В органической химии — диен ( / ˈd aɪ iː n / DY -een ) ; также диолефин , / d aɪ ˈ oʊ l ə f ɪ n / dy- OH -lə-fin ) или алкадиен ) — ковалентное соединение , содержащее две двойные связи , обычно между атомами углерода . [1] Таким образом, они содержат две алкеновые единицы со стандартной приставкой di в систематической номенклатуре . Как субъединица более сложных молекул диены встречаются в природных и синтетических химических веществах и используются в органическом синтезе . Сопряженные диены широко используются в качестве мономеров в полимерной промышленности. Полиненасыщенные жиры представляют интерес для питания .
Диены можно разделить на три класса в зависимости от взаимного расположения двойных связей: [1]
Согласно определению Золотой книги , «диен» может включать один или несколько гетероатомов , которые заменяют ненасыщенные атомы углерода, образуя структуры, которые можно было бы более конкретно назвать гетеродиенами . [1]
Соединения, содержащие более двух двойных связей, называются полиенами . Полиены и диены имеют много общих свойств.
В промышленных масштабах бутадиен получают термическим крекингом бутанов . Аналогичным неселективным способом из каменноугольной смолы получают дициклопентадиен .
В лаборатории используются более направленные и деликатные процессы, такие как дегидрогалогенирование и конденсация . Было разработано множество методов , таких как реакция Уайтинга . Семейства несопряженных диенов образуются в результате олигомеризации и димеризации сопряженных диенов. Например, 1,5-циклооктадиен и винилциклогексен получают димеризацией 1,3-бутадиена .
Диенсодержащие жирные кислоты биосинтезируются из ацетил - КоА .
α,ω-Диены имеют формулу (CH 2 ) n (CH=CH 2 ) 2 . Их получают в промышленности путем этинолиза циклических диенов. Например, 1,5-гексадиен и 1,9-декадиен, полезные сшивающие агенты и синтетические промежуточные продукты, производятся из 1,5-циклооктадиена и циклооктена соответственно. Катализатор получают из Re 2 O 7 на оксиде алюминия. [2]
Наиболее распространенной реакцией алкенов, включая диены, является полимеризация . 1,3-бутадиен является предшественником каучука , используемого в шинах, а изопрен является предшественником натурального каучука . Хлоропрен родственен, но это синтетический мономер.
Важная реакция для сопряженных диенов — реакция Дильса-Альдера . Многие специализированные диены были разработаны для использования этой реакционной способности для синтеза натуральных продуктов (например, диен Данишефского ).
Сопряженные диены присоединяют такие реагенты, как бром и водород , как по путям 1,2-присоединения, так и по путям 1,4-присоединения. Добавление полярных реагентов может привести к созданию сложной архитектуры: [3]
Несопряженные диены являются субстратами реакций метатезиса замыкания цикла . Эти реакции требуют металлического катализатора : c
Положение, прилегающее к двойной связи, является кислым , поскольку образующийся аллил- анион стабилизируется за счет резонанса. Этот эффект становится более выраженным по мере того, как для создания большей стабильности участвует больше алкенов. Например, депротонирование в положении 3 1,4-диена или положении 5 1,3-диена дает пентадиенильный анион. Еще больший эффект наблюдается, если анион является ароматическим, например, депротонирование циклопентадиена с образованием циклопентадиенильного аниона .
Диены — широко используемые хелатирующие лиганды в металлоорганической химии . В некоторых случаях они служат лигандами-заполнителями, удаляясь во время каталитического цикла. Например, циклооктадиеновые («тресковые») лиганды в бис(циклооктадиен)никеле(0) лабильны. В некоторых случаях диены являются лигандами-наблюдателями, оставаясь координированными на протяжении всего каталитического цикла и влияя на распределение продуктов. Также были описаны хиральные диены. [5] Другие диеновые комплексы включают трикарбонил (бутадиен) железа , трикарбонил циклобутадиен-железа и димер циклооктадиен-хлорида родия .