Реакции замещения

Для насыщенных углеводородов характерны реакции замещения, которые протекают по радикально-цепному механизму. В таких реакциях легче происходит замещение атома водорода, связанного с третичным углеродом (Е_{хим. связи} = 370 кДж/моль), труднее – у вторичного углерода (Е_{хим. связи} = 390 кДж/моль), труднее всего – у первичного (Е_{хим. связи} = 420 кДж/моль).

1.3.1. 1. Реакции галогенирования (действие галогенов) активно протекают на свету или при нагревании. Процесс замещения протекает стадийно:

- первая стадия - инициирование – получение свободного радикала

Сl₂ 2 Сl•

- вторая стадия – рост цепи – взаимодействие свободного радикала с молекулой алкана

СН₄ + Сl• СН₃• + НСl

СН₃• + Сl₂ СН₃Сl + Сl•

СН₃Сl + Сl• •СН₂ Сl + НСl

•СН₂ Сl + Сl₂ СН₂ Сl₂ + Сl•

СН₂ Сl₂ + Сl• •СНСl₂ + НСl

•СНСl₂ + Сl₂ СНСl₃ + Сl•

СНСl₃ + Сl• •ССl₃ + НСl

•ССl₃ + Сl₂ ССl₄ + Сl•

- третья стадия – обрыв цепи – взаимодействие между собой свободных радикалов: •ССl₃ + Сl• ССl₄.

1.3.1.2. Нитрование (действие азотной кислотой). Впервые эта реакция была проведена в 1888 г. Коноваловым М.И., протекает она при нагревании по радикальному механизму

пропан 2-нитропропан

1.3.1.3. Сульфирование (действие концентрированной серной кислоты при слабом нагревании)

2-метиопропан 2-метил-2-сульфопропан

1.3.1.4. Сульфохлорирование ( действие смесью диоксида серы и хлора ) – эти реакции имеют большое практическое значение, т.к. позволяют получать сульфокислоты с ≥С₁₂, применяемые в производстве поверхностно-активных веществ:

метан метилсульфохлорид

1.3.2. Реакции расщепления:

Крекинг алканов – разрыв углерод-углеродной связи, который может протекать под воздействием высоких температур (термический крекинг), либо в присутствии катализаторов (каталитический крекинг). Эти процессы имеют место при переработке нефти.

пропан метан этен

Дегидрирование (отщепление молекулярного водорода) – разрыв углерод-водородной связи с образованием непредельных соединений

пропан пропен

1.3.3. Реакции изомеризации – превращение линейной структуры в разветвленную, протекает при нагревании алканов в присутствии катализатора АlCl₃:

н-бутан изобутан

Дата добавления: 2015-08-09