Trong chuyên đề này tôi giới thiệu về cấu trúc, đặc điểm cấu tạo , tính chất vật lý, hóa học của ankadien một cách đầy đủ. hai phân tử đại diện đó la butadien 1,3 và isopren là hai loại điển hình trong hóa hóa học phổ thông. Là tài liệu tốt cho các giáo viên cấp 3 thao giảng và làm đề tài nghiên cứu khoa học. xin chân thành cảm ơn.
Chương 2: Hiđrô cacbon 2.4 Ankadien 2.4.1 Đặc điểm cấu tạo- danh pháp 2.4.2 Tính chất hóa học 2.4.2.1 Phản ứng cộng ( 1,2 1,4) 2.4.2.2 Phản ứng trùng hợp 2.4.3 Ứng dụng điều chế 2.4.1 Đặc điểm cấu tạo- danh pháp * Cấu trúc phân tử Nguyên tử C liên kết đôi trạng thái lai hoá sp2 Sự tạo liên kết pi: xen phủ bên AO p Độ dài liên kết đơn ngắn ankan liên kết đôi ankadien liên hợp dài anken H H C C H H H H C H C H *MộtDanh pháp số hợp chất đơn giản gọi theo tên thường: isopren Tên IUPAC gọi theo tên ankan tương ứng, thay đuôi an dien kèm theo số vị trí liên kết đơi Nếu hợp chất có chứa mạch nhánh mạch mạch dài có chứa liên kết đôi Cách đánh số cho tổng số liên kết đôi nhỏ Tổng quát:Số vị trí nhánh + tên nhánh + tên anka mạch C + số vị trí liên kết đơi + đien Nếu hợp chất có dồng phân hình học gọi tên cấu hình cis, trans Z,E tương tự anken Cấu trúc phân tử và phản ứng của Butadien và Isopren Cấu trúc phân tử của Butadien: CH2=CH-CH=CH2 H H C sp2 Toàn phân tử đồng phẳng C sp2 H H C sp2 H C sp2 H Hệ liên kết π liên hợp phân tử Butadien π ? Hệ liên kết π liên hợp π 2.4.2 Tính chất hóa học b) Cợng halogen và hidrohalogenua: có hai kiểu o Viết phương trình đọc tên sản phẩm cho Butadien Isopren lần lượt tác dụng với H 2, có Ni, t cợng: cộng 1,2 (tương tự anken) và cộng 1,4 2(chỉ CH =CH-CH=CH + H CH -CH -CH -CH3 2 → xúc tác Ni nhiệt độ? có ankadien liên hợp mới có) Butan o a) Cộng hidro: CH2=CH-C=CH2 + H2 CH3 →CH -CH -CH-CH Ni,t 3 CH3 2-metylbutan Nhận xét: Khi cho Butadien và Isopren tác dụng với H2, có xúc tác Ni và nhiệt độ ta thu được ankan tương ứng H H π H 2.4.2.1.Phản ứng cộng Br2 vào Buta-1,3-dien kiểu cộng 1,2 H Br H H Br CH2=CH-CH=CH2 + Br2 → Br-CH2-CH(Br)-CH=CH2 H H π 2.4.2.1 Phản ứng cộng Br2 vào Buta-1,3-dien kiểu cộng 1,4 H H H Br H Br CH2=CH-CH=CH2 + Br2 → Br-CH2-CH=CH-CH2-Br H H π H 2.4.2.1 Phản ứng cộng HBr vào Buta-1,3-dien kiểu cộng 1,2 H H H H Br CH2=CH-CH=CH2 + HBr → CH3-CH(Br)-CH=CH2 H H π 2.4.2.1 Phản ứng cộng HBr vào Buta-1,3-dien kiểu cộng 1,4 H H H H H Br CH2=CH-CH=CH2 + HBr → CH3-CH=CH-CH2-Br Kết quả: Nhiệt độ thấp: ưu tiên cộng 1,2 Nhiệt độ cao: ưu tiên cộng 1,4 2.4.2.2 Phản ứng trùng hợp Xảy theo hướng 1,2 và 1,4 giống phản ứng cộng nCH2=CH-CH=CH2 CH=CH2 nCH2=CH-CH=CH2 CH=CH2 nCH2=C-CH=CH2 CH3 CH3 nCH2=C-CH=CH2 CH3 CH3 t o , xt(CH2-CH)n → (CH2-CH=CH-CH2)n o → t , xt (CH2-C)n t o , xt → (CH2-C=CH-CH2)n t o , xt → Chủ yếu là trùng hợp theo 1,4 (Butadien và Isopren) t o , xt , P nCH2=CH-CH=CH2 →(CH2-CH=CH-CH2)n Polibutadien (cao su BuNa) nCH2=C-CH=CH2 CH3 t o , xt , P → (CH2-C=CH-CH2)n CH3 Poliisopren (tương tự cao su thiên nhiên) 2.4.3 Ứng dụng và điều chế *Điều chế: - Đề hidro hóa ankan: Khi có mặt chất xúc tác Cr2O3 nhiệt độ cao, ankan loại hidro để tạo thành ankadien Khi có mặt chất xúc tác Cr2O3 nhiệt độ cao, ankan loại hidro để tạo thành ankadien CH3CH2CH2CH3 6000,XT CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 - Từ ancol o Có thể tách nước từ 1,4-butandiol: phản ứng thường thực hiện pha hơi, nhiệt độ khoảng 350 oC, xt Al2O3 HC CH + 2HCHO HO-CH2-C HO-CH2-CH2-CH2-CH2OH Al2O3 3500C C-CH2-OH H2/Ni CH2=CH-CH=CH2 • Phương pháp Lebedep 1,3- butadien tổng hợp cách cho rượu qua hệ thống xúc tác oxit nhôm, oxit magie… 450-5000C 2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 - Phung pháp tách HX từ dẫn xuất halogenua anken O + N-Br O N-bromsuccinimit Br O + t-BuOK BuOH N-H O Ứng dụng: Buta-1,3-đien isopren điều chế polibutađien poliisopren là chất đàn hồi cao được dùng để sản xuất cao su (cao su buna, cao su isopren,…) Cao su buna được dùng làm lốp xe, nhựa trám thuyền, ... tác Cr2O3 nhiệt độ cao, ankan loại hidro để tạo thành ankadien Khi có mặt chất xúc tác Cr2O3 nhiệt độ cao, ankan loại hidro để tạo thành ankadien CH3CH2CH2CH3 6000,XT CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 - Từ... lai hoá sp2 Sự tạo liên kết pi: xen phủ bên AO p Độ dài liên kết đơn ngắn ankan liên kết đôi ankadien liên hợp dài anken H H C C H H H H C H C H *MộtDanh pháp số hợp chất đơn giản gọi theo... anken) và cộng 1,4 2(chỉ CH =CH-CH=CH + H CH -CH -CH -CH3 2 → xúc tác Ni nhiệt độ? có ankadien liên hợp mới có) Butan o a) Cộng hidro: CH2=CH-C=CH2 + H2 CH3 →CH -CH -CH-CH Ni,t