1. Гідруваня вугіля по способу Р.Берліуса.

Алкани С_nH_2n+2

Алкільні радикали С_nH_2n+1

CH₃^- метил

CH₃–CH₂^- етил

CH₃–CH₂–CH₂^- пропіл

CH₃-CH-CH₃ ізопропіл

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂- н-бутил

CH₃-CH-CH₂-CH₃ вторбутил

CH₃-CH-CH₂^–

ізобутил

CH₃

CH₃-C-CH₃ третбутил

CH₃

Способи одержання:

1. Гідруваня вугіля по способу Р.Берліуса.

p=300 атм, Т=450^оС

nC+2nH₂ C_nH_2n+2 моторне паливо

Mo; W; Ni

2. Метод Фішера-Тропта з синтез газу

_{T=160-300oC; P}

nCO+(2n+2)nH₂ C_nH_2n+2+nH₂O

Fe, Co

3. У лабораторних умовах суха перегонка вугілля, сланців, торфу.

4. Метод Вюрца:

2CH₃J+2Na CH₃-CH₃+2NaJ

Механізм Шоригіна:

CH₃J+2Na NaJ+NaCH₃ натрій метил

d+ d-

CH₃^-:| Na⁺+CH₃J NaJ+CH₃-CH₃

Фізичні властивості:

С₁–С₄ – гази;

С₅–С₁₅ – рідини;

С₁₆ і вище – тверді речовини

Дія на організм людини:

Алкани найбільш інертні серед органічних сполук, але тим не менше є сильними наркотиками. На практиці наркотична дія сильно послаблюється незначною розчинністю їх у воді і крові.

Вуглеводні нафти сприяють утворенню злоякісних пухлин.

5. Метод відновлення йодистим воднем:

C₂H₅J+HJ C₂H₆+J₂­

6. Метод відновлення воднем:

[Pd]

C₂H₅J+H₂ C₂H₆+HJ

7. Електроліз солей по Кольбе:

R-COONa R-COO^–+Na⁺ аніон кислоти R-COO^- R-COO^o радикал кислоти

R-CO-O^o R^o+CO₂ вуглеводневий 2R^o R-R вуглеводень

радикал

Продовження таблиці: Алкани CnH2n+2
Якісні реакції: При нормальних умовах алкани не взаємодіють з сильними окисниками: CnH2n+2+KMnO4 CnH2n+2+Br2	8. Реакція Корі-Хауса: CH3Cl+2Li CH3Li+LiCl 2CH3Li+CuJ (CH3)2CuLi+LiJ (CH3)2CuLi+2CH3J 2CH3-CH3+LiJ+CuJ 9.Сплавлення солей карбонових кислот з лугами O 300^oC C2H5-C + NaOH Na2CO3¯+C2H6 ONa 10. Каталітичне гідрування ненасичених вуглеводнів. Pt/Ni CH2=CH2+H2 CH3-CH3

Хімічні властивості алканів

1. При нормальних умовах алкани не взаємодіють з кислотами, лугами, окислювачами, активними металами. При нагріванні і УФ-випромінюванні (hn) алкани вступають в реакції радикального заміщення по механізму: Ініціювання 250^oC Cl2 2Cl^· ^h^n Ріст ланцюга C3H7H+Cl^· C3H7^·+HCl C3H7^·+Cl2 C3H7Cl+Cl^· Обрив ланцюга – рекомбінація Cl^·+Cl^· Cl2 C3H7^·+C3H7^· C6H14 C3H7^·+Cl^· C3H7Cl 2. Галоїдування: hn C3H8+Cl2 CH3–CHCl–CH3+HCl 3. Нітрування а) Метод Коновалова 140^oC C3H8+HONO2 CH3–CH–CH3+H2O ^10% NO2 б) Метод Геса HNO3+HNO2 N2O4+H2O 350-500^oC N2O4 2NO2^· CH3–CH2–CH3+NO2^· CH3–CH^·–CH3+HNO2 CH3–CH^·–CH3+NO2^· CH3–CH(NO2)–CH3 2-нітропропан

4. Сульфохлорування hn CH3–CH2–CH3+SO2+Cl2 CH3–CH2–CH2SO2Cl+HCl 5. Сульфування CH3–CH2–CH3+HOSO3H CH3–CH(SO2OH)–CH3+H2O 6. Сульфоокислення hn CH3–CH2–CH3+SO2+1/2O2 CH3–CH2–CH2SO2OH 7. Окислення а) CH4+1/2O2 CH3OH б) CH3–CH2–CH3+5O2 3CO2+4H2O 8. Крекінг 450-500^0C CH3–CH2–CH3 CH3–CH3+C+H2 CH4+CH2=CH2 CHºCH+CH4+H2 9. Піроліз 700-800^oC 2CH3–CH2–CH3 CH3–CH3+CH2=CH2+2H2+CHºCH 10. Дегідрування Cr2O3 CH3–CH2–CH3 CH3–CH=CH2+H2 460^oC 11. Фторування C3H8+4F2 3C+8HF N2, CnF2n+2 C3H8+8F2 C3F8+8HF

