Question

Напишіть реакцію одержання ізопрену (2-метил-1,3-бутадієну). Дайте визначення поняттю «кон’югована система». Укажить тип кон’югації в молекулі ізопрену. Напишіть для ізопрену реакції: а) полімеризації, б) гідратації, в) гідрування (Na + C2H5OH). Назвіть продукти. ​

Answer 1

Реакція одержання ізопрену полягає в дегідрогенуванні ізопропілциклопентану при високій температурі та за участі каталізатора. У результаті цієї реакції утворюється 2-метил-1,3-бутадієн:

CH3CH=C(CH3)CH=CH2 → CH2=C(CH3)CH=CH2 + H2

Кон'югована система - це система сполучень між атомами у молекулах, яка включає множину перекриваючихся підсистем атомів з суперечливими типами зв'язків.

У молекулі ізопрену між кон'югованими сполученнями є альфа-бета-ненасичений вуглеводень.

Реакції ізопрену:

а) Полімеризація. При полімеризації ізопрену, кожен мономер додається до іншого через подібне кон'юговане сполучення. Реакція відбувається за наявності ініціатора:

CH2=C(CH3)CH=CH2 → (-CH2-C(CH3)=CH-CH=CH-)n

б) Гідратація. У реакції гідратації ізопрену до мономеру додається молекула води за наявності кислотного каталізатора:

CH2=C(CH3)CH=CH2 + H2O → CH2=C(CH3)CH(OH)CH3

в) Гідрування. Під час реакції гідрування ізопрену з натрієм у етанолі відбувається заміщення одного зв'язку між вуглецевими атомами на зв'язок з воднем:

CH2=C(CH3)CH=CH2 + Na + C2H5OH → CH2=C(CH3)CH2CH3

Продуктом цієї реакції є 2-метил-2-бутен.

Answer 2

Звісно, давайте розглянемо ваші запитання:

1. Реакція одержання ізопрену (2-метил-1,3-бутадієну): Ізопрен може бути одержаний з бутадієну шляхом ізомеризації. В реакції може використовуватися, наприклад, металевий комплекс каталізатора, такий як родій або паладій.

2. Поняття "кон’югована система": Кон’югована система в хімії вказує на послідовність альтернативних зв'язків одного типу в молекулі, які перебувають в кон'югації. Кон'югація спостерігається в сполуках з послідовно розташованими двоїними та одинарними зв'язками.

3. Тип кон’югації в молекулі ізопрену: Молекула ізопрену має кон’юговану систему двоїних зв'язків, оскільки двоїні та одинарні зв'язки чергуються у молекулі.

4. Реакції ізопрену: а) Полімеризація: Ізопрен може полімеризуватися для утворення поліізопрену, який є основним компонентом природного каучуку.

б) Гідратація: Гідратація ізопрену може відбуватися в присутності кисневого подразника, утворюючи відповідний гідрат.

в) Гідрування (Na + C2H5OH): Гідрування ізопрену з використанням натрію (Na) та етанолу (C2H5OH) може призвести до додавання водню до молекули ізопрену, утворюючи бутен.

Реакції гідратації та гідрування можуть бути представлені наступним чином: б) Гідратація: \[ \text{C}_5\text{H}_8 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_5\text{H}_10O \]

в) Гідрування: \[ \text{C}_5\text{H}_8 + \text{2Na} + \text{2C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{C}_5\text{H}_{12} + \text{2NaOH} \]

Таким чином, продуктом гідратації є ізопренол (\( \text{C}_5\text{H}_{10}O \)), а продуктом гідрування є ізопрентан (\( \text{C}_5\text{H}_{12} \)).

Ці реакції демонструють різноманітні можливості застосування ізопрену в синтезі різних хімічних сполук.