химический каталог




Органическая химия

Автор О.Я.Нейланд

группировки в основном направлен на образование разветвленных алканов.

Изомеризация алканов в присутствии сверхкислот может найти практическое применение в промышленности для производства высококачественного моторного топлива.

4. О реакционной способности алканов в зависимости от их строения и активности реагента и о стабильности свободных алкильных радикалов. Реакционная способность алканов, начиная о метана, при переходе на неразветвленные и особенно разветвлен-, ные алканы увеличивается. Это относится в одинаковой мере к реакциям радикального замещения, реакциям дегидрирования, крекинга и превращениям в присутствии сверхкислот. Это может быть объяснено, с одной стороны, некоторым усилением электронодонорных свойств при увеличении числа а-связей (см. гл. 1.3), а с другой — уменьшением энергии диссоциации связей С—Н и С—С при увеличении длины цепи и ее разветвленности. Изменение энергии связей С—С при изменении строения приведены во Введ. 6.2, а изменение энергий диссоциации связей С—Н — в табл. 8.

В реакциях радикального замещения и термического расщепления промежуточными частицами являются свободные алкильные лрадикалы, стабильность которых может быть охарактеризована энергией диссоциации С—Н-связи: R—H->-R-+H-.

Из данных табл. 8 вытекает, что наименьшую стабильность имеют свободные радикалы СНЯ- и СН3СН2-. Среднее время жизни их не превышает 10~3. . Л0-1 с. Разветвленные свободные радикалы более стабильны, что объясняется пространственными эффектами и небольшой делокализацией неспаренного электрона. При этом третичные радикалы стабильнее вторичных.

Таким образом, реакции со свободнорадикальным механизмом должны протекать преимущественно у третичного углеродного атома алкана или у вторичного, т. е. реакции могут быть региоселек-тивными. Региоселективной называется реакция, в которой химические изменения происходят преимущественно в одной из нескольких возможных положений в молекуле.

Например, при региоселективной реакции должна соблюдаться последовательность замещения:

СН„ СНЭ сн3 н

I х. | х. | |

СН3 —С —CHjCHj -» сн3-с - СН2СН3 —> сн3 —с—сн3

I I II

Н X XX

В реакциях алканов строго это не соблюдается. Региоселектив-ность (избирательность) зависит от активности реагента и скорости реакции. Чем активнее реагент и больше скорость реакции, тем меньше региоселективность. Так, при фторировании (гл. VII.2.1) получаются полифторпроизводные. Реакция бромирования более региоселективна, чем хлорирование.

5. ПРИМЕНЕНИЕ АЛКАНОВ

Алканы являются не только простым и относительно дешевым топливом, но и исходным сырьем для крупнотоннажного производства.

Полученные из нефти смеси алканов и других углеводородов применяются в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания и реактивных двигателей.

При разгонке нефти получают несколько фракций: бензин (т. кип. 40. ..180°С, углеводороды С„—С10), керосин (т. кип. 180. . .230 °С, углеводороды Q, и С12), дизельное топливо (т. кип. 230. . .305 °С, углеводороды С13—С17). Остается мазут, из которого перегонкой под уменьшенным давлением или с водяным паром получают соляровое масло (углеводороды Си—C2S), смазочные масла (углеводороды C,s—Сзе), вазелин, твердый парафин.

101

Высшие фракции разгонки нефти подвергают крекингу для получения высокосортных бензинов. Кроме того, получаются алке-ны — этилен, пропен, бутены — важнейшее сырье для химической промышленности.

Метан — бесцветный газ без запаха, слабо растворим в воде (около 50 мл или 0,033 г в 100 г воды) ири 20 °С. Встречается в природе как болотный газ, рудничный газ. Наибольшее содержание

сажа для для синтеза водород для

РСЛ1НОВОЙ Фншера-Тррпша гидрирования

промышленности

Рис. 49. Схема превращений метана

метана в природном газе (60. . .99%). Значительные количества метана образуются ири сухой перегонке каменного угля, в процессах гидрирования угля.

Метан широко используется в качестве топлива с большой теплотворностью (50 000 кДж/кг). С воздухом образует опасные взрывчатые смеси. Метан служит важным сырьем для химической промышленности. Главные превращения метана показаны на схеме (рис. 49).

Глава II АЛКЕНЫ

При отнятии от молекулы алкана двух водородных атомов образуются углеводороды другого типа с общей формулой СПН3„. Самым простым из этих углеводородов должен бы быть СН2. Такого углеводорода получить не удалось. Позже было показано, что это соединение является нестабильным, ведет себя как активный бирадикал (частица с двумя несиаренными электронами), который был назван карбеном.

Простейшим алкеном является этилен CjHj. В его структурной формуле между углеродными атомами пишется двойная связь: Н2С: + :СН2—> Н2С = СН2

Углеводороды С„Нап. рассматривают как производные этилена. Исторически первое название этих алифатических углеводородов

102

с двойной связью было олефины («маслообразующие», так как при взаимодействии с хлором и бромом образовывали маслянистые жидкости). Называют их и ненасыщенными углеводородами, так как они способны присоединять различные реагенты.

В то же время формуле С„Н2П. соответствуют и углеводороды циклического строения — циклоалшны, обладающие совершенно другими свойствами.

1. ИЗОМЕРИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

По номенклатуре ИЮПАК углеводороды С„Н2„ о одной двойной связью называют алкенами. Названия алкенов образуют от названий соответствующих алканов, заменяя суффикс -ан на -ен. Суффикс -ен обозначает присутствие двойной связи в цепи углеродных атомов. Для образования названия алкена выбирают самую длинную цепь, в которой находится двойная связь, и углеродные атомы нумеруют таким образом, чтобы двойная связь получила наименьшую цифру. Эту цифру принято ставить после суффикса -ен (допускается и перед названием главной цепи).

В табл. 9 приведены структурные формулы и названия первых представителей гомологического ряда алкенов.

Число структурных изомеров у алкенов больше, чем у алканов, так как одновременно с изомерией, обусловленной разветвлением цепи, возможна изомерия положения двойной связи. Кроме того, для алкенов характерна пространственная (геометрическая) изомерия; например, существуют ^ис-бутеи-2 и яг/гакс-бутен-2. Так как свободного вращения по двойной связи алкена в обычных условиях не происходит, метальные группы в бутене-2 могут быть фиксированы по одной стороне двойной связи (цис-изомер) или по противоположным сторонам (транс-изомер). Для обозначения геометрических изомеров предложены также буквенные обозначения: Z для цис- (от нем. zusammen — вместе) и Е для транс- изомера (от нем. enlgegen — напротив).

Если у двойной связи имеется три или четыре различных углеводородных или других заместителя, то обозначения Z и Е выбирают ио пространственному расположению двух самых старших групп. Старшинство углеводородных заместителей увеличивается в рядуСН3 -СН2СН3 -СНгСН2СН3 —CHjCH2CH.R

ЧСН3 |

СН3

Правила старшинства различных заместителей и характеристических групп изложены в гл. VII.3. Чтобы отнести изомер к Z- или ?-ряду, необходимо среди четырех заместителей у

страница 29
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (10.88Mb)


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

 

 

Реклама
зеркала напольные
как вытянуть крыло автомобиля своими руками
кровать односпальная на120 кг
зеленый театр расписание

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
(20.08.2017)