Open Library - открытая библиотека учебной информации. Получение циклоалканов из нефти


Лекция 07.Алканы.Циклоалканы 19.08.09

Алканы. Циклоалканы

Алканы

Углеводороды общей формулы – Cnh3n+2. Гомологический ряд алканов.

Физические свойства алканов – см. учебник.

Способы получения алканов

Источники промышленного получения алканов – природный газ, нефть.

Синтетические способы (применяются, в основном, в лабораторных условиях для получения сложных алканов):

1. Гидрирование алкенов и алкинов

2. Восстановление галогеналканов

3. Реакция Дюма

4. Реакция Вюрца

5. Реакция Кольбе

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ (вставка)

Химическая реакция – это, как правило, многостадийный процесс. Она начинается с разрыва связей в исходных соединениях, после чего образуются новые связи и новые соединения. В ходе реакции образуются неустойчивые промежуточные частицы. Последовательность всех стадий называется механизмом реакции.

Активные частицы – это частицы, обладающие высокой химической активностью, они инициируют реакцию.

Электрофил – электронодефицитная частица, атакует в места повышенной электронной плотности.

Нуклеофил – электроноизбыточная частица, атакует в места пониженной электронной плотности.

Радикал – электронейтральная частица, атакует неполярные и малополярные связи.

Активные частицы могут образоваться в результате разрыва химической связи. Малополярные связи разрываются гомолитически, и образуются два радикала; полярные связи разрываются гетеролитически, и образуются нуклеофил и электрофил:

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

Химические свойства алканов

Алканы – наиболее инертные в химическом отношении вещества.

Связи С-С и С-Н малополярны и устойчивы к атаке электрофилов и нуклеофилов, они разрываются под действием радикалов.

1. Реакции радикального замещения (SR).

а) галогенирование:

механизм реакции – цепной радикальный:

Скорость реакции у первичного, вторичного и третичного углеродов различна: она увеличивается в ряду: С(1) < С(2) < С(3) (см. предыдущую схему).

Причем в этом отношении хлорирование мало избирательно, бромирование гораздо более избирательно из-за меньшей активности радикала Br.

б) нитрование:

в паровой фазе при 400-500о;

жидкофазное – при 110-140о (Коновалов)

2. Окисление:

Алканы – одни из самых трудно окисляемых веществ. При комнатной температуре на них не действуют даже сильные окислители.

При горении алканы превращаются в СО2 и Н2О.

Регулируемое окисление кислородом при 200о и 90 атм. протекает в жидкой фазе с расщеплением С-С-связей и образованием смеси карбоновых кислот.

Например, промышленный способ получения уксусной кислоты:

3. Термическое расщепление и крекинг:

Крекинг очень широко применяется в переработке нефти для получения высокооктанового топлива.

Отдельные представители алканов – см. учебник.

Циклоалканы

Циклоалканы – предельные углеводороды с замкнутой цепью.

Общая формула – Сnh3n (моноциклические незамещенные).

Циклоалканы различаются по:

- величине цикла,

- количеству циклов,

- способу соединения циклов.

Моноциклические: циклопропан, циклобутан, циклопентан, циклогексан

(формулы с пояснением).

Полициклические:

а) Конденсированные (аннелированные):

б) Мостиковые:

в) Спироуглеводороды:

Теория напряжений (Байер)

Отклонение геометрического угла от валентного угла 109о создает напряжение в цикле:

Циклопропан

"Банановые" связи промежуточные по своему характеру между π- и σ-связями: ненасыщенность циклопропана – реакции присоединения с разрывом цикла.

Способы получения циклоалканов

1. Дегидрирование дигалогеналканов (вариант реакции Вюрца):

2. Циклоприсоединение:

3. Диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера):

Химические свойства циклоалканов

1. Реакции малых циклов:

2. Реакции средних циклов практически такие же, как и для ациклических алканов.

Окисление:

Отдельные представители циклоалканов – см. учебник.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., с. 157 – 182.

19.09.08

7

studfiles.net

5.3. Получение циклоалканов

5.3.1. Получение циклогексана. Циклогексан в промышленности получают в основном из бензола путем его гидрирования на соответствующем катализаторе:

Ni, Pt, Pd 3Н2 + . (5.23)

Еще одним источником получения циклогексана могут быть легкие бензиновые фракции некоторых нефтей, содержащие повышенное количество циклогексана и метилциклопентана. В США на долю такого источника приходится около 5 % производимого циклогексана.

