КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Механизмът на реакцията на халогениране на алкани




Както хлорирането и бронирането на метан и други алкани постъпления по същия механизъм, то ще даде представа за знанията на всички реакции на халогениране на алкани. Както беше отбелязано по-горе, механизма за реакция трябва да обясни на известните експериментални факти. Реакцията на механизъм метан хлориране не трябва да противоречи на следните факти:

· Смес от метан и хлор не реагира на тъмно при стайна температура;

· Реакцията протича на тъмно при температура над 250 ° С;

· Реакция протича при стайна температура реакционната смес по време на тренировка с ултравиолетова светлина;

· Реакция може да протече на тъмно при стайна температура или при леко загряване в присъствието на съединения, способни при тези условия да генерира свободни радикали (например, Pb (С 5) 4);

· Ако реакцията протича по ултравиолетова радиация, има висок квантов добив (на абсорбира система фотон се формира от няколко хиляди молекули на метил хлорид);

· Присъствието на кислород в реакционната смес забавя реакцията. Продължителността на забавяне период зависи от количеството кислород в сместа.

Следваща механизмът на свободен заместител напълно да обясни по-горе факти:

В първия етап на реакция (иницииране) от ултравиолетова радиация или разцепване отопление homolytic връзка се появява в молекулата на хлор. Енергията на тази комуникация - 58 ккал / мол (242.83 кДж / мол) - най-ниската от молекули, участващи в реакцията. В резултат, разликата се образува поради халогенни атомни хлор молекули с несдвоен електрон и с много висока реактивност.

Сблъсъкът на хлор атом с молекула на метан води до изолация от последната от водородния атом и радикална образуването на метил (стъпка 2а). Получената свободна метилов радикал има само седем електрони в стремежа си към електронната октет и намаляване на енергийната чрез образуване на връзка, показва много висока реактивност.

Допълнителни метилов радикал отделя от хлор атом с молекула свързване електрони, за да образуват метил хлорид (2Ь етап). реакционната маса новогенерирана свободен хлор.

Фигура 6.1. Енергия диаграма на хлориране на метан

В разглеждания реакцията не е просто реакция на свободни радикали заместване (S R) и верига процес. Верига нарича реакция, която включва няколко етапа, всеки от които е оформен на частиците, което води до следващия етап. Само руски Нобелова награда за химия за изследванията си на верижни реакции получи академик NN Семьонов (1956 г.).

етапи на веригата (2а и 2б) не могат да продължат неопределено време. Етап, в който частиците се образуват радикал, наречен етапи отворена верига (рекомбинацията на свободните радикали) и показано на Схема (3а-C).



Този механизъм се обяснява всички експериментални факти, представени по-горе.

По-високите алкани халогениране постъпления по същия механизъм, както е халогенирането на метан. Реакцията се усложнява от факта, че от пропан е възможно да се образува изомерен халогениран.

Помислете за бромиране метилбутан (вж. Фигурата). В тази реакция, образуването на четири монобромо I-IV. Съединенията I и IV са основният bromoproizvodnymi, II - висше, и III - вторично. Като се има предвид, че висшето молекула метилбутан 1, 2 средно и 9 първични водородни атома, с една и съща ставка на реакция към тези разпоредби трябва да се очаква съотношението на изомери I и IV: III: II = 9: 2: 1. Въпреки това, смес от опита на другия съотношение на изомери. Резултатът, получен чрез бромиране на съединения с повече от 95% II, 5% съединение III и следи от съединенията I и IV.

Този резултат води до извода на реакцията, третичен атом, че бромиране е по-бързо от средното и средното, от своя страна по-бързо от основната. След определяне на скоростта стъпка халогениране е образуването на алкилов радикал (... виж Фигура 6.1), лекотата на образуването на свободни радикали намалява в серия:

третичен> вторичен> първична> метил

В същата последователност и намалява стабилността на радикални видове. В общия закон на органичната химия: стабилна частица, тя се формира по-лесно. Това заключение важи и за свободните радикали, катиони и аниони.

