Получение диенов — Органическая химия для олимпиад

Получение диенов

8 заданий

Промышленные способы

linkОпора

Дегидратация спиртов и дегидрирование алканов (урок 109) дают не только алкены, но и диены. Бутадиен и изопрен — мономеры синтетических каучуков, и их производят миллионами тонн, поэтому промышленные способы их получения стоит знать.

Как получают бутадиен и изопрен

  1. Лебедев (1932): \(\ce{2C2H5OH ->[ZnO, Al2O3, 425 °C] CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2}\) — первый промышленный синтетический каучук.
  2. Дегидрирование бутана (\(\ce{Cr2O3}\), 600 °C) → бутены → бутадиен; изопентана → изопрен.
  3. Изопрен из изобутилена и формальдегида через 4,4-диметил-1,3-диоксан (урок 129).
  4. Из ацетилена: винилацетилен → частичное гидрирование → бутадиен.
ацетилен
ацетилен
винилацетилен: CuCl, NH₄Cl
винилацетилен: CuCl, NH₄Cl
бутадиен: H₂, кат. Линдлара
бутадиен: H₂, кат. Линдлара
циклогексен: + C₂H₄ (Дильс–Альдер)
циклогексен: + C₂H₄ (Дильс–Альдер)
бензол: Pt, −3 H₂; или сразу из ацетилена (C, 600 °C)
бензол: Pt, −3 H₂; или сразу из ацетилена (C, 600 °C)
Ацетилен → винилацетилен → бутадиен

Примеры

1. Способ Лебедева. Этанол над смешанным катализатором при 425 °C одновременно дегидратируется и дегидрируется: две молекулы спирта дают бутадиен, две молекулы воды и водород. На этом способе в 1932 году построили первое в мире производство синтетического каучука.

\[\ce{2 C2H5OH ->[ZnO,\ Al2O3,\ 425\ ^\circ C] CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2O + H2}\]

2. Дегидрирование алканов. Над оксидом хрома при 600 °C бутан теряет две молекулы водорода и даёт бутадиен, а 2,3-диметилбутан — 2,3-диметилбута-1,3-диен.

Двойное дегидрирование даёт сопряжённый диен
Двойное дегидрирование даёт сопряжённый диен

errorБутадиен по Лебедеву получают из спирта, а не из нефти

Способ Лебедева — химическое превращение этанола: дегидратация и дегидрирование на одном катализаторе. Сегодня бутадиен в основном получают из нефтяных фракций, но именно спиртовой способ был первым промышленным, и в задачах его называют по имени автора.

edit_noteПопробуйте сами

Сколько моль водорода выделяется при получении 1 моль бутадиена по Лебедеву?

expand_moreПоказать решение

1 моль.

Лабораторные способы

В лаборатории диен получают двумя отщеплениями подряд (урок 109): из диола двумя дегидратациями, из дибромида — двумя реакциями E2 (урок 94). Третий путь — частичное восстановление енина: тройная связь превращается в двойную, а старая двойная сохраняется.

Как получить диен в лаборатории

  1. Двойное дегидрогалогенирование дигалогенидов объёмным основанием (\(\ce{(CH3)3COK}\)) — при амиде натрия может получиться алкин.
  2. Двойная дегидратация 1,3- и 1,4-диолов (\(\ce{Al2O3}\), \(t\); \(\ce{H3PO4}\)).
  3. Двойное элиминирование по Гофману.
  4. Енины → диены частичным восстановлением (Линдлар, Na/\(\ce{NH3}\)).
\[\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2OH ->[\ce{Al2O3}, t] CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O}\]

Примеры

1. Бутан-1,3-диол → бутадиен. Над оксидом алюминия при нагревании уходят две молекулы воды.

Две дегидратации подряд
Две дегидратации подряд

2. 2,3-Дибром-2,3-диметилбутан → 2,3-диметилбутадиен. Объёмное основание, трет-бутоксид калия, отщепляет две молекулы HBr и даёт диен; амид натрия здесь брать нельзя — он может дать алкин.

Два отщепления E2 объёмным основанием
Два отщепления E2 объёмным основанием

3. Пент-1-ен-3-ин → (E)-пента-1,3-диен. Натрий в жидком аммиаке восстанавливает тройную связь до транс-двойной, а исходная двойная связь остаётся.

Из енина — диен с заданной геометрией
Из енина — диен с заданной геометрией

errorАмид натрия может увести реакцию к алкину

Сильное основание отщепляет HBr дважды от одного и того же участка, и если у дибромида нет водородов у «внешних» атомов, получится не диен, а алкин. Для диена берут дибромид, у которого есть водороды по обе стороны от атомов с бромом, и мягкое объёмное основание.

edit_noteПопробуйте сами

Какой диен получится двойной дегидратацией 2,3-диметилбутан-2,3-диола на \(\ce{Al2O3}\)?

expand_moreПоказать решение

2,3-Диметилбута-1,3-диен.

push_pinГлавное

Бутадиен: метод Лебедева (\(\ce{2C2H5OH ->[ZnO, Al2O3] C4H6 + 2H2O + H2}\)), дегидрирование бутана и бутенов. Изопрен: дегидрирование изопентана, из изобутилена и формальдегида через 4,4-диметил-1,3-диоксан. Лабораторно: двойное отщепление от дигалогенидов (объёмным основанием, чтобы не получить алкин), двойная дегидратация диолов, двойное элиминирование по Гофману, частичное восстановление енинов.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.