5.3.2. Получение циклогептана

циклогептадиен циклогептан

5.3.3. Получение циклооктана. Его можно получить по реакции Реппе:

4Н2

4СНСН . (5.25)

циклооктатетраен циклооктан

или, что экономичнее:

4Н2

2СН2 = СН – СН = СН2 . (5.26)

5.3.4. Получение циклододекана

3Н2 3СН2 – СН = СН – СН2 . (5.27)

1,3,9-циклододекатриен циклододекан

5.3.5. Получение гибридных и конденсированных циклоалканов. Гид­ри­рование циклоалканов на Ni-содержащем катализаторе (ноcитель Al2O3) протекает количественно при 100 оС: тетралин (в паровой фазе) нафталин декалин (в жидкой фазе).

Контрольные вопросы

1. Назовите месторождения нефтей, наиболее богатые циклоалканами.

2. Как распределяются циклоалканы в различных фракциях нефти?

3. Приведите примеры структурных формул различных типов цикло­алканов. Назовите эти соединения.

4. Приведите реакции изомеризации, характерные для циклоалканов.

5. Приведите реакции гидрирования трех-, четырех-, пяти- и шестичленных циклоалканов и условия их проведения. Каково значение этих реакций в нефтепереработке?

6. Приведите реакции окисления циклогексана с целью получения капролактама и адипиновой кислоты.

7. Приведите реакции галогенирования, пербромирования и гидрогало­гени­рования циклических углеводородов.

8. Приведите реакции термического распада циклоалканов.

9. Приведите реакции получения циклоалканов различных типов.

Тема 6.

Физические и химические свойства аренов

6.1. Типы аренов и концентрация их в нефтях и их фракциях

Доля аренов в различных нефтях может колебаться от 15 % и выше. Среднее содержание аренов в нефтях стран СНГ, определенное на основе изучения 400 образцов, составило, % масс.: а) в малопарафинистых – 37,4; среднепарафинистых – 30,6; высокопарафинистых – 20,8.

Многолетние исследования, проведенные Ф. Д. Россини с сотрудниками на примере месторождения Понка-Сити (Оклахома, США), позволили выделить, идентифицировать и установить свыше 100 аренов. В бензиновых фракциях были выделены бензол, толуол и все теоретически возможные изомеры аренов С8 и С9. Соотношение этих аренов таково: С6:С7:С8:С9=1:3:7:8. Преобладающими аренами в бензиновых фракциях являются толуол, м-ксилол и 1,2,4-триметилбензол (псевдокумол). Там же найден в небольшом количестве гибридный углеводород – индан:

В нефти Понка-Сити обнаружены все теоретически возможные изомеры аренов С10 во фракциях до 200 оС. Как и в случае аренов С8 иС9 , среди аренов С10 преобладают метилзамещенные 1,2,3,4-, 1,2,3,5- и др. В этой же фракции выделены 1- и 2-метилинданы. Во фракции 230 – 275 оС найдены бензольные углеводороды, ди- или тризамещенные, причем один или два заместителя – это метильные группы и один заместитель в виде длинной, слаборазветвленной алкильной структуры. Этот последний заместитель иногда имеет изопреноидную или псевдоизопреноидную структуру.

В керосиновых фракциях найдены нафталин и его гомологи. Там же обнаружен и дифенил с гомологами, но в меньшем количестве, чем представители нафталинового ряда.

;

нафталин дифенил

К гибридным углеводородам, присутствующим в газойлевых фракциях,

относятся аценафтен флуорен и их гомологи.

аценафтен флуорен

Арены с тремя конденсированными кольцами представлены антраценом, фенантреном и их производными:

; фенантрен антрацен

В высококипящих фракциях выделены арены с четырьмя конденсированными кольцами:

антрацен 1,2-бензпирен 3.4-бензфенантрен тетрацен

Гибридные углеводороды могут содержать от одного до трех ароматических кольца и несколько циклических, например:

имеются также данные о наличии в нефти аренов с пятью-семью конденсированными кольцами: ; ; .

перилен 1,12-бензперилен коронен

studfiles.net

Циклоалканы получение - Справочник химика 21

    При действии брома на циклоалкан СзНю получено бромпроизводное с содержанием брома 53,7 % Каково строение исходного углеводорода и полученного бромпроизводного  [c.17]

    Основной источник получения циклогексана—нефть. Главный метод — гидрирование бензола (95% общего объема производства), остальное количество циклогексана выделяют из бензиновых фракций нефтей, богатых циклоалканами. Гидрирование бензола позволяет получать наиболее чистый циклогексан (99,9 %). Для выделения циклогексана из нефтепродуктов получают узкие фракции нефти, обогащенные углеводородами Се и содержащие 10—14 % циклогексана. Затем производят четкую ректификацию на фракции, являющиеся концентратами с содержанием до 85 % циклогексана. При использовании дополнительных промежуточных стадий каталитического превращения аренов возможно получение фракций с содержанием 99 % циклогексана. [c.327]

