Orgaanilises keemias on dieen (/ˈdaɪ. iːn/ DY-een) või diolefiin (/daɪˈoʊləf[kehtetu sisestus: 'ɨ']n/ dy-OH-lə-fin) süsivesinik, mis sisaldab kahte süsiniku pi-sidet. Konjugeeritud dieenid on funktsionaalsed rühmad, mille üldvalem on CnH2n-2. Dieenid ja alküünid on funktsionaalsed isomeerid. Dieenid esinevad looduses harva, kuid neid kasutatakse laialdaselt polümeeritööstuses.



Tüübid ja struktuur

Dieenid jagunevad struktuuri alusel tavaliselt kolme rühma:

  • Konjugeeritud dieenid — kaks kaksiksidet vahelduvad ühe üksiksidemega (näiteks 1,3-butadieen). Konjugeeritus annab stabiilsema elektronide delokalisatsiooni ja eripärased reaktsioonid (nt Diels–Alder'i tsüklisatsioon).
  • Isoleeritud dieenid — kaks kaksiksidet on eraldatud vähemalt kahe üksiksidemega (näiteks 1,5-hekseenadieen).
  • Kumulatiivsed dieenid — kaks kaksiksidet paiknevad samal süsinikulena järjest (allenid)

Keemilised omadused ja peamised reaktsioonid

Dieenide iseloomulikud reaktsioonid peegeldavad nende rikkalikku pi-elektronide süsteemi:

  • Diels–Alder'i reaktsioon — konjugeeritud dieenid reageerivad dienofiilidega [4+2] tsükliliseks liitumiseks; see on oluline sünteesimeetod tsükliliste ühendite valmistamiseks.
  • Elektrofiilne addition — dieenid võivad undergoeerida elektrofiilset lisandumist; konjugeeritud süsteem annab võimaluse regio- ja stereoselektiivseteks produktideks (1,2- vs 1,4-lisandumine).
  • Radikaalne polümerisatsioon — näiteks 1,3-butadieenist valmistatakse polübutadieeni ja teiste elastomeeride aluseks olevaid polümeere.
  • Hydrogenatsioon ja oksüdatsioon — kaksiksidemeid saab hüdrogeenida või oksüdeerida sõltuvalt tingimustest.

Füüsikalised omadused

Dieenide füüsikalised omadused varieeruvad sõltuvalt ahela pikkusest ja asenditest. Paljud lihtsamad dieenid (nt 1,3-butadieen) on toatemperatuuril gaasilised või madala keemistemperatuuriga vedelikud, neil on tavaliselt neutraalne lõhn ning kõrge põlemisvõime. Konjugeeritus mõjutab ka värvust ja absorptsiooni UV-alas — delokalisatsioon võib põhjustada suuremat neeldumist lühilaine-UV/visible piirkonnas.

Süntees ja looduslik esinemine

  • Tehases valmistamine: tööstuslikult saadakse dieene sageli nafta steam-cracking'u ja muu õlitöötlemise kõrvalproduktina (1,3-butadieen, isopreen jms).
  • Looduses: mõned dieenid, näiteks isopreen (2-metüül-1,3-butadieen), on paljude taimsete terpeni alustaladeks ja tekivad bioloogilistes protsessides; isopreeni eraldub taimede ja puude poolt suures koguses.

Rakendused

Dieenidel on palju tehnilisi rakendusi, peamiselt nende võime tõttu moodustada polümeere ja osaleda tsüklisatsioonireaktsioonides:

  • Polümerid ja kummid: 1,3-butadieenist valmistatakse sünteetilist kummitoodangut (polübutadieen, styreen-butadieen-kumm SBK), mis on oluline rehvitööstuses.
  • Keemiasüntees: konjugeeritud dieenid on tähtsad lähteained tsükliliste ja heterotsükliliste ühendite sünteesil (nt Diels–Alder'i kaudu saadavad komplekssed molekulid).
  • Lõpptoote komponendid: isopreen on terpeenide ehitusplokk; chloropreenist valmistatakse polükloropreen-kummi (neopreen).
  • Muu tööstus: orgaanilised sünteesid, plastide ja adhesiivide tootmine, farmatseutiliste eesühendite valmistamine.

Ohutus ja keskkonnamõjud

  • Põlemis- ja plahvatusoht: paljud dieenid on kergesti süttivad vedelikud või gaasid.
  • Toksilisus: mõned dieenid, eriti 1,3-butadieen, on inimestel kantserogeensed või muidu tervisele ohtlikud pikaajalise kokkupuute korral; töötlemisel tuleb järgida kaitse- ja ventilatsiooninõudeid.
  • Keskkond: atmosfääris osalevad dieenid fotokeemilises reaktiivsuses ja võivad soodustada osooni teket maapinna lähedal.

Näited ja nomenklatuur

Mõned tuntumad dieenid:

  • 1,3-Butadieen — tööstuslikult tähtis monomeer, polümeerimise lähteaine.
  • Isopreen (2-metüül-1,3-butadieen) — terpenelement, looduslikult esineb taimedes ja kasutatakse sünteetiliste kummide tootmiseks.
  • Chloropreen — kasutatakse neopreeni tootmises.
  • Piperyleen — asendatud dieen, kasutatakse orgaanilistes sünteesides.

Kokkuvõte

Dieenid on mitmekülgsed kaksiksidemega süsivesinikud, millel on eripärane keemia tänu kahele pi-süsteemile. Nad on hädavajalikud paljudes tööstusharudes, eriti polümeeritööstuses, ning mängivad olulist rolli orgaanilises sünteesis (nt Diels–Alder'i reaktsioon). Samas nõuavad dieenide tootmine ja töötlemine tähelepanu ohutusele ja keskkonnamõjudele.