Причината за гореспоменатите промени в стабилността на свободните радикали е изместването на несдвоен електрон разположен на р орбитите и състои във връзка с S-електрон връзки. Колкото по-разклонена верига атом въглерод, носещ несдвоен електрон, толкова по-висока стабилност на радикала и по този начин по-лесно се оформя.

Относителният процент на бромиране на третични, вторични и първични въглеродни атома, се третират като 1600: 82: 1. В реакцията на хлориране същия модел. Въпреки това, значително по-реактивна хлор следователно по-малко селективно (избирателно) реагент, така че разлика в скоростта не е от значение и е 5.0: 3.8: 1.0 съответно. Следователно, реакцията на хлориране винаги води до сложни смеси monohlorirovaniya продукти. Ето защо, ако в хода на решаването на проблема, за да получите monogalogenoproizvodnoe директен халогениране на алкан, трябва да се проведе реакцията на бромиране.

Както е отбелязано по-горе, ниска реактивност на алкани. Заедно с хлориране и бромиране може да се отбележи, дори само няколко реакции. През 1888 г., MI Konovalov описва реакцията на течна фаза нитриране на алкани. Konovalov реакция протича при около 100-150 ° С под действието на азотна киселина с 10-15%.

Течната фаза нитриране завършва с ниски добиви, а през 1934 г. тя е била модифицирана GB Хаас, който е предложил да извършва нитриране в парна фаза (реакция Konovalova-Haas) а.

Реакцията протича с радикал механизъм. Въпреки лекотата на заместване на водород в нитриране променя обичайния терциера на последователност> вторичен> първична> метил, реакцията е придружен от унищожаването на образуването на всички възможни mononitro.

Сред функционализирани алканите заемат важно място сулфо- производни (CMC). Концентрирана сярна киселина действа върху долните алкани като окислител и директно сулфониране е възможно само в случай на по-високи производни. За приложение за ограничаване на молекулата на въглеводород обикновено се използва сулфо заобиколно прилагане реакция sulfochlorination (стъпка SO 2 + Cl 2) или sulfookislenie (SO 2 + O 2).

При осветяване с ултравиолетова светлина парафини влиза в реакция заместване със смес от хлор и серен оксид (IV) за образуване на сулфонил хлориди.

Реакцията протича с механизъм за верига. Етап на започване - homolytic разделяне на хлорни молекули.

Един от най-важните приложения на алкани е да ги използват като гориво. Flaming алкан окисление в присъствие на атмосферен кислород, което води до пълното им горене до въглероден диоксид и вода, за да се освободи големи количества топлина.

Този механизъм реакция не е инсталиран до края, въпреки големия брой на математически модели. Няма съмнение, че това свободните радикали верижна реакция.

При пресоване на смес от бензин пара, състояща се от алкани с въздуха образуват пероксиди, които причиняват така наречените "удар". Най-лесният формата на прекис алкани нормалната структура е така наречената "първичен бензин." Значително по-добри анти-чук свойства са алкани в структурата, където има четвъртичен въглероден атом. В основата на скала за оценка конвенционален моторно гориво е пусната изооктан (2,2,3-триметилпентан), който се приписва на октановото число на 100, и п -geptanu притежава силни детонационни свойства - 0. Трябва да се отбележи, че има гориво с октановото число и повече от 100 бензин AI-95 има точно същата антидетонаторни свойства, като смес от 95% изооктан и 5% N хептан.

Химическата промишленост трябва повече нисши въглеводороди, отколкото може да се екстрахира от въглеводородната суровина. Алкани, подложени на пиролиза (от гръцката дума пир - огън и lisis - унищожаване), т.е. термично разлагане. Пиролизни алкани наречени напукване. Термичен крекинг на алкани се прекарва през колона метал се нагрява до висока температура (450-900 ° С). По този начин по-високи алкани се превръщат в наситени съединения с по-ниско молекулно тегло и алкени водород. Като пример, крекинг на пропан, което води до образуването на пропилей, етилен, метан и водород.