Dienos

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Los alcadienos ( dienos , hidrocarburos diénicos , diolefinas [1] ) son hidrocarburos acíclicos insaturados que contienen dos enlaces dobles carbono - carbono que forman una serie homóloga con la fórmula general C n H 2n-2

Los átomos de carbono en dobles enlaces están en un estado de hibridación sp . El alcadieno más simple es el propadieno (C 3 H 4 ), que pertenece a los dienos acumulados.

Según la nomenclatura de la IUPAC , los nombres de los alcadienos se forman a partir de los nombres de los alcanos correspondientes reemplazando el sufijo " -an " por " -dieno ". La posición de los dobles enlaces se indica con un número arábigo.

Clasificación

Según la disposición mutua de los enlaces múltiples, los dienos se dividen en tres grupos [2] [3] :

1) Dienos con enlaces aleno ( acumulados ) (1,2-dienos): CH2=C=CH2;

2) Dienos con enlaces conjugados : los dobles enlaces están separados por un enlace simple (1,3-dienos): СH2=CH-CH=CH2;

3) Dienos con enlaces aislados : los dobles enlaces están separados por más de un solo: CH2=CH-(CH2)n-CH=CH2, donde n≥1;

Los heteroanálogos de dieno, en los que uno de los átomos de carbono insaturados se reemplaza por un heteroátomo , se denominan heterodienos [4] .

Normalmente, los dienos incluyen 1,3-dienos acíclicos y cíclicos, que forman series homólogas de fórmulas generales y , en consecuencia, los dienos acíclicos son isómeros estructurales de alquinos . ${\ Displaystyle C_ {n} H_ {2n-2}}$ ${\ Displaystyle C_ {n} H_ {2n-4}}$

Serie homóloga

Serie homóloga de alcadienos:

nombre diene	Fórmula química
Propadien	C 3 H 4
Butadieno (divinilo)	C 4 H 6
Pentadieno-1,3 ( piperileno )	C 5 H 8
hexadieno	C 6 H 10
heptadieno	C 7 H 12
Octadieno	C 8 H 14
nonadieno	C 9 H 16
Decadien	C 10 H 18

Propiedades físicas

Los dienos inferiores son líquidos incoloros de bajo punto de ebullición (punto de ebullición del isopreno 34 °C; punto de ebullición del 2,3-dimetil-1,3-butadieno 68,78 °C; punto de ebullición del 1,3- ciclopentadieno 41,5 °C). El 1,3-butadieno y el aleno (1,2-propadieno) son gases ( Tbp -4,5 °C y -34 °C, respectivamente).

Los dienos conjugados existen en forma de dos conformaciones: cisoide (forma s- cis ) y transoide (forma s- trans ), capaces de transformarse entre sí, la forma s - trans es más estable :

Propiedades químicas

La reactividad de los dienos está determinada por las especificidades de la conjugación de los dobles enlaces: si para los dienos con dobles enlaces aislados, la reactividad es similar a la reactividad de los alquenos, entonces, en el caso de los alenos y los 1,3-dienos, los efectos de la conjugación llevan a los detalles de la reactividad de estas clases de compuestos.

Reacciones de Allene

El átomo de carbono con hibridación sp central en los alenos es un centro electrofílico, por lo tanto, a diferencia de los alquenos no activados por sustituyentes atractores de electrones, los alenos reaccionan con nucleófilos blandos, formando derivados de vinilo y alilo:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2}+PhSH}}\rightarrow {\mathsf {CH_{2}\! \!=\!\!C(SPh)\!\!-\!\!CH_{3}+CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{ 2}SPh}}

La electrofilia del átomo hibridado sp de los alenos aumenta por los grupos atractores de electrones, en este caso, la adición del nucleófilo se produce exclusivamente en este átomo:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CHCOOR+NuH}}\rightarrow {\mathsf {CH_{2}\!\!= \!\!CNuCH_{2}COOR+CH_{3}C(Nu)\!\!=\!\!CHCOOR}}

La hidratación del aleno en condiciones de catálisis ácida, la adición de un protón se produce en el carbono terminal, el enol resultante se tautomeriza aún más en acetona :

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2}+H_{2}O}}\rightarrow {\mathsf {[CH_ {2}\!\!=\!\!C(OH)CH_{3}]}}\rightarrow {\mathsf {CH_{3}COCH_{3}}}

Bajo la acción de álcalis o ácidos, los alenos pueden sufrir reordenamientos prototrópicos en 1,3-dienos:

{\mathsf {RCH_{2}CH\!\!=\!\!C\!\!=\!\!CH_{2))}\rightarrow {\mathsf {RCH\!\!=\ !\!CHCH\!\!=\!\!CH_{2}}}

Reacciones de 1,3-dienos

La especificidad de la reactividad de los 1,3-dienos se debe al mesomerismo debido a la conjugación de dobles enlaces:

El resultado es que, en el caso de la adición electrófila a dienos conjugados, las reacciones típicas de adición 1,4 proceden a través de la formación intermedia de carbocationes de alilo estabilizados resonantemente:

{\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+X^{+} }}\rightarrow {\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}^{+}} }

{\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}^{+}+Y ^{-}}}\rightarrow {\mathsf {XCH_{2}\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH_{2}Y }}

donde X es Hal , H e Y es Hal , OH

Los dienos conjugados se polimerizan fácilmente mediante el mecanismo de adición de 1,4, la reacción de polimerización de los 1,3-dienos es la base de la síntesis de los cauchos de dieno .

