III тип. Реакции термического расщепления предельных углеводородов

1.Крекинг – расщепление предельных углеводородов на более низкомолекулярные предельные и непредельные углеводороды. Протекает при нагревании без доступа воздуха до 450-550^оС. Механизм термического крекинга – свободно-радикальный.

2 1 1 СН₃-СН₂-СН₂ ^{. .} СН₃ СН₃-СН=СН₂+СН₄

СН₃-СН₂ : СН₂ : СН₃

бутан 2 СН₃-СН₂ ^. + ^. СН₂-СН₃ СН₂=СН₂+СН₃-СН₃

При расщеплении более высокомолекулярных углеводородов при невысоком давлении могут протекать реакции -распада образовавшихся свободных радикалов.

С₁₀Н₂₂ 2СН₃-СН₂-СН₂ : СН₂-СН₂ 2СН₃-СН₂-СН₂ ^. + 2СН₂=СН₂

Декан 2С₁₀Н₂₂

2С₁₀Н₂₁ ^. + 2СН₃-СН₂-СН₃

2.Дегидрирование (дегидрогенизация) – отщепление водорода происходит под действием более высокой температуры, чем крекинг.

СН₃-СН=СН-СН₃ 2-бутен

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃

бутан -Н₂

СН₃-СН₂-СН=СН₂ 1-бутен

В присутствии катализаторов, например, Сr₂O₃, температура реакции может быть снижена до 300^оС.

IV тип. Изомеризация предельных углеводородов

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ СН₃-СН-СН₂-СН₃

Пентан Н₂SO₄ CН₃

изопентан

ЛЕКЦИЯ 3

Алкены

Это углеводороды открытого строения с одной двойной связью. Общая молекулярны формула С_nН_2n (содержит на два атома водорода меньше по сравнению с парафинами).

Гомологический ряд	Тривиальное название
С2Н4	СН2=СН2	Этилен
С3Н6	СН2=СН-СН3	Пропилен
С4Н8	СН2=СН-СН2-СН3	-бутилен
СН3-СН=СН-СН3	-бутилен
СН2=С-СН3 СН3	Изобутилен

Тривиальное название отличается от названия соответствующих предельных углеводородов окончанием "илен".

Углеводород С₄Н₈ имеет и структурные, и пространственные изомеры.

Структурная изомерия представлена изомерией цепи

СН₂=СН-СН₂-СН₃ и СН₂=С-СН₃

СН₃

и изомерией положения двойной связи

СН₂=СН-СН₂-СН₃ и СН₃-СН=СН-СН₃.

Пространственная изомерия наблюдается тогда, когда оба ненасыщенных атома углерода имеют хотя бы по одному заместителю. Например, СН₃-СН=СН-СН₃, так как относительно двойной связи нет свободного вращения, положение групп, связанных с ненасыщенным атомом углерода, является фиксированным в пространстве, при этом может быть два различных соединения, а именно:

H H CH₃ H

C=C C=C

CH₃ CH₃ H CH₃

цис-изомер транс-изомер

Этот вид изомерии называется геометрической или цис-транс-измоерией. Цис-изомеры более полярны и имеют более высокие температуры кипения.

Номенклатура

Рациональная номенклатура рассматривает этиленовые углеводороды как производные простейшего члена ряда – этилена.

Систематическая номенклатура. За основу беертся самая длинная углеродная цепь, в состав которой входит двойная связь. Эта цепь нумеруется с того конца, к которому ближе расположена двойная связь; радикалы, не вошедшие в основную цепь, перечисляются вначале названия. Положение их указывается цифрами, затем идет название основы, которая строится аналогично названию предельного углеводорода с заменой суффикса "ан" на "ен". Положение двойной связи указывается меньшей цифрой перед названием основы.

Способы получения

1.Дегидрогенизация и крекинг предельных углеводородов (промышленные методы получения) см. свойства парафинов.

2.Отщепление галогеноводорода от моногалогенопроизводных предельных углеводородов.

H H

H-C-C-H HCl + CH₂=CH₂

H Cl

хлористый этил

Реакция идет при более мягких условиях, если действовать спиртовым раствором целочи

H H

CH₃-C-C-CH₃ + KOH CH₃-CH=CH-CH₃

Cl H (спирт) -H₂O -бутилен

хлористый вторбутил

Реакция протекает согласно правила Зайцева: водород отщепляется от наменее гидрированного из двух соседних с галогеносодержащим атомов углерода, т.к. термодинамически более устойчивы олефины, у которых непредельные атомы углерода связаны с алкилами, а не с водородом.

H H

H-C-CH=CH-C-H - -сопряжение с участием 12 -электронов

H H С-Н связей

3.Дегидратация спиртов протекает в присутствии сильных минеральных кислот (Н₂S0₄, H₃PO₄).

OH

СH₃-CH-CH₂-CH₃ CH₃-CH=CH-CH₃ + H₂O

вторичный бутиловый спирт -бутилен

4.Отщепление 2-х атомов галогена от вицинальных дигалогенопроизводных углеводородов.

СH₂-CH₂ + Zn ZnBr₂ + CH₂=CH₂

Br Br

5. Частичное гидрирование ацетиленовых углеводородов

CH CH + H₂ CH₂=CH₂