Dien - Diene

1,3-butadien

I organisk kemi en dien ( / d aɪ . Jeg n / DY -een ) ( diolefin ( / d aɪ oʊ l ə f ɪ n / dyna- OH -lə-fin ) eller alkadien ) er en kovalent forbindelse , der indeholder to dobbeltbindinger , sædvanligvis blandt carbon -atomer. De indeholder således to alk enenheder , med standard præfiks di afsystematisk nomenklatur . Som en underenhed af mere komplekse molekyler forekommer diener i naturligt forekommende og syntetiske kemikalier og bruges i organisk syntese . Konjugerede diener anvendes i vid udstrækning som monomerer i polymerindustrien . Flerumættede fedtstoffer er af interesse for ernæring .

Klasser

Dienes kan opdeles i tre klasser afhængigt af den relative placering af dobbeltbindinger:

1. Kumulerede diener har dobbeltbindinger, der deler et fælles atom. Resultatet kaldes mere specifikt en allen .
2. Konjugerede diener har konjugerede dobbeltbindinger adskilt af en enkelt binding. Konjugerede diener er mere stabile end andre diener på grund af resonans.
3. Ukonjugerede diener har dobbeltbindinger adskilt af to eller flere enkeltbindinger. De er normalt mindre stabile end isomere konjugerede diener. Dette kan også være kendt som en isoleret dien.

Nogle diener: A : 1,2-Propadien, også kendt som allen , er den enkleste kumulerede dien. B : Isopren , også kendt som 2-methyl-1,3-butadien, forløberen til naturgummi. C : 1,3-Butadien , en forløber for syntetiske polymerer. D : 1,5-Cyclooctadiene , en ukonjugeret dien (bemærk at hver dobbeltbinding er to carbonatomer væk fra den anden). E : Norbornadien , en anstrengt bicyklisk og ukonjugeret dien. F : Dicyclopentadien .

Ifølge Gold Book definition, en "dien" kunne indbefatte et eller flere heteroatomer, som erstatter umættede carbonatomer, giver strukturer, som kunne mere specifikt kaldes heterodienes .

Forbindelser, der indeholder mere end to dobbeltbindinger, kaldes polyener . Polyenes og dienes deler mange ejendomme.

Syntese af diener

I industriel skala fremstilles butadien ved termisk krakning af butaner . I en lignende ikke-selektiv proces opnås dicyclopentadien fra kultjærer .

I laboratoriet anvendes mere målrettede og mere sarte processer, såsom dehydrohalogeneringer og kondensationer . Utallige metoder er blevet udviklet, såsom hvillingreaktionen . Familier med ikke -konjugerede diener stammer fra oligomerisering og dimerisering af konjugerede diener. For eksempel fremstilles 1,5-cyclooctadien og vinylcyclohexen ved dimerisering af 1,3-butadien .

Dien-indeholdende fedtsyrer er biosyntetiseres fra acetyl-CoA .

α, w-Dienes har formlen (CH ₂ ) _n (CH = CH ₂ ) ₂ . De fremstilles industrielt ved ethenolyse af cykliske diener. For eksempel fremstilles 1,5-hexadien og 1,9-decadien, nyttige tværbindingsmidler og syntetiske mellemprodukter fra henholdsvis 1,5-cyclooctadien og cycloocten . Katalysatoren er afledt fra Re ₂ O ₇ på aluminiumoxid.

Reaktivitet og anvendelser

Polymerisering

Den mest praktiserede reaktion af alkener, inklusive diener, er polymerisation . 1,3-Butadien er en forløber for gummi, der bruges i dæk, og isopren er forstadiet til naturgummi . Chloropren er beslægtet, men det er en syntetisk monomer.

Cycloadditions

En vigtig reaktion for konjugerede diener er Diels -Alder -reaktionen . Mange specialiserede diener er blevet udviklet til at udnytte denne reaktivitet til syntese af naturlige produkter (f.eks. Danishefskys dien ).

Andre additionsreaktioner

Konjugerede diener tilføjer reagenser, såsom brom og hydrogen, ved både 1,2-additions- og 1,4-additionsveje. Tilføjelse af polare reagenser kan generere komplekse arkitekturer:

Metatese reaktioner

Ikke-konjugerede diener er substrater til ringlukkende metatesereaktioner . Disse reaktioner kræver en metalkatalysator :

Surhed

Positionen ved siden af ​​en dobbeltbinding er sur, fordi den resulterende allylanion stabiliseres ved resonans. Denne effekt bliver mere udtalt, da flere alkener er involveret for at skabe større stabilitet. F.eks. Giver deprotonering i position 3 af en 1,4-dien eller position 5 i en 1,3-dien en pentadienylanion . En endnu større effekt ses, hvis anionen er aromatisk, for eksempel deprotonering af cyclopentadien for at give cyclopentadienylanionen .

C ₂ -symmetrisk dien-ligand anvendt i asymmetrisk katalyse .

Som ligander

Dienes er meget udbredte chelaterende ligander i organometallisk kemi . I nogle tilfælde tjener de som pladsholderligander og fjernes under en katalytisk cyklus. For eksempel er cyclooctadien ("torsk") ligander i bis (cyclooctadien) nikkel (0) labile. I nogle tilfælde er diener tilskuerligander, der forbliver koordinerede gennem en katalytisk cyklus og påvirker produktfordelingerne. Chirale diener er også blevet beskrevet. Andre dienkomplekser indbefatter (butadien) jerntricarbonyl , cyclobutadieniron -tricarbonyl og cyclooctadien -rhodiumchlorid -dimer .

Referencer