    Пиролиз отходов стирольного производства Полимеризация а-оле-финов Сб-С1в в смесях аренов с кислородсодержащими соединениями Сополимеризация ме-тилметакрилата с ви-нилбутиловым эфиром Гидроформилирование аллилового спирта в смесях аренов с амидами алифатических кислот Получение бисфенолов конденсацией фенилсодержащих соединений с кетонами в присутствии гидразина или его солей Сополимеризация этилена и пропилена Получение ароматических поликарбонатов, полиэфирполикарбона-тов и полиэфиров в смесях аренов с алканами или циклоалканами Получение низкомолекулярных сополимеров этилена и винилацетата [c.384]

    В дальнейшем обсуждении были использованы данные по удерживанию циклоалканов, полученные после вычета адсорбционного вклада. [c.49]

    Следует иметь в виду, что, как показано далее, изучение каталитического гидрирования циклоалкенов и трактовка полученных результатов строились в основном на представлениях классической стереохимии, а конформационный подход использовался сравнительно мало. При гидрировании ароматических углеводородов конформационные свойства исходных и конечных молекул различаются гораздо более существенно, чем при гидрировании циклоалкенов, а потому для. понимания получаемых результатов приходилось учитывать конформационные особенности циклоалканов. Вследствие этого раздел, посвященный конформационным особенностям циклоалканов, непосредственно предшествует разделу, в котором рассмотрено гидрирование ароматических углеводородов ряда бензола. [c.20]

    В высших циклоалканах возникают также так называемые трансаннулярные взаимодействия, так как некоторые атомы Н, расположенные при удаленных друг от друга атомах С цикла, из-за некопланарности кольца сближены в пространстве. Их взаимное отталкивание приводит к повышению напряжения в циклоалканах Са—Си, особенно Сэ—С12. Однако трансаннулярными взаимодействиями нельзя полностью объяснить особую напряженность названных циклов и трудность их получения. Оказалось, что у них нор- [c.44]

    МСМ комплексообразующих алканов и циклоалканов, полученных из мангышлакской нефти, показал несколько заниженное содержание алканов, особенно в алкано-циклоалкановой фракции, полученной при соотношении нефть карбамид = 1 1. Причиной этому может быть значительная насыщенность мангышлакской нефти твердыми углеводородами различного строения, что в определенной мере отражается на селективности карбамида. В жидком парафине, полученном из комплексообразующих углеводородов мангышлакской нефти, общее содержание алканов превышает содержание нормальных алканов (см. табл. 16 и 19). [c.62]

    Особое место занимает алкано-циклоалкановая фракция, полученная депарафинизацией твердых аренов. Они представляют собой смесь моноциклоалканов с боковыми цепями в основном нормального строения [74], что подтверждается значением дс (+0,36 +1,4 + 0,8) в формуле СпНгп+х в алканах и циклоалканах, полученных из вьпиеперечислен-ных продуктов. [c.76]

    Все полученные бензины имели и близкий характер распределения циклоалканов (см. табл. 57). Так, на долю метилциклогексана приходилось 33—45% 1,3-диметилциклопентаны были представлены цис- и траис-изомерами в соотношении 60 40, среди 1,2-диметилциклопентанов обычно преобладал более устойчивый транс-изомер. Содержание гeлi-зaмeщeнныx цикланов обычно незначительно. [c.219]

    Методика вычислений заключалась в том, что из данных Бауманна, Клавера и Джонсона для н-алканов были получены исправленные удерживаемые объемы на 1 г неподвижной фазы, которые были нанесены на график в виде зависимости log (V — 1 ) от 1/Г. На основе этих значений и индексов удерживания, приведенных Веерли и Ковачем, были вычислены и нанесены на тот же график линии зависимости log (У — от 1/Т для циклоалканов. Полученные данные представлены на рис. 89. Мера регулярности поведения этих групп веществ определена значениями А и ДЯ, показанными на рис. 90. Допустив, что мертвый объем составляет [c.187]

    Тетралин и декалин получают гидрированием нафталина с никелевым катализатором соответственно в паровой и жидкой фазах. Существует ряд лабораторных л[етодов получения циклоалканов, которые хорошо описаны в учебниках по органической химии и здесь не рассматриваются. [c.146]

