Kimyo va uni o’qitish metodikasi “kafedrasi «Himoyaga ruhsat etilsin»

1.4. Dien uglevodorodlari va ularning xossalari
Dien uglevodorodlari. Molekulasida ikkita qo’shboғ tutgan to’yinmagan uglevodorodlar alkadienlar yoki dien uglevodorodlari deyiladi. Dien uglevodorodlari umumiy formulasi CnH2n bilan ifodalanadi. Eng sodda dien uglevodorodlarida uchta uglerod atomi bo’ladi. Dien uglevodorodlarining qo’sh bog’ning joylashuviga va kimyoviy xossalariga ko’ra uch xil turi bo’ladi.
1.Zich (kumullashgan) қo’shbog’li dienlar. Unga allen CH₂=C=CH₂ misol bo’ladi Ularda qo’shbog’lar ketma ket joylashib, ular barqaror moddalardir, ya’ni osonlik bilan alkinlarga qayta guruppalanadi.
СН₂=С=СH₂→ CH=C-CH₃ (propin)
2.Ajralgan (izolyatsiyalagan ) qo’sh bog'li dienlar. Bularda ikkita qo’sh bog’ o’zaro ikkita va undan ortiq oddiy bog’lar bilan ajralgan bo’lib, ularning eng oddiy vakili pentadien -1.4 dir. (СН₂=CH-CH₂-CH=CH₂)
3. Oralatma (konyugirlangan) qo’shbog’li dienlar. Bu dienlarda ikkita qo’sh bog’ bitta oddiy bog’ bilan ajralgan bo’lib, eng oddiy vakili divinil yoki butadien -1.3. (CH₂=CH-CH=CH₂).
Nomenklaturasi. Trivial nomenklantura bo’yicha quyidagicha nomlanadi. Divinil СН₂=CH-CH=CH₂ : CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂ izopren ; CH₂=C(CI)-CH=CH₂ xloropren.
Sistematik nomlash uchun tegishli to’yingan uglevodorod nomidagi oxirgi “n” harfini “dien” qo’shimchasi bilan almashtirish orqali hosil qilinadi. Agar zanjir tarmoqlangan bo’lsa, sanoq qo’sh bog’ va tarmoqlanish yaqin bo’lgan tomondan boshlanadi. Avval yonaki zanjir tutgan uglerod atomi raqami, keyin radikal nomi, so’ngra asosiy zanjirga mos keluvchi dien uglevodorodlari nomi va oxirida qo’shbog’ hosil qilgan uglerod atomlari raqami ko’rsatiladi.
СH₂=CH-CH=CH₂ butadien -1.3 ( divinil )
CH₂=C=CH-CH₃ butadien- 1.2 ( metilallen)
CH₃-CH=C-CH=CH₂ 3- metilpentadien -1.3 |
СН₃
Olinishi. Izopren tabiatda mavjud. Izopren Braziliyadagi geveya daraxtidan oqib chiqadigan sutsimon suyuqlikdan olinadi. Divinil tabiatda mavjud emas. Divinil oson suyuqlikka aylanadigan gaz, izopren esa qaynash temperaturasi past bo’lgan suyuqlik.
Sanoatda butadien -1.3 S.V.Lebedev ( 1928 yil) usulida olinadi. Bu usul bo’yicha etilspirti buғlari 400 - 500 ^oC da katalizator ( ZnO, MgO, AI₂O₃ ) ustidan o’tkazilsa, butadien -1.3 hosil bo’ladi. Bu reaktsiyada etil spirti degidratlanish va degidrogenlanish reaktsiyasiga uchraydi. Uni umumiy holda quyidagicha yozish mumkin.
2С₂Н₅OH → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂
n - butanni bir bosqichda degidrogenlash iqtisodiy jihatdan qulay hisoblanadi. Buning uchun katalizator sifatida alyuminiy va xrom oksidlari ishlatiladi, Reaktsiya 590  -620 ^oC da olib boriladi.
СH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂
Izoprenni ( 2 - metilbutadien -1.3 ) sanoatda olish uchun izopentanni de-gidrogenlash usulidan keng foydalaniladi. Izopentan - bu pentanni izomerlash asosida olinadi. Izopentan yuqori temperaturada xrom oksidi katalizatori ishtirokida degidrogenlanadi :
СH₃- CH(CH₃)- CH₃ → CH₂= C(CH₃)- CH= CH₂ + 2H₂
2-metilbutan 2 - metilbutadien -1.3
Butandiol -1.3 yoki butandiol -1.4 ni gaz holida fosfatlangan katalizator ustidan o’tkazilsa, degidratlanish natijasida butadien- 1.3 hosil bo’ladi.
CH₃- CHOH- CH₂- CH₂OH → CH₂ = CH- CH= CH₂ + 2H₂O
Butandiol -1.4 butadien -1.3
Kimyoviy xossalari. Dien uglevodorodlari to’yinmagan uglevodorodlarga xos barcha reaktsiyalarga kirishadi. Birikish va polimerlanish reaktsiyalariga kirishadi.
a) Dienlarga katalizator ishtirokida vodorod atomi birikkanda ikki xil birikish sodir bo’ladi. Ular 1.2- va 1.4- birikishlardir. 1.2 - birikishda buten -1 hosil bo’ladi , 1.4 - birikishda esa buten - 2 olinadi.
CH₂=CH-CH=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₂-CH=CH₂ (buten -1)
CH₂=CH-CH=CH₂ + H₂→ CH₃ –CH = CH-CH₃ ( buten -2)
1,4- birikishda ikkita vodorod atomi , 1- va 4 – uglerod atomiga birikib, qo’shbog’lar o’rni o’zgaradi.
b) Dienlar vodorod galogenidlar bilan birikish reaktsiyasiga kirishadi. Bunda ham 1.2 - va 1.4 - birikish reaktsiyalari sodir bo’ladi , asosan 1.4- birikish maxsuloti hosil bo’ladi.
CH₂=CH-CH=CH₂ + HJ → CH₃-CHJ-CH=CH₂ (3 -yodbuten-1) 1,2 –birikish
CH₂=CH-CH=CH₂ + HJ →CH₃-CH=CH-CH₂J (1-yodbuten -2) 1,4- birikish
v) Galogenlarning ( F₂, CI₂, Br₂, J₂ ) birikishi ham 1.2 va 1.4 holatda sodir bo’ladi. Oxirgi maxsulot sifatida tetragalogenli birikmalar hosil bo’ladi.
CH₂=CH-CH=CH₂+CI₂→CH₂CI-CHCI-CH=CH₂ (3.4- dixlorbuten- 1)
CH₂=CH-CH=CH₂ + CI₂→ CH₂CI-CH=CH-CH₂CI (1.4- dixlorbuten -2)
CH₂=CH-CH=CH₂ +CI₂ →CH₂CI-CHCI-CHCI-CH₂CI (1.2.3.4- tetraxlorbutan)
Tabiiy kauchuk ( - C₅H₁₀-) n asosan , izopren ( C₅H₁₀) ning polimerlanish mahsulotidir. Izoprenning polimerlanishi 1.4- mexanizmda sodir bo’ladi.
n CH₂=C(СН₃)-CH=CH₂→ -CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-→ [-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-]n
izopren poliizopren
Tabiiy kauchukning tuzilishi sis - izomerga to’g’ri keladi va uning eritmasi lateks deyiladi. Lateks oq rangli , yopishqoq, uzoq turib qiyomsimon massaga aylanadigan suyuq modda. Tabiiy poliizoprenning trans tuzilishli xolati ham mavjud bo’lib, guttapercha deyiladi. Guttapercha o’zining tezda qotishi bilan sis- poliizoprendan farq qiladi.
СH₃ H CH₃ H CH₃ H
C=C C=C C=C
--CH₂ CH₂-CH₂ CH₂-CH₂ CH₂ -
tsis - poliizopren
СH₃ CH₂ –CH₂- H CH₃ CH₂--
C=C C=C C=C
--CH₂ Н CH CH₂-CH₂ H
trans -poliizopren
Dien uglevodorodlarda ikkita qo’shbog’ning mavjudligi ularning o’ziga xos polimerlanishiga sababchi bo’ladi. Bu monomerlar natriy metali , metallorganik birikmalar , anorganik va organik peroksidlar ( R-O-O-R) inisiatorligida 1.2 - va 1.4- holatlarga polimerlanish reaksiyasiga kirishadi. Hosil bo’lgan polimerlarda bittadan qo’sh bog’ bo’ladi. Shu sababli ularni kauchuklar deyiladi. Kauchuklar sintetik va tabiiy kauchuklarga bo’linadi. 1932 yil rus olimi A.S.Lebedev tomonidan 1 kg og’irlikda dastlabki sintetik kauchuk - butadien kauchugi sintezlandi.

