химический каталог




Органическая химия

Автор З.Гауптман, Ю.Грефе, Х.Ремане

ет собой нуклеофиль-ную 1,2-перегруппировку (см. раздел 2.1.1.). В последние годы благодаря работам Ола стало ясно, что в так называемых суперкислотах, таких как «магическая кислота» (смесь фторида сурьмы (V) и фторсульфоно-вой кислоты) или в присутствии сильных кислот Льюиса алканы претерпевают электрофильное замещение, протолиз и перегруппировки, в процессе которых в качестве интермедиата образуется пентакоордншь рованный ион карбония (см. раздел 1.2.7) [2.1.5].

Определение алканов

Из-за насыщенного характера алканов их идентификация с помощью производных невозможна, в противоположность большинству других классов органических соединений. Поэтому для характеристики алканов привлекаются физические константы и спектральные данные. Чаще всего для такой идентификации используют комбинацию газовой хроматографии с масс-спектрометрией и ИК-спектроскопией.

В ИК-спектрах алканов наблюдаются типичные полосы в области валентных колебаний С—II при 2840—3000 см-1, при этом первичные, вторичные и третичные связи С—Н имеют характерные различия. Кроме того, метиленовые и метильные группы обнаруживают деформационные колебания в области 1370 и 1480 см-1.

В масс-спектрах алканов наблюдаются группы пиков ионов общей формулы СЛя+ь Cnl'hn и СяН2п-г, эти группы различаются между собой на 14 массовых единиц. Фрагментация преимущественно протекает в местах разветвления цепи.

Важнейшие алканы

Метан является основной составной частью природного газа. Кроме того, он заключен в каменноугольных пластах — при их разработке образуются взрывоопасные смеси метана с воздухом, так называемый «рудничный газ». Наконец, метан наряду с. диоксидом углерода содержится в болотном газе, который образуется на дне озер и на болотах в результате анаэробного брожения (метановое брожение) целлюлозы. Аналогичные процессы образования метана протекают при переваривании нищи в рубцах или разложении фекалий (биогаз).

Необходимый для промышленных целей метан выделяют из природного газа, получают при крекинге нефти, или же синтезируют взаимодействием оксида или диоксида углерода с водородом. Так, например, по Сабатье и Сеидеренсу (1897 г.), метан получают гидрированием оксида и диоксида углерода на мелкораздробленном никеле при температуре от 200 до 300 °С:

(NIL, Л

со + зн, ? сн4 + н2о

(NIL. А

C02-r-4II2 »" СН4 + 2Н|0

В лаборатории метан можно получить по Дюма из ацетата натрия и натронной извести [см. выше, получение алканов, метод (6)], гидролизом метилмагнийгалогенидов [см. там же, метод (4)] или по Муас-сану разложением карбида алюминия водой:

AI4C3 + 12Н20 —> ЗСНут- 4А1(ОН)3

Метан представляет собой бесцветный, неядовитый газ, не имеющий запаха. На воздухе или в кислороде он горит слабо светящим пламенем; его смеси с воздухом или кислородом огне- и взрывоопасны.

В промышленности метан находит разнообразное применение. В составе природного, светильного, коксового, городского и биогазов он используется для получения тепла. При частичном окислении метана (для этого используют охлаждение пламени метана) или при термическом разложении получают сажу, которая используется помимо всего прочего в качестве наполнителя при производстве резины:

сн,+ о2 —> С + 2Н20

1000 °с

СН4 > С + 2На

При взаимодействии метана с парами поды при температуре от 800 до 900°С над никелевым катализатором (водяной реформинг; процесс, обратный образованию метана из оксида углерода и водорода), или при реакции метана со смесью водяных паров с кислородом при 1000— 1200°С (в присутствии никелевого катализатора), или при 1400— 1G00°C (без катализатора) получают синтез-газ. Из него можно получать метанол (см. раздел 2.1.4) или аммиак. Парциальное окисление метана в присутствии аммиака приводит к получению синильной кислоты (способ Аидрусова):

(Pt/Rh), 10ОО°С

2СН4 + 2NHa + 302 ~ > 2HCN + 6Н20

Промышленное значение имеет также получение ацетилена при высокотемпературном пиролизе метана (см. раздел 2.1.4). Кроме того, метан служит для получения целого ряда других соединений, таких как хлорметан, дихлорметан, хлороформ, четыреххлористый углерод, сероуглерод, метанол, формальдегид, нитрометан и др.

Этан может быть, как и метан, выделен из природного газа или газов крекинга. Лабораторными методами его получения служат реакция Вюрца из подметана, электролиз ацетата натрия но Кольбе [см. выше, получение алканов, методы (3) и (7)] или разложение диэтил-цинка водой (Франкланд, 1850 г.):

(C2H5)2Zn + 2Н20 —> 2СаН6 + Zn(OH)a

Этан представляет собой горючий, бесцветный газ, не имеющий запаха. Как и метан, он используется для получения тепла, но кроме того, и для синтеза важных соединений (хлорэтан, этилен и др.).

Бутаны находятся в природном газе и нефти. Кроме того, они образуются в процессе крекинга. При нормальных условиях н-бутан и изобутан (2-метилпропан) газообразны, однако их легко сконденсировать. Как и другие алканы, они служат для получения тепла. Кроме того, их используют при получении непредельных углеводородов С4 (бу-тена-1, бутена-2, изобутена, бутадиена-1,3) и в процессе алкнлирования (см. раздел 2.1.3).

2.1.2. ЦИКЛОАЛКАНЫ

В противоположность алканам, атомы углерода которых образуют цепи, для насыщенных алициклических углеводородов (циклоалканов) характерно циклическое расположение атомов углерода.

Наряду с насыщенными моноциклическими углеводородами общей формулы СяН2л, в узком смысле циклоалканами, известны также насыщенные алициклические углеводороды, молекулы которых включают два, три или более кольца (общие формулы С„Н2„_2, Cn\hn-4 и т. д.). В зависимости от числа атомов углерода, принадлежащих одновременно двум соседним кольцам, различают разнообразные классы соединений. Если два циклоалкана связываются одним атомом углерода, то такое соединение представляет собой спиран (от лат. spira —извилина). Если два кольца имеют два общих соседних атома углерода, то имеется конденсированная циклическая система. В мостиковых циклических системах кольца имеют всегда не менее трех общих атомов углерода; места сочленения колец, так называемые «головы моста» или узловые атомы, в таких соединениях не связаны непосредственно друг с другом.

Сказанное можно проиллюстрировать на примере приведенных ниже насыщенных бициклических углеводородов, содержащих семь атомов углерода:

Спираны

Оо О?

спиро [3,3]гептан спиро[2,4]гептан

Конденсированные циклические системы

бицикл о [4,1,0]- биц,икло[3,2,0]гептан

гептан (поркаран)

Мастиковые циклические системы

бицикло[2,2,1]- бицикло[3,1,1]гептан

гептан (норборнан)

В последние годы интенсивно разрабатываются методы получения циклических систем более высокого порядка. Под ними понимают системы, образованные не только химическими связями, но также и за счет механических факторов (завязывание узлов, переплетение и т.д.). Вассерман (1962 г.) предложил называть такого рода соединения топологическими изомерами. Наиболее интересны среди них катенаны (от лат. catena—цепь), у которых два кольца связаны наподобие звеньев цепочки, а также ротаксаны, у

страница 65
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Органическая химия" (28.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
KNS.ru - предлагает внутренний жесткий диск 1 тб цена с доставкой по Москве и по 100 городам России.
купить шашки лед такси
такси безналичный
немецкая посуда фисслер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.04.2017)