Los dienos también reaccionan con alquenos y otros compuestos: dienófilos con un enlace múltiple activado por sustituyentes atractores de electrones, formando productos de adición [4+2] ( reacción de Diels-Alder )

Conseguir

Síntesis S.V. Lébedev :

{\mathsf {CH_{3}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!OH+CH_{3}\!\!-\!\!CH_{ 2}\!\!-\!\!OH}}{\stackrel {Al_{2}O_{3},ZnO,t}{\longrightarrow }}{\mathsf {CH_{2}\!\!=\ !\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+2H_{2}O+H_{2}\flecha arriba }}

Formalmente, esta reacción se puede representar como la deshidratación de dos moléculas de etanol con deshidrogenación intermolecular simultánea .

Eliminación de alcanos halogenados con una solución alcohólica de álcali :

{\mathsf {CH_{2}Br\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2 }Br+2KOH}}\rightarrow {\mathsf {CH_{2}\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH_{2}+ 2KBr+2H_{2}O}}

Véase también

1-acetoxibutadieno-1,3

Notas

↑ Stepanenko B. N. Química orgánica. - 4ª ed., revisada. - M .: Medicina, 1970. - S. 44, 50-51. — 336 pág.
↑ Grandberg II, Nam N.L., 2016 , p. 191.
↑ Kaminsky VA, 2019 , pág. 119.
↑ IUPAC. Compendio de terminología química . goldbook.iupac.org . Consultado el 29 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 17 de febrero de 2020. (indefinido)

Literatura

Grandberg II, Nam N.L. Química Orgánica. Libro de texto para software de código abierto. - 8ª edición. - Moscú: Yurayt, 2016. - 608 p. - ISBN 978-5-9916-6328-1 .
Kaminsky V. A. Química Orgánica. A las 14 h Parte 1. - 2ª ed. - Moscú: Yurayt, 2019. - 287 p. - ISBN 978-5-534-02906-2 .

hidrocarburos
alcanos	Metano etano Propano Butano isobutano pentano isopentano neopentano Hexano heptano Octano isooctano Nonan Decano Undecan dodecano tridecano tetradecano pentadecano hexadecano heptadecano octadecano Nonadecán muelle Eikozán Geneikosan Docosán Trikozán tetracosano pentacosano Gentriacontán pentatriocontano Hectano nocontatrican
alquenos	Etileno propeno butenos Pentenos hexenos heptenos octeno
alquinos	Acetileno propino Pero en
dienos	Propadien Butadieno isopreno ciclobutadieno
Otros insaturados	Vinilacetileno diacetileno Caroteno
cicloalcanos	ciclopropano ciclobutano ciclopentano ciclohexano cicloheptano ciclooctano ciclononano ciclodecano cicloundecano ciclodecano ciclotridecano ciclotetradecano ciclopentadecano ciclohexadecano cicloheptadecano
cicloalquenos	ciclopropeno ciclobuteno ciclopenteno ciclohexeno ciclohepteno 1,3-ciclohexadieno 1,4-ciclohexadieno 1,5-ciclooctadieno
aromático	Benceno tolueno dimetilbencenos Etilbencina propilbenceno Cumol estireno Fenilacetileno difenilo difenilmetano trifenilmetano tetrafenilmetano mesitileno hexametilbenceno
Policíclico	Calcomanía
Aromáticos policíclicos	Naftalina antraceno benzantraceno Pentaceno fenantreno pireno Benzpireno azuleno Chrysen indén indán
ver también: Compuestos binarios de hidrógeno ácidos inorgánicos

Clases de compuestos orgánicos
hidrocarburos	alcanos alquenos arenas alquinos dienos cicloalcanos
que contiene oxígeno	alcoholes Éteres (ésteres) aldehídos cetonas Keteny ácidos carboxílicos Ésteres (ésteres) ortoésteres carbohidratos Grasas quinonas fenoles enoles Hidroxiácidos Oxoácidos peróxidos
Nitrógeno	Aminas Óxidos de amina amidas hidrazidas Hidrazonas osazones Compuestos nitro Compuestos nitrosos Iminas oximas Nitrones Ácidos nítricos Compuestos diazoicos Sales de diazonio Nitrilos isonitrilos azidas orgánicas Isocianatos Aminoácidos Ardillas péptidos
Azufre	tioles sulfuros sulfóxidos sulfonas tioésteres Bunte de sal xantatos disulfuros Ácidos sulfónicos Ácidos sulfínicos tioaldehídos tiocetonas Ácidos tiocarboxílicos tiocianatos orgánicos Isotiocianatos
que contienen fósforo	fosfinas Ácidos fosfónicos ácidos fosfínicos Ácidos fosfónicos Ácido nucleico nucleótidos
haloorgánico	halocarbonos Compuestos organofluorados perfluorocarbonos compuestos organoclorados Compuestos bromoorgánicos Compuestos de organoyodo
organosilicio	silanos silazanos siltianos siloxanos Siliconas
organoelemento	germanioorgánico organoboro organoestaño Plomo orgánico de aluminioorgánico Mercurio orgánico Otros organometálicos
Otras clases importantes	compuestos cíclicos