Chương 1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ
3.8. Một số đien tiêu biểu
3.8.1. Buta-1,3-đien
Là chất khí khơng màu, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sơi – 4,4oC. Butađien có vai trị quan trọng trong cơng nghiệp vì nó là monome tổng hợp tạo ra các sản phẩm có giá trị như cao su butađien, cao su Buna-S.
Có nhiều phương pháp tổng hợp butađien, nhưng chỉ có một vài phương pháp được dùng trong cơng nghiệp
a) Đehiđro hóa hỗn hợp butan – buten của khí crakinh đầu mỏ
c) Đehiđrat hóa butan-1,4-điol hoặc butan-1,3-điol trên chất xúc tác natri photphat
3.8.2. Isopren (2-metylbuta-1,3-đien)
Isopren có nhiệt độ sơi 34,1oC, là đơn vị cơ sở của nhiều hợp chất thiên nhiên, như tecpen, steroit và cao su thiên nhiên (cis-1,4-poliisopren). Isopren có thể thu được từ chưng cao su thiên nhiên, cịn trong cơng nghiệp, isopren được điều chế với lượng lớn dùng để tổng hợp cao su. Sau đây là một số phương pháp chính.
a) Đehiđro hóa phân đoạn isopentan hoặc isopenten của dầu mỏ hoặc khí crackinh, dùng xúc tác Cr2O3/Al2O3.
b) Dưới tác dụng của natri kim loại, axetilen có thể cộng hợp với axeton cho ta đimetyletinylcacbinol (2-metylbut-3-in-2-ol) và chất này bị hiđro hóa cho đimetylvinylcacbinol. Tách nước ra khỏi đimetylvinylcacbinol ta nhận được isopren.
c) Với chất xúc tác Ziglơ, propen có thể đime hóa thành 2-metylpent-1-en và dưới ảnh hưởng của nhiệt, chất này bị phân cắt cho isopren và metan.
Cao su là hợp chất polime gồm nhiều phân tử isopren liên kết với nhau. Cao su có trong mủ nhiều cây nhiệt đới, nhất là trong mủ cây cao su Hevea brasiliensis.
Hàm lượng cao su trong mủ dao động khoảng 30 – 50%. Mủ cao su chứa các hạt nhựa cao su tồn tại dưới dạng nhũ tương trong một dung dịch chứa protein, dưới tác dụng của các axit, như axit axetic, nhũ tương bị phá, và các hạt cao su kết tụ lại với nhau. Cao su thiên nhiên ở dạng thơ chưa có cơng dụng gì đặc biệt. Nó trở thành mềm và dính trong mùa hè nóng nực và dịn cứng trong mùa đơng lạnh giá. Nó cũng dễ chịu tác dụng của ánh sáng, của oxi và ozon, bị phồng lên và hịa tan trong dung mơi hiđrocacbon như xăng, dầu. Để có được những tính năng cần thiết cho việc sử dụng như tính đàn hồi và bền vững đối với tác động của khí quyển, của các hóa chất
cũng như tác động cơ học, cao su cần lưu hóa.
Isopren là một đien liên hợp tồn tại phổ biến trong thế giới sinh vật. Hiện tượng cây cối phát tán isopren vào khí quyển đã được biết đến từ những năm 1950. Ở những vùng rừng rậm, vào mùa hè thường có màn sương mỏng màu xanh nước biển phủ trên rừng cây. Màn sương này giàu isopren (~ 60%) ở dạng son khí được tạo ra do quang oxi hóa isopren và các hiđrocacbon khác.
C. ANKIN
Ankin là những hiđrocacbon có chứa liên kết ba cacbon – cacbon. Ankin đơn giản nhất là axetilen (HC≡CH). Dãy đồng đẳng của axetilen có cơng thức chung CnH2n-2 (n ≥ 2). Những hiđrocacbon chứa hai liên kết ba được gọi là điin, …, nhiều liên kết ba gọi là poliin.
Theo công thức Liuyt của axetilen, giữa các nhân cacbon có ba cặp electron: H : C : : : C : H
Mỗi nguyên tử cacbon được nối với hai ngun tử khác và khơng có electron hóa trị khơng liên kết. Mỗi một nguyên tử cacbon cần hai obitan lai hóa để tạo khung liên kết б. Sự lai hóa của một obitan s với một obitan p cho hai obitan lai hóa sp và với obitan s của hiđro cho liên kết б. Các dữ kiện thực nghiệm xác nhận cấu trúc đường thẳng này.
Hai liên kết π được tạo thành do sự xen phủ của hai obitan p khơng lai hóa trên mỗi một cacbon. Các obitan này xen phủ thẳng góc với nhau, tạo một liên kết π ở trên và ở dưới liên kết б C-C và một liên kết π khác với mật độ electron ở trước và sau của liên kết б.