6.2. Angliavandeniliai

6.2.2.3. Dienai

Angliavandeniliai, kurių bendroji formulė CnH2n-2 ir kurių molekulėse tarp anglies atomų yra du dvigubieji ryšiai, vadinami dienais (alkadienais).
 

Nomenklatūra

Dienų pavadinimai sudaromi su priesaga –dien – ir galūne –as. Pagrindinė grandinė numeruojama nuo tos pusės, kur arčiau yra dvigubasis ryšys. Pvz.:

2 - metil - 1,3 - butadienas

 

Izomerija

Dienams būdingos šios izomerijos rūšys:

1.  Anglies grandinės izomerija (pentadienas C5H8):


           1,3 - pentadienas                                  2 - metil -1,3 - butadienas

2. Dvigubojo ryšio padėties izomerija (pentadienas C5H8):


            1,3 - pentadienas                                                   1,4 - pentadienas

3.  Tarpklasinė izomerija. Alkinų ir dienininių angliavandenilių (alkadienų) yra ta pati bendroji molekulinė formulė. Todėl, pvz. butinas ir butadienas yra tarpusavyje izomerai.


Paplitimas gamtoje

Alkadienai labai paplitę gamtoje, turi malonų kvapą, naudojami kaip eteriniai aliejai, balzamai, natūralus kaučiukas. Atogrąžų augalų pieninėse sultyse (latekse) yra izopreno polimero, kuris vadinamas natūraliuoju kaučiuku. Daugiausia jo gaunama iš Brazilijoje augančio medžio hevėjos. Natūralus kaučiukas susidaro polimerizuojantis 2 - metil - 1,3 butadienui. Polimero fragmento formulė:

       

Gavimas

1,3 - butadienas gaunamas dehidrinant ir dehidratuojant etanolį (S. Lebedevo būdas):

            etanolis                            1,3 - butadienas

Pramonėje alkadienai gaunami dehidrinant alkanus (daugumoje esančius naftos dujose):

         butanas                                            1,3 - butadienas

 

     2 - metilbutanas                          2 - metil-1,3 - butadienas

Fizikinės savybės

Alkadienai – tai bespalvės dujos ar skysčiai, kuriems būdingas nemalonus kvapas. Pavyzdžiui, 1,3 - butadienas yra dujos (n. s.), kurios skystėja -4,5 °C temperatūroje, o 2 - metil - 1,3 - butadienas – skystis, kurio virimo temperatūra yra 34,1 °C.

Cheminės savybės

Dienams būdingos prisijungimo, oksidacijos ir polimerizacijos reakcijos.

1. Prisijungimo reakcijos.

a) reaguoja su vandeniliu (hidrinimo reakcija). Priklausomai nuo vandenilio kiekio – gali susidaryti alkenas arba alkanas:

   1,3 - butadienas                                            2 - butenas


   1,3 - butadienas                                                            butanas

b) reaguoja su halogenais (halogeninimas). Priklausomai nuo halogeno kiekio – gali susidaryti dihalogenalkenas arba tetrahalogenalkanas:

      1,3 - butadienas                                1,4 - dibrom - 2 - butenas

 

     1,3 - butadienas                                        1,2,3,4 - tetrabrombutanas

Ši reakcija yra alkadienų atpažinimo reakcija – alkadienai blukina bromo vandenį greičiau negu alkenai.

c) reaguoja su vandenilio halogenidais (Markovnikovo taisyklė: vandenilio atomas prisijungia prie labiau hidrinto anglies atomo, o halogeno atomas – prie kito anglies atomo. Prisijungimas vyksta prie anglies atomų, tarp kurių yra dvigubasis ryšys):

 
    1,3 - butadienas                                         3 - brom -1 - butenas

2. Oksidacijos reakcijos. Alkadienai dega ore iki CO2 ir H2O išskirdami didelį kiekį šilumos:

2C4H6 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O

3. Polimerizacijos reakcijos. Dienai turi du dvigubuosius ryšius, todėl veikiant slėgiui, katalizatoriui ir temperatūrai π ryšius galima nutraukti. Polimerizuojant dienus, gaunami kaučiukai:

arba

   1,3 - butadienas                             butadieninis (divinilinis) kaučiukas

 

2 - metil-1,3 - butadienas                     izopreninis kaučiukas

 

2 - chlor-1,3 - butadienas                           cloropreninis kaučiukas

 

Panaudojimas

Pramonėje dienai naudojami sintetiniam kaučiukui gaminti. Iš natūralaus ir sintetinio kaučiuko gaminamos padangos, konvejerių juostos, dirbtinė oda, batų padai ir kt.