Alkadienlər: quruluşu, divinil, izopren və xlorpren

Alkadienlərin ümumi formulu $\mathrm{C_nH_{2n-2}}$-dir ($n \ge 3$), yəni onlarda eyni sayda karbon atomu olan alkenlərə nisbətən iki hidrogen atomu azdır. İkiqat rabitələrin qarşılıqlı vəziyyətinə görə alkadienlər üç qrupa bölünür:

• kumulə olunmuş ikiqat rabitəli dienlər, rabitələr bir karbon atomunda birləşir: $\mathrm{CH_2{=}C{=}CH_2}$ (propadien, allen);
• qoşulmuş ikiqat rabitəli dienlər, rabitələri bir birqat rabitə ayırır: $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2}$;
• izolə olunmuş ikiqat rabitəli dienlər, rabitələri iki və daha çox birqat rabitə ayırır: $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH_2{-}CH{=}CH_2}$.

Ən böyük praktik əhəmiyyəti qoşulmuş dienlər daşıyır. Butadien-1,3 molekulunda dörd karbon atomunun hamısı sp²-hibridləşmədədir və π-elektronlar vahid sistem əmələ gətirir. Ona görə reagent həm 1,2-, həm də 1,4-vəziyyətlərə birləşə bilir.

Adlandırmada hər iki ikiqat rabitəni daxil edən ən uzun zəncir seçilir və rabitələr ən kiçik nömrələri alacaq şəkildə nömrələnir. Adın sonunda -dien şəkilçisi və iki rəqəm yazılır:

• $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2}$ butadien-1,3 (divinil);
• $\mathrm{CH_2{=}C(CH_3){-}CH{=}CH_2}$ 2-metilbutadien-1,3 (izopren);
• $\mathrm{CH_2{=}CCl{-}CH{=}CH_2}$ 2-xlorbutadien-1,3 (xlorpren).

İzomerlik növləri: karbon skeletinin izomerliyi, ikiqat rabitələrin vəziyyətinə görə izomerlik (butadien-1,2 və butadien-1,3), həndəsi izomerlik (məsələn, pentadien-1,3-ün sis- və trans-formaları) və siniflərarası izomerlik. Alkadienlər eyni formullu alkinlər və tsikloalkenlərlə izomerdir: $\mathrm{C_4H_6}$ formuluna, məsələn, butadien-1,3, butadien-1,2, butin-1, butin-2 və tsiklobuten uyğun gəlir.

• Divinil. Sergey Lebedev onu ilk dəfə etil spirtindən sənaye miqyasında almışdır: $\mathrm{2C_2H_5OH \rightarrow CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + 2H_2O + H_2}$ ($\mathrm{Al_2O_3}$, $\mathrm{ZnO}$, t). Sənayedə divinili butanın dehidrogenləşməsi ilə də alırlar: $\mathrm{C_4H_{10} \rightarrow C_4H_6 + 2H_2}$ (kat., t).
• İzopren 2-metilbutanın (izopentanın) dehidrogenləşməsindən alınır: $\mathrm{CH_3{-}CH(CH_3){-}CH_2{-}CH_3 \rightarrow CH_2{=}C(CH_3){-}CH{=}CH_2 + 2H_2}$ (kat., t).
• Xlorpren vinilasetilenə hidrogen-xlorid birləşdirməklə alınır; birləşmə Markovnikov qaydası ilə gedir: $\mathrm{CH_2{=}CH{-}C{\equiv}CH + HCl \rightarrow CH_2{=}CH{-}CCl{=}CH_2}$.

Divinil adi şəraitdə qazdır, izopren və xlorpren uçucu mayelərdir; hamısı suda həll olmur.

Alkadienlər alkenlər kimi birləşmə reaksiyalarına girir, bromlu suyu və $\mathrm{KMnO_4}$ məhlulunu rəngsizləşdirir. Qoşulmuş dienlərdə reagent iki yolla birləşə bilir:

• 1,2-birləşmə: $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br{-}CHBr{-}CH{=}CH_2}$ (3,4-dibrombuten-1);
• 1,4-birləşmə: $\mathrm{CH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br{-}CH{=}CH{-}CH_2Br}$ (1,4-dibrombuten-2).

1,4-birləşmədə atomlar zəncirin uclarına birləşir, ikiqat rabitə isə zəncirin ortasına, 2-ci və 3-cü karbon atomları arasına keçir.

Reagentin artığında hər iki ikiqat rabitə doyur: $\mathrm{C_4H_6 + 2H_2 \rightarrow C_4H_{10}}$ ($\mathrm{Ni}$, t), $\mathrm{C_4H_6 + 2Br_2 \rightarrow C_4H_6Br_4}$ (1,2,3,4-tetrabrombutan). Alkadienlər yanır: $\mathrm{2C_4H_6 + 11O_2 \rightarrow 8CO_2 + 6H_2O}$.

Dienlərin ən mühüm xassəsi 1,4-polimerləşmədir, məhsul kauçukdur:

• $\mathrm{nCH_2{=}CH{-}CH{=}CH_2 \rightarrow ({-}CH_2{-}CH{=}CH{-}CH_2{-})_n}$, butadien kauçuku;
• $\mathrm{nCH_2{=}C(CH_3){-}CH{=}CH_2 \rightarrow ({-}CH_2{-}C(CH_3){=}CH{-}CH_2{-})_n}$, izopren kauçuku; təbii kauçuk da izoprenin sis-quruluşlu polimeridir;
• $\mathrm{nCH_2{=}CCl{-}CH{=}CH_2 \rightarrow ({-}CH_2{-}CCl{=}CH{-}CH_2{-})_n}$, xlorpren kauçuku; o, benzinə və yağlara davamlıdır.

Polimer zəncirinin hər təkrarlanan hissəsində bir ikiqat rabitə qalır. Kauçuku kükürdlə qızdırdıqda (vulkanlaşma) zəncirlər ikiqat rabitələr hesabına kükürd körpüləri ilə birləşir və elastik, möhkəm rezin alınır. Kükürd çox olduqda bərk ebonit əmələ gəlir. Rezindən avtomobil şinləri, şlanqlar, konveyer lentləri və izolyasiya materialları hazırlanır.