    Полученные результаты дают основание думать, что гидрогенолиз циклоалканов на каждом из изученных металлов проходит не по единственному механизму. Возможны по крайней мере два указанных выше пути [126]. При этом в зависимости от природы металла, температуры и других условий эксперимента может преобладать либо один, либо другой путь. [c.116]

    Таким образом, принимая во внимание современные представления о напряженности средних циклов и полученный экспериментальный материал по их каталитическим преврашениям, можно сделать вывод, что внутримолекулярные реакции s- и Сб-дегидроциклизации с образованием бициклических углеводородов энергетически выгодны для 8—11-членных циклоалканов, поскольку при этом существенно уменьшается трансаннулярное напряжение. В случае конкурирующей реакции — реакции гидрогенолиза — главную роль играет, по-видимому, не напряженность в исходной молекуле, а напряжение, возникающее в переходном комплексе при адсорбции молекулы циклоалкана на поверхности катализатора [197]. Поэтому в общем случае нельзя считать выход н-алка-нов мерой реакционной способности циклоалканов. Это становится тем более очевидным, если учесть, что гидрогенолиз различных циклоалканов в присутствии Pt/ описывается разными кинетическими уравнениями [143, 151, 201, 202].  [c.159]

    Полученные данные по гидрогенолизу циклоалканов хорошо согласуются с представлениями о протекании этой реакции по дублетной схеме на Rh, Ru и ряде других металлов, отложенных на угле, и по секстетно-дублетной схеме — на платинированном угле, а также с изложенными выше представлениями относительно важной роли, которую играет различное заполнение поверхности катализатора реагентами, что отчетливо проявляется в условиях проточного и импульсного методов исследования. [c.173]

    При производстве этилена, пропилена, н-бу-тенов, изобутилена, а также смеси алканов и циклоалканов Се—С8 (для последующего получения бензола, толуола или ксилолов)в качестве сырья применяют практически чистые углеводороды (этан, пропан, н-бутан, изобутан). В других процессах в качестве сырья используют фракции газов или нефтей, содержащие смеси углеводородов известного состава (газы Сз—С4, бензины, керосины, тяжелые фракции). Синтез применяют также при получении углеводородов, которые обычно не встречаются в больших количествах в нефти и газе, —, ацетилена, бутадиена, метилбутадиена (изопрена). [c.45]

    В работе [150] исследовался состав вакуумных газойлей (фракция 350—500 °С) различных нефтей и приведен состав концентратов, выделенных карбамидным методом. Так, концентрат, полученный из западносибирской нефти, содержал всего 73 /о нормальных алканов, 11,2% изоалканов, 10,1% моноциклоалка-нов, 21 7о бициклоалканов, 1,9% трициклоалканов и 1,7 % аренов. Была исследована методом дифференциального термического анализа термическая устойчивость аддуктов тиомочевины с 32 изоалканами и циклоалканами [151]. Стабильность аддуктов характеризовалась также значением индивидуальной равновесной концентрации (Ср) углеводорода в инертном к тиомочевине растворителе, выше которой возможно образование аддукта. Значения Ср и температур диссоциации аддуктов с некоторыми из исследованных углеводородов приведены в табл. 18. Наиболее ста- [c.75]

    Следует подчеркнуть, что для окисления использовали смеси углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматические), полученные из бензинов и содержащие 62—91% циклогексана. В этих условиях, при общей степени конверсии, равной 10—15%, выход циклогексанола и циклогексанона (в сумме) составил около 9—10%. [c.161]

    На пенетрацию и температуру слипания, помимо наличия в парафине изо- и циклоалканов, большое влияние оказывают ширина фракции парафина и соотношение легкоплавких и высокоплавких компонентов. Так, чем уже фракция парафина, тем выше температура слипания и тем ниже пенетрация. При одинаковой ширине фракций парафин с пониженным содержанием низкоплавких и высокоплавких компонентов имеет более высокую температуру слипания и меньшую пенетрацию, чем парафин с равномерным распределением компонентов. Однако усилия по получению парафина высокой твердости путем сужения его фракционного [c.66]

    Нефтяные кислоты. Это пока единственный класс нефтяных кислородных соединений, который нашел важное применение в народном хозяйстве. На базе нефтяных кислот получают сложные эфиры, оксиэтилированные производные кислот, нафтеновые спирты, ангидриды, хлорангидриды, амиды, нитрилы, имидазоли-ны, амины, алканоламиды, четвертичные аммониевые соли [212]. Потребность в больших массах химического сырья вызывает развитие процессов получения синтетических нефтяных кислот окислением циклоалканов и асфальтенов [213]. [c.257]

    При сравнении образцов II и III видно, что первый, характеризующийся повышенным содержанием масла и н-алканов, обладает наименьшей прочностью на разрыв, а второй, с наименьшим содержанием масла, — наиболее высокой прочностью на разрыв. Таким образом, для получения парафина с повышенной прочностью на разрыв в нем должно содержаться необходимое количество изо- и циклоалканов и минимальное количество масла. [c.67]

    МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОАЛКАНОВ [c.145]

    Содержание в товарных продуктах примесей насыщенного характера снижается также с повышением температуры риформинга. Так, при повышении температуры риформинга фракции 62— 105 °С до 505 °С методом экстракции и вторичной ректификацией получен 99,95%-ный бензол с температурой кристаллизации 5,45—5,5°С, тогда как при 480 °С с теми же последующими операциями удалось выделить 99,8%-ный бензол [104]. Увеличение степени превращения циклоалканов и парафинов в ароматические углеводороды делает возможным выделение толуола и ксилолов [c.179]

    Наиболее благоприятным сырьем для получения олефинов являются парафины, при термическом расщеплении которых-в тге-зультате дегидрирования и распада цепи получаются газообразные и жидкие парафины с меньшей молекулярной массой и олефины. При пиролизе пяти- и шестичленных циклоалканов наряду с водородом и олефинами образуются диолефины, в частности бутадиен. Присутствие последнего в продуктах пиролиза играет решающую роль в получении ароматических углеводородов. Согласно одной из гипотез, ароматические углеводороды образуются в результате вторичной реакции конденсации бутадиена с этиленом и его гомологами  [c.181]

    Типичными для циклоалканов и, прежде всего, для их различных производных являются перегруппировки с уменьшением или увеличением размеров цикла. Так, при нагревании циклогептана с хлоридом алюминия образуется метилциклогексан. Промышленное значение имеют реакции нитрования и жидкофазного окисления кислородом воздуха циклогексана в связи с разработкой метода получения капролактама. [c.30]

    Для метода характеристических сумм используют масс-спектры, полученные при высокой энергии ионизирующих электронов (70 эВ), для метода молекулярных ионов чаще используют масс-спектры низких энергий (10— 2 эВ). При этом резко падает интенсивность пиков осколочных ионов (становятся неотличимыми от фона) и одновременно повышается интенсивность пиков молекулярных ионов, что облегчает их выделение из смеси, и дает возможность более точного определения изотопных пиков. Уменьшение энергии ионизирующих электронов позволяет снизить интенсивность побочных процессов, таких, как выделение алкенов из алкил-бензолов, полициклических циклоалканов. и др. [181 —183]. Низковольтная масс-спектрометрия используется крайне редко (за исключением анализа азотсодержащих соединений). [c.133]

    Платформинг низкого давления используется для получения продуктов с максимальным октгшовым числом. В условиях низкого давления равновесие сдвигается в сторону образования ароматических углеводородов, вследствие чего снижается содержание непреврашенных циклоалканов в конечных продуктах. [c.89]

    Метода получения циклоалканов, в оснсвном, похо.ки на варианты синтеза ал санов, но имеются и разлитая [c.137]

    Большая прочность многочленных циклоалканов и цнклоалкано-нов противоречит относительной трудности их образования. При получении циклических кетонов пиролизом ториевых солей или путем циклизации динитрилов высшие гомологи образуются с низким выходом, и только при анилонновом методе замыкания колец достигаются хорошие результаты. Заслуживает внимания тот факт, что во всех этих процессах худп.1ие выходы наблюдаются при замыкании колец средней величины (9—11-членных колец) особенности этих соединений еще будут рассмотрены в дальнейшем. [c.924]

    При раскрытии эпоксидов, полученных из циклоалкенов, образуются транс-формы дизамещенных циклоалканов, например  [c.551]

    Нефти состоят из парафиновых углеводородов (алканов), пяти- и шестичленных алициклических углеводородов (циклоалканов или наф-тенов) и ароматических углеводородов, содержащих одно или несколько бензольных ядер. Кроме того, в нефтях содержатся некоторые количества серо-, кислород- и азотсодержащих соединений. Сернистые соединения отрицательно влияют на качество топлива для двигателей и масел, в связи с чем переработка сернистых нефтей значительно усложняется. Поскольку содержание ароматических углеводородов в нефти очень низкое, а этиленовых и ацетиленовых — вообще нет, для их получения применяются специальные методы обработки нефтепродуктов. [c.352]