Алкени С_nH_2n

Ненасичені алкільні радикали

CH₂=CH– вініл

CH₂=CH вініліден

CH₂=CH–CH₂– аліл

CH₃–CH=CH– пропеніл-1

CH₃–C=CH₂ пропеніл-2

CH₃–CH=CH–CH₂– кротіл (бутеніл-2)

Фізичні властивості

С₁–С₄ – гази

С₅–С₁₇ – рідини

>С₁₈ – тверді речовини

Розчинність олефінів у воді дуже мала, але більша ніж у парафінів. Добре розчиняються у розчинах деяких солей важких металів, утворюючи з ними комплексні сполуки (наприклад, в розчинах Cu₂Cl₂)

Дія на організм людини.

Нижчі алкени діють як наркотичні речовини; вищі члени ряду подразнюють слизові оболонки дихальних шляхів. Після попадання в організм накопичуються в тканинах, багатих на ліпіди. Тривале вдихання їх приводить до порушення кровообігу з приступами головного болю, потемнінням в очах; зниженням слуху.

Способи добування

1. Дегідрування насичених вуглеводнів:

Cr₂O₃

CH₃–CH₃ CH₂=CH₂+H₂

300^oC

2. Дегідратація спиртів:

H₂SO₄

H₂C–CH₂ CH₂=CH₂+H₂O

OH OH

3. Дегідрогалогенування галогеналканів:

CH₂–CH₂+KOH CH₂=CH₂+KCl+H₂O

H Cl

4. Дегалогенування віцинальних дигалогенпохідних алканів:

CH₂–CH₂+Zn CH₂=CH₂+ZnBr₂

Br Br

5. Часткове гідрування ацетиленових вуглеводнів:

Pt

CHºCH+H₂ CH₂=CH₂

6. Каталітичний крекінг алканів:

500^oC

CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ CH₃–CH₃+CH₂=CH₂

кат

Якісні реакції

1) 3H₂C=CH₂+2KMnO₄+4H₂O 3H₂C–CH₂+2MnO₂ + 2KOH

OH OH

CH₂=CH₂+Br₂ CH₂Br–CH₂Br

Хімічні властивості алкенів

І Реакції приєднання 1) гідрування: Ni, Pt CH3–CH=CH2+H2 CH3–CH2–CH3 2) галогенування: CH3–CH=CH2+Br2 CH3–CH–CH2 Br Br 3) гідрогалогенування: CH3–CH=CH2+HCl CH3–CH–CH3 O2 Cl CH3–CH=CH2+HBr CH3–CH2–CH2Br (пероксидний ефект Караша) Механізм електрофільного приєднання: d+ d- + Cl^- CH3 CH=CH2+H^+ CH3–CH=CH2 CH3–CH–CH3 CH3–CH–CH3 H^+ Cl 4) гіпогалогенування: CH3–CH=CH2+HO^-Cl^+ CH3–CH–CH2 d+ d- OH Cl 5) гідратація: d+ d- + +HOH CH3–CH=CH2+HOSO3H^- CH3–CH–CH3 CH3–CH–CH3 OSO3H -H2SO4 OH 6) оксосинтез: [Co(CO)4]2 O O CH3–CH=CH2+CO+H2 CH3–CH2–CH2–C + CH3–CH–C t^o, P H CH3 H

ІІ Реакції окислення 1) киснем повітря без каталізаторів: O2 CH3–CH=CH2 CH2=CH–CH2–O–O–H 2) киснем повітря в присутності каталізатора: Ag 2CH3–CH=CH2 2CH3–CH–CH2 +O2 O 3) розчином KMnO4: KMnO4 CH3–CH=CH2+[O]+H2O CH3–CH–CH2 OH OH 4) каталітичний окислювальний амоноліз: CH2=CH–CH3+1,5O2NH3 CH2=CH–CN+3H2O 5) окислення з розривом зв’язку C=C: CrO3 O O CH3=CH=CH2 CH3–C + H–C OH OH 6) озонування: CH3–CH=CH2+O3 [CH3–CH–CH2] CH3–CH–O–CH2 O3 O O +HOH O O CH3–C + H–C -H2O2 H H ІІІ Полімеризація: кат. nCH3–CH=CH2 (–СH2–CH–)n CH3 IV Алкілування: H2SO4 CH3 CH3–CH^d^+=CH2^d^++CH3 ^+CH^- CH3 CH3–CH2–CH2–C–CH3 CH3 10^oC CH3