1. 
   1 -2 polimerlanish bo’yicha :
   

nCH₂=CH-CH=CH₂ → -CH₂-CH-CH₂- CH-CH₂ - CH-[CH₂-CH-]n-2
CH=CH₂ CH=CH₂ CH=CH₂
Molekulaning qo’shbog’ saqlagan qismi yonaki zanjirda bo’ladi.
b) 1 - 4 polmimerlanish bo’yicha :
nCH₂=CH-CH=CH₂ → [- CH₂-CH=CH-CH₂-]n
Qo’shbog’ polimerning asosiy zanjirida bo’lib, bunday tuzilish kauchuksimon tuzilishga xosdir. Sintetik va tabiiy kauchuk xalq xo’jaligida rezina va uning asosida buyumla ( avtomobil va aviatsiya shinalari ) ishlab chiqarishda xomashyo sifatida ishlatiladi.
1839 yili Ch. Gudir yopishqoq tabiiy kauchuk qizdirilib oltingugurt ( 8 % gacha ) bilan qayta ishlanganda , yopishmaydigan va elastikligi kauchuk dan yuqori bo’lgan maxsulotga aylanishini aniqlagan. Bu jarayon kauchukni vul- qonlash deyilib, hosil bo’lgan maҳsulot rezina deyiladi. Kauchukni vulqonlashning mohiyati chiziqsimon tuzilishli va bir biriga juda zich joylashgan uzun kauchuk makromolekulalari tarkibidagi qo’sh bog’larning bir qismi uzilishi hisobiga oltingugurt atomlari birikishi tufayli o’zaro yonaki zanjir ko’rinishida “tikiladi “.
Natijada to’rsimon tuzilishli , juda elastik - kuchli qaytar deformatsiyalanuvchi modda - rezina hosil bo’ladi.