    При нагревании циклоалкилиденпероксидов (например, 65) в инертном растворителе (например, в декане) происходит экструзия СОг в качестве продуктов образуются циклоалкан, содержащий на три углеродных атома меньше, чем исходный пероксид, и лактон, содержащий на два углеродных атома меньше [459] реакция носит название синтеза Стори [460]. Оба продукта получаются в сравнимых выходах, обычно около 15— 25 % каждый. Несмотря на низкие выходы, реакция представляет препаративный интерес, поскольку существует не так много методов для получения больших циклов. Реакция применима для синтеза циклических соединений с числом членов от 8 до 33. В реакцию можно вводить также димерные цикло-алкилиденпероксиды, при этом в качестве продуктов получаются циклоалкан и лактон за счет потери двух молекул и одной молекулы СОг соответственно, например  [c.88]

    Ацилоиновая конденсация была оригинальным образом использована для первого синтеза катенана (т. 1, разд. 3.5). Ка-тенан получен статистическим синтезом (т. 1, разд. 3.5) следующим образом. В результате ацилоиновой конденсации диэти-лового эфира карбоновой кислоты, содержащей 34 атома углерода (тетратриаконтандиовая кислота), получен циклический ацилоин 39. При восстановлении последнего по реакции Клемменсена при использовании D I и D2O вместо НС1 и Н2О образуется циклоалкан С34, содержащий дейтерий (40) 608]  [c.334]

    Принцип получения ароматических углеводородов из нефти можно схематически представить на примере образования бензола. Гексан каталитически превращается в циклогексан, который дегидрируется в бензол (разд. 8,4.1.6). Аналогичным образом получают толуол и ксилолы. На практике используют не чистые исходные углеводороды, а, например, смеси алканов и циклоалканов, которые в ходе этого процесса превращаются в смеси аренов. [c.247]

chem21.info

Циклоалканы выделение - Справочник химика 21

    Многие химические свойства циклоалканов напоминают свойства алканов. Они вступают в реакции замещения, наиример с галогенами, нитруются азотной кислотой. Концентрированная серная кислота практически не растворяет циклоалканы (С5 и выше), олеум и хлорсульфоновая кис [оты реагируют с ними е выделением ЗОг. Циклопропан энергично реагирует с концентрированной серной кислотой по следующее реакции  [c.138]     Основной источник получения циклогексана—нефть. Главный метод — гидрирование бензола (95% общего объема производства), остальное количество циклогексана выделяют из бензиновых фракций нефтей, богатых циклоалканами. Гидрирование бензола позволяет получать наиболее чистый циклогексан (99,9 %). Для выделения циклогексана из нефтепродуктов получают узкие фракции нефти, обогащенные углеводородами Се и содержащие 10—14 % циклогексана. Затем производят четкую ректификацию на фракции, являющиеся концентратами с содержанием до 85 % циклогексана. При использовании дополнительных промежуточных стадий каталитического превращения аренов возможно получение фракций с содержанием 99 % циклогексана. [c.327]

    Реакция идет с выделением тепла в присутствии платинового или палладиевого катализаторов при комнатной температуре. Эти реакции играют значительную роль при дегидрировании циклоалканов и при гидрировании аренов. Так, винилциклогексен дает смесь этилциклогексана и этилбензола  [c.144]

    Процесс изомеризации циклопентанов непосредственно в бензиновых фракциях газоконденсатов и нефтей, содержащих более 20—50 % циклоалканов, в том числе 1/2 1/3 циклопентанов, особенно интересен в сочетании с последующим дегидрированием изо-меризатов циклогексанов и селективной экстракцией аренов. По-видимому, вместо дегидрирования возможно выделение циклогексанов из изомеризата комплексообразованием с тиокарбамидом [66], [c.214]

    В работе [150] исследовался состав вакуумных газойлей (фракция 350—500 °С) различных нефтей и приведен состав концентратов, выделенных карбамидным методом. Так, концентрат, полученный из западносибирской нефти, содержал всего 73 /о нормальных алканов, 11,2% изоалканов, 10,1% моноциклоалка-нов, 21 7о бициклоалканов, 1,9% трициклоалканов и 1,7 % аренов. Была исследована методом дифференциального термического анализа термическая устойчивость аддуктов тиомочевины с 32 изоалканами и циклоалканами [151]. Стабильность аддуктов характеризовалась также значением индивидуальной равновесной концентрации (Ср) углеводорода в инертном к тиомочевине растворителе, выше которой возможно образование аддукта. Значения Ср и температур диссоциации аддуктов с некоторыми из исследованных углеводородов приведены в табл. 18. Наиболее ста- [c.75]

    Твердые парафины, выделенные из фракций, выкипающих до 460—500°С, содержат более 75 вес.% н-алканов и небольшие количества изо- и циклоалканов. В некоторых случаях содержание в них н-алканов может достигнуть 98—99 вес.% [72]. [c.42]

    На начальной стадии погружения осадков (обычно 1,5—2,0 км) при росте температур до 50—60 °С полимерная структура керогена испытывает сравнительно небольшие изменения. Они сводятся преимущественно к декарбоксилированию и дегидратации, отрыву периферических функциональных групп за счет выделения в основном Н2О, СО2, МНз, На5 и СН4. В битумоидной фракции органического вещества несколько возрастает содержание углеводородов. В составе керогена постепенно повышается содержание углерода и водорода и снижается содержание гетероэлементов. При погружении на глубину 2000—3500 м и возрастании температур в недрах до 80—170°С начинается активная деструкция соединений, слагающих основную структуру керогена, сопровождающаяся образованием большего количества подвижных битуминозных веществ — до 30—40% (масс.) исходного керогена сапропелевого типа. Образующиеся биту1Линозные вещества (битум о иды) содержат уже практически весь комплекс алкано-циклоалканов и аренов от низко- до высокомолекулярных их представителей, а также значительное количество сложных гетероциклических соединений и асфальтено-смолистых веществ. Содержание битуминозных компонентов в органическом веществе возрастает в несколько раз. Эта стадия деструкции значительной части керогена с образованием преобладающей массы нефтяных углеводородов получила наименование главной фазы нефтеобразования (ГФН). [c.33]

    Лекция 1У. Циклоалкановые и ареновые углеводороды в нефтях и её фракциях. Их свойства. Влияние циклоалканов и аренов на физикохимические свойства нефтяных фракций. Методы выделения и применение циклоалкановых и ареновых углеводородов. [c.224]

    Активные угли как неполярные адсорбенты используют главным образом для анализа газовых смесей, а также для более тонких разделений, например выделени алкано-циклоалканов из масляных фракций. Адсорбируемость на неполярных адсорбентах, ие-специфически взаимодействующих с разделяемыми компоиентами, тем выше, чем больше поляризуемо ть соединений. [c.72]

    Дерезип, выделенный из деасфальтированного концентрата туймазииской нефти, состоит в основном из циклоалканов и аре-иоп с длинными алкильными цепями, образуюихнх комплекс с карбамидом, а также с разветвленными цепями, ие дающих комплекса. [c.112]

    Современные эффективные экстрагенты обеспечивают хорошее разделение ароматических и неароматических углеводородов и позволяют получать бензолы с температурой кристаллизации не ниже 5,4°С (чистота 99,9% мол. и выше). Например, в процессе сАросольван , в котором используется в качестве растворителя Ы-метилпирроли он с этиленгликолем, получается 99,99%-ныи бензол с содержанием не более 0,003% неароматических углеводородов [103]. одержание примесей и циклоалканов и парафинов в ароматических углеводородах С —Сз не превышает обычно 0,03—0,1%. Для повышения степени чистоты ароматических углеводородов процесс экстракции дополняют экстрактивной ректификацией. Выделение бензола высокой степени чистоты достигается, например, экстрактивной перегонкой с диметилформамидом. [c.179]

    Содержание в товарных продуктах примесей насыщенного характера снижается также с повышением температуры риформинга. Так, при повышении температуры риформинга фракции 62— 105 °С до 505 °С методом экстракции и вторичной ректификацией получен 99,95%-ный бензол с температурой кристаллизации 5,45—5,5°С, тогда как при 480 °С с теми же последующими операциями удалось выделить 99,8%-ный бензол [104]. Увеличение степени превращения циклоалканов и парафинов в ароматические углеводороды делает возможным выделение толуола и ксилолов [c.179]

    Для метода характеристических сумм используют масс-спектры, полученные при высокой энергии ионизирующих электронов (70 эВ), для метода молекулярных ионов чаще используют масс-спектры низких энергий (10— 2 эВ). При этом резко падает интенсивность пиков осколочных ионов (становятся неотличимыми от фона) и одновременно повышается интенсивность пиков молекулярных ионов, что облегчает их выделение из смеси, и дает возможность более точного определения изотопных пиков. Уменьшение энергии ионизирующих электронов позволяет снизить интенсивность побочных процессов, таких, как выделение алкенов из алкил-бензолов, полициклических циклоалканов. и др. [181 —183]. Низковольтная масс-спектрометрия используется крайне редко (за исключением анализа азотсодержащих соединений). [c.133]

    Строение циклоалканов изучено недостаточно, особенно в средне- и высококипящих фракциях нефтей, так как отсутствуют эффективные методы их выделения и разделения, [c.207]

    Возможности использования циклоалканов в качестве химического сырья далеко не исчерпаны. Их потенциальные возможности огромны. Продолжение их изучения, выделения и исследование химических превращений даст народному хозяйству много ценных продуктов. [c.331]

    Твердые парафины. Образцы вьщелены из озексуатской нефти. Доля твердых парафинов, выделенных из нефтей, составляет 2.0-2.4 мае. % [2]. По данным хроматографии, твердые парафины близки между собой по гомологическому составу и суммарному содержанию в них нормальных парафиновых гомологов (не менее 90 мае. %), а также по содержанию в них изо- и циклоалканов (не более 10 мае. %). По данным хроматографии, распределение нор- [c.113]

    Из парафина, полученного карбамидной депарафинизацией, ароматические углеводороды и другие примеси выделяли двукратной обработкой карбамидом [3]. При этом неизбежны потери ароматических углеводородов, изо- и циклоалканов, вступающих в комплекс с карбамидом [8]. Выделенные примеси исследовали методом газожидкостной хроматографии, причем идентификация углеводородов была сделана лишь на основании относительных времен удерживания. Такие данные нельзя считать вполне надежными [9]. [c.157]

    Оксикислоты содержат в молекуле две функциональные группы карбоксильную и оксигруппу. В молекуле может быть несколько таких групп, которые в стандартных условиях среды не взаимодействуют между собой с выделением воды, а лишь образуют внутримолекулярную водородную связь, если только геометрические параметры молекулы допускают сближение -СООН- и -ОН-групп. Оксикислоты, производные от алканов и циклоалканов, ненасышенных углеводородов, с одной стороны, и от аренов, с другой, сушественно отличаются по свойствам и будут рассмотрены отдельно. [c.608]

    Ректификация при различных давлениях используется для выделения индивидуальных углеводородов из бензиновых фракций. При этом учитывается, что наиболее пологий характер зависимости давления насыщенного пара от температуры отмечается для н-алканов, более крутая зависимость характерна для алканов изостроения и циклоалканов. [c.74]

    Экстрактивная кристаллизация может использоваться в препаративных целях для выделения высокоплавких циклоалканов, аренов, н-алканов. Так, фракционной кристаллизацией из метанола выделяли адамантан, 1- и 2-метиладамантан из концентратов, полученных перегонкой нефти с водяным паром и последующим комплексообразованием с тиомочевиной. [c.83]

    По этой причине селективность выделения н-алканов карба-мидным методом снижается с повышением пределов кипения нефтяной фракции, и наиболее эффективна карбамидная депарафинизация сырья с концом кипения 350°С. Концентрат, выделенный из более высококипящей фракции карбамидным методом, например из фракции 350—500°С вакуумного газойля западносибирской нефти, содержит всего 73 % н-алканов, остальное приходится на долю изоалканов (около 11 %), Циклоалканов (14%) и аренов (2%). [c.86]

    Циклоалканы. Для концентрирования циклоалканов и разделения их на фракции по числу циклов в молекулах могут быть использованы те же методы, которые применяют для выделения алканов нзостроения. Отделение же циклоалканов ог аренов и гетероатомных соединений осуществляется сравнительно легко с помощью селективных растворителей или адсорбционной жидкостной хроматографии. [c.102]

    Выделение низкокипящих циклоалканов (циклопентана, циклогексана) возможно гидратообразованием. [c.102]

    Церезин, выделенный из деасфальтированного концентрата туймазинской нефти, состоит в основном из циклоалканов и аренов с длинными алкильными цепями, образующих комплекс с карбамидом, а также с разветвленными цепями, не дающих комплекса. Циклоалканы этой нефти содержат в среднем два-три кольца в молекуле, а арены — от одного до трех колец. [c.170]

    Многие химические свойства циклоалканов напоминают свойства алканов. Они вступают в реакции замещения, например с галогенами, нитруются азотной кислотой. Концентрированная серная кислота практически не растворяет циклоалканы (С5 и выше), олеум и хлорсульфоновая кислоты реагируют с ними с выделением ЗОг. [c.227]

    Применяются специальные префиксы, выражающие удаление атомов или 1Р>у11п из соединения, названного систематическим или тривиальным названием. Такой принцип номенклатуры широко применим в ряде случаев неиасыщен-иость в алифатических соединениях и циклоалканах, бициклоалканах и т. д. обо-чш. чается специфическими окончаниями -ен и -ин, выражающими отнятие атомов водорода (правило А-3 и А-11.3) выделение воды из двух молекул одноосновной 1,1 Слоты или внутримолекулярное выделение воды из молекулