Զուգորդված դիենները տալիս են միաժամանակ և 1,2, և 1,4-միացման ռեակցիաներ։ Նմանատիպ մի ռեակցիայի օրինակ է ստորև բերված ռեակցիան։

Մետատեզիսի ռեակցիաներ

Դիենները լավ ելանյութեր են հանդիսանում ցիկլի փակման մետատեզիսի ռեակցիաներում։ Այս ռեակցիաների կատալիզատորներ են հանդիսանում մետաղների կոմպլեքս միացությունները։

Ստացում

• Լեբեդևի ռեակցիա

CH₃-CH₂-OH+CH₃-CH₂-OH --Al₂O₃, ZnO, t--> CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

Այս ռեակցիան կարելի է պատկերացնել, որպես էթիլ սպիրտի երկու մոլեկուլների դեհիդրում և միաժամանակյա միջմոլեկուլային դեհիդրատացում։

• Ալկալու սպիրտային լուծույթով ալկանների հալոգենածանցյալների էլիմինացումից

CH₂Br-CH₂-CH₂-CH₂Br + 2KOH → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2KBr + 2H₂O

Տես նաև

• Ալկիններ
• Պոլիենիններ