Алкіни C_nH_2n-2

Ненасичені алкільні радикали CHºC– етиніл CH3–CºC– пропініл-1 CHºC–CH2– пропініл-2 (пропаргіл) Фізичні властивості: С2–С4 – газоподібні речовини С5–С15 – рідини С16 і т. д. – терді речовини Мають вищі tкип, ніж пподібні до них алкани і алкени с такою самою кількістю вуглецевих атомів у молекулі.	Дія на організм людини. Діють як наркотичні речовини, причому дія їх зростає із збільшення числа атомів вуглецю у молекулі. Середні члени ряду викликають судороги. Суміш ацетилену з повітрям викликає задуху в зв’язку із зменшеним вмістом кисню.	Способи добування 1. Карбідний метод: CaCO3 CaO+CO2 3000^oC CaO+3C CaC2+CO CaC2+2HOH CHºCH+Ca(OH)2 2. Окислювальний піроліз метану: 1500^oC 6CH4 + O2 2HCºCH+2CO+10H2 3. Дегідрогалогенування гемінальних і віцинальних дигалогеналканів: 2KOH CH3–CHCl2 CHºCH+2KCl+2H2O 4. Піроліз алканів: 1500^oC 2CH4 CHºCH+3H2 5. Алкінування ацетилену: NaNH2 RBr CHºCH CHºCNa CHºC–R -NH3 -NaBr CH3MgJ RJ CHºCH CHºCMgJ CHºC–R -CH4 -MgJ2 +CH3MgJ +RJ JMgCºC–R R–CºC–R -CH4 -MgJ2
Якісні реакції: 1)R–CºC–H+[Ag(NH3)2]OH R–CºC–Ag¯+H2O+2NH3 Br2 Br2 Br Br 2)CHºCH CHBr=CHBr CH–CH Br Br 3)3CHºCH+8KMnO4 3KO–C–C–OK+8MnO2+2KOH+2H2O O O

Хімічні властивості алкінів

І Реакції приєднання: 1) гідрування: +H2 +H2 CH3–СºСH CH3–CºCH CH3–CH2–CH3 Pt, Ni Pt,Ni 2) галогенування: Br2 Br2 Br Br CH3–СºСH CH3–C=CH CH3–C–CH Br Br Br Br 3) гідрогалогенування: HgCl2 +HCl Cl CH3–СºСH+HCl CH3–C=CH2 CH3–C–CH3 Cl Cl 4) гідратація HgSO4 CH3–СºСH+H2O CH3–C=CH2 CH3–C–CH3 H2SO4 OH O 5) приєднання спиртів d+ d- d+ d- KOH CH2 CH3–СºСH+H–O–CH2–CH3 CH3–C O–CH2–CH3 6) приєднання кислот d+ d- O CН2 CH3–СºСH+CH3–C CH3–C O^d^-H^d^+ С–CH3 d+ d- CH3–СºСH+HCN CH3–C=CH2 О CN

ІІ Реакції полімерізації: 1) димеризація: CHºCH+ CHºCH CH2CH–CºCH CuCl2 2) тримеризація: 600^oC 3CHºCH C6H6 акт.вугілля 3) полімерізація: nCHºCH (–CH=CH–)n ІІІ Ізомерізація: C2H5ONa CH3–CH2–CºCH CH3–CºC–CH3 Na А.Е.Фаворський CH3–CH2–CºCH CH3–CH=C=CH2 CH2=CH–CH=CH2 Я.М.Слободян ІV Реакції заміщення: CH3–CºCH+[Ag(NH3)2]OH CH3–CºC–Ag+H2O+NH3 CH3–CºCH+C2H5MgJ C2H6+CH3–CºC–MgJ CH3–CºCH+NaNH2 CH3–CºC–Na+NH3 NaOCl CH3–CºCH CH3–CH=C=CH2 CH2=CH–CH=CH2 -NaOH V Реакції окислення: KMnO4 СHºСH+[O]+H2O HOOC–COOH KMnO4 O O CH3–CºCH+[O]+H2O CH3C + H–C OH OH

Алкадієни

Фізичні властивості	Дія на організм	Способи одержання
Дивиніл у звичайних умовах – газ. Ізопрен і інші гази переходять у рідини. Для алкадієнів зі спряженими зв’язками характерні аномальні показники заломлення світла. Алкадієни поглинають УФ-випромінювання.	Дієнові углеводні при вдиханні проявляють сильну наркотичну дію. В газоподібному і пароподібному стані подразнюють слизову оболонку, мають неприємний запах. При хронічних отруєннях – зміни у внутрішіх органах виражені слабо, більша дія проявляється на кровотворні органи.	1. Дегідрування бутано-бутиленових сумішей: -H2 -H2 C4H10 C4H8 C4H6 2. дегідратація гліколей: CH2–CH2–OH -H2O CH2–CH2 -H2O O CH2–CH2–OH CH2–CH2 CH2=CH–CH=CH2 3. Дегідратація ненасичених спиртів: +H^++H^+ CH3–CH=CH–CH2–OH CH3–CH=CH–CH2–O^+H H -H2O H–CH2–CH=CH–C^+H2 -H^+
Якісні реакції	CH2=CH–CH=CH2
Знебарвлення бромної води CH2=CH–CH=CH2+Br2 CH2–CH–CH=CH2 Br Br CH2=CH–CH=CH2+2[O]+2H2O CH2–CH–CH–CH2 Знебарвлення розчину KMnO4 OH OH OH OH	4. З етилового спирту: 430-450^oC 2C2H5OH CH2=CH–CH=CH2+2H2O+H2 (Al2O2+ZnO) 5. Дегідрування ізопе нтану: Cr2O3 CH3–CH–CH2–CH3 CH2=C–CH=CH2 CH3 -2H2 CH3 ізопрен

Хімічні властивості алкадієнів.

1. CH2=CH–CH=CH2 + CH2=CH–CH=CH2 Гідрування +H2 CH3–CH2–CH=CH2 CH2=CH–CH=CH2 CH3–CH=CH–CH3 2. Галогенування +Cl2 CH2Cl–CHCl–CH=CH2 1,2-дихлорбутен-3 CH2=CH–CH=CH2 CH2Cl–CH=CH–CH2Cl 1,4-дихлорбутен-2 3. Гідрогалогенування +HСl CH3–CHCl–CH=CH2 3-хлорбутен-1 CH2=CH–CH=CH2 CH3–CH=CH–CH2Cl 1-хлорбутен-2 4. Гіпогалогенування +HOBr CH2=CH–CH=CH2 CH2Br–CHOH–CH=CH2 1-бромбутен-3-OH-2 5. Димеризація 1,2-1,4-приєднання 1,4-1,4-приєднання

1. Дієновий синтез тетрагідробензойий альдегід CH2=CH–CH=CH2 + CH2=CH–CH=О дієн дієнофіл 2. Полімерізація. 1,4-1,4... –CH2–CH=CH–CH2–СН2­–СН=СН–СН2–... nС4Н6 1,2-1,2...–СН2–СН–СН2–СН–... СН=СН2 СН=СН2 1,2-1,4...– СН2–СН–СН2–СН= СН–СН2–СН2–... СН=СН2 Стереорегуляція цис-полібутандієн H H H H C=C C=C... CH2 CH2–CH2 CH2 H3С H H3С H C=C C=C... транс-полібутандієн CH2 CH2–CH2 CH2

Утворення і номенклатура деяких хлоралканів

Формула алкану	Формула хлоралкану	Номенклатура
		систематична	історична
CH4	H3C–Cl	Хлорметан	Хлористий метил
H3C–CH3	H3C–CH2–Cl	Хлоретан	Хлористий етил
H3C–CH2–CH3	H3C–CH2–CH2–Cl H3C–CH–CH Cl	1-Хлорпропан 2-Хлорпропан	Хлористий пропіл Хлористий ізопропіл Хлористий втор-пропіл
H3C–CH2–CH2CH3	H3C–CH2–CH2–CH2–Cl H3C–CH2–CH–CH3 Cl	1-Хлорбутан 2-Хлорбутан	Хлористий бутил Хлористий втор-бутил
CH3 H3C–CH–CH3	H3C–CH–CH2–Cl CH3 CH3 H3C–C–CH3 CH3	1-хлор-2-метилпропан 2-хлор-2-метилпропан	Хлористий ізобутил Хлористий трет-бутил
H3C–CH2–CH2–CH2–CH3	H3C–CH2–CH2–CH2–CH2–Cl H3C–CH2–CH2–CH–CH3 Cl H3C–CH2–CH–CH2–CH3 Cl	1-Хлорпентан 2-Хлорпентан 3-Хлорпентан	Хлористий аміл Хлористий втор-аміл –––

