Что представляет собой структурная формула изопрена

Что собой представляет изопрен? Общая формула данного соединения отвечает гомологическому ряду диеновых углеводородов, имеет состав CnH2n-2. Проанализируем некоторые способы получения данного химического соединения, а также выясним основные области его применения.

Краткая характеристика физических свойств

Перечислим основные физические свойства изопрена. Этот диеновый углеводород токсичен, имеет незначительную растворимость в воде. Высокие концентрации данного препарата имеют наркотическое действие. Предельно допустимой концентрацией, неопасной для человека, считается 40 мг/см³. При увеличении данного показателя 2-метилбутадиен-1,3 негативно воздействует на психику человека. При обычных условиях данное вещество является бесцветной летучей жидкостью, имеющей невысокую температуру кипения.

Особенности химических свойств

Чем характеризуется структурная формула изопрена? В составе данного органического соединения присутствуют две двойные связи. Именно они и характеризуют основные химические взаимодействия этого представителя диеновых соединений с другими органическими и неорганическими веществами. Изопрен достаточно легко окисляется в кислороде воздуха, продуктами взаимодействия при этом являются пероксиды.

Полимеризация

Вступает ли в полимеризацию изопрен? Общая формула класса, к которому относится данный углеводород, имеет вид CnH2n-2. Как и другие представители гомологического ряда бутадиена-1,3, изопрен способен к образованию высокомолекулярного соединения.

При осуществлении процесса полимеризации происходит образование цис- и трансизомеров полиизопрена, представляющих собой аналоги натурального каучука.

Получение натурального каучука

Каково получение изопрена? Реакции, которые при этом протекают, связаны с превращением мономера изопрена в полимер – полиизопрен. Для выделения натурального каучука, имеющего сходное строение с 2-метилбутадиеном-1,3, применяют млечный сок тропических деревьев.

Полученный сок подвергают вулканизации, заключающейся в обработке хлористой серой. В данной химической реакции каучук впитывает некоторое количество серы, приобретая пластичность, эластичность. Продукт полимеризации устойчив к перепадам температур, агрессивным химическим веществам. Структурная формула изопрена объясняет особенности протекания процесса вулканизации.

Если для данного химического взаимодействия взять серу в пределах от 25 до 40 процентов, можно получить эбонит. Данное вещество имеет высокую прочность, применяется в качестве отличного изоляционного материала. Структурная формула изопрена, вступившего во взаимодействие с серой, не содержит двойных связей. Именно строение продукта и объясняет его механическую прочность.

Полиизопреновыми каучуками считают все полимеры, применяемые в изготовлении самолетных, автомобильных, велосипедных камер и покрышек.

О чем еще может рассказать структурная формула изопрена? Он способен к реакциям присоединения по двойным связям с молекулами галогеновдородов, галогенов, водородом, водой. Данные реакции доказывают принадлежность изопрена к классу непредельных углеводородов.

Способы промышленного получения

Существует несколько способов промышленного получения изопрена. Например, при взаимодействии ацетилена с ацетоном реакция предполагает образование промежуточного продукта метибутинола. После его гидрирования, последующей дегидратации образуется изопрен. Также возможно получение 2-метилбутадиена-1,3 из пропилена. При подборе катализаторов можно в качестве дополнительного вещества получить метан.

Применение изопрена

Основная часть производимого изопрена применяется для синтеза изопренового каучука. Он по своим физическим и химическим характеристикам практически идентичен натуральному материалу. Среди сфер применения готового высокомолекулярного соединения назовем изготовление автомобильных шин.

Помимо цис-изомера, среди продуктов полимеризации также присутствует транс- изомер, обладающий характеристиками гуттаперчи. Он не имеет особого промышленного применения. Данное полимерное вещество идет на создание шаров для игры в гольф, а также для производства изоляции электрических проводов. Среди важных отраслей применения изопрена можно выделить синтез полимерных материалов вида стирол-изопрен-стирол. Продукты такого вида применяют в качестве термопластичных материалов и адгезивов, чувствительных к давлению.

Изопрен необходим для синтеза бутилового каучука, его количественное содержание в нем доходит до трех процентов.

С конца прошлого века в Соединенных Штатах Америки началось промышленное производство терпенов из исходной смеси изопрена, ацетилена, ацетона. Технология, на которой основывался данный метод, предполагала двухстадийный синтез.