Галогенпохідні (хлористий етил)

С_nH_2n+1–X, де Х – F, Cl, Br, I

Фізичні властивості	Дія на організм	Способи одрежання
Фізичні властивості галогенпохідних залежать від природи галогена, складу і будови вуглеводневого ланцюга. Хлористий етил – газ. Вищі представники – рідини, а ще вищі – тверді речовини. =Ткип зростає від втористих до йодистих алкілів, густина зростає аналогічно. Нижчі галогеналкіли володіють солодкуватим запахом. Вони нерозчинні у воді і розчинні в органічних розчинниках і самі є розчинниками. Галогеналкіли сильно полярні.	Хлористий етил отруйний, викликає розлади зі сторони різних внутрішніх органів, жирова інфільтрація печінки, нирок підшлункової залози. Токсичність при вдиханні або сприйманні всередину підсилюється. Хлористий наркотик викликає органічні подразнення нервової системи і печінки.	1. Заміщення насичених вуглеводнів галогенами: hn CH3–CH3+Cl2 CH3–CH2Cl -HCl 2. Приєднання галогенноводнів до алкенів CH2=CH2+HCl CH3–CH2Cl 3. Заміщення ОН^– -групи на галоген t^oC CH3CH2OH+HCl CH3–CH2Cl+H2O а) дія PCl5 або PCl3 CH3–CH2OH+PCl5 CH3–CH2Cl+POCl3+HCl б) дія PCl3 3CH3–CH2OH+PCl3 3CH3–CH2Cl+P(OH)3 в) діяSOCl2 CH3–CH2OH+SOCl2 CH3–CH2O–SO–Cl+HCl CH3–CH2–O–SO–Cl CH3–CH2Cl+SO2

Хімічні властивості галогенпохідних

1. Каталітичне гідрування: CH3–CH–J+H2 CH3–CH2–CH3+HJ CH3 [kat] пропан 2. Дія розчинів солей галогеноводневих кислот в спирті: CH3–CH–J+NaCl CH3–CH–Cl+NaJ CH3 CH3 ізопропіл хлорид 3. Гідроліз CH3–CH–J+HOH CH3–CH–OH+HJ CH3 CH3 ізопропіловий спирт 4. Дія алкоголятів: CH3–CH–J+NaOC2H5 CH3–CH–O–C2H5+NaJ CH3 CH3 ізопропілетиловий етер 5. Взаємодія з аміаком CH3–CH–J+NH3 CH3–CH–NH2+NH4J CH3 CH3 ізопропіламін 6. Взаємодія з KCN CH3–CH–J+KCN CH3–CH–CN CH3 CH3 нітрил ізомасляної кислоти +H^+ O CH3–CH–CN+2H2O CH3–CH–C CH3 -NH3 CH3 OH ізомасляна кислота

7. Утворення складних етерів CH3–CH–J+AgO–CO–CH3 AgJ+CH3–CH–O–CO–CH3 CH3 ацетат срібла CH3 оцтово ізопропіловий етер 8. Утворення нітросполук і етерів азотної кислоти CH3–CH–NO2+AgJ CH3–CH–J+AgNO2 CH3 нітроізопропіл CH3–CH–O–NO+AgJ CH3 CH3 ізопропілнітрит 9. Дія металу: CH3–CH–J+2Li CH3–CH–Li+LiJ CH3 CH3 ізопропіллітій CH3J+Mg CH3MgJ метилмагніййодид 10. Дегідрогалогенування при дії спиртового розчину лугу: CH3–CH–J+KOH(cn) CH3–CH+KJ+H2O CH3 CH3

Якісна реакція: R–X не реагують з окисниками

Гомологічний ряд, номенклатура і фізичні властивості одноатоомних спиртів.

Ненасичені вуглеводні	Одноатомні спирти
Формула	Назва	Формула	Назва	Ткип, °С	Густина d4^20
			історична	раціональна	ІЮПАК
СН4	Метан	Н3С–ОН	Метиловий спирт	Карбінол	Метанол	64,7	0,792
Н3С–СН3	Етан	Н3С–СН2–ОН	Етиловий спирт	Метилкарбінол	Етанол	78,4	0,789
Н3С–СН2–СН3	Пропан	Н3С–СН2– СН2–ОН	Пропіловий спирт	Етилкарбінол	Пропанол-1	97,2	0,804
		Н3С–СН(ОН)– СН3	Ізопропіловий спирт	Диметилкарбінол	Пропанол-2	82,3	0,785

Дата добавления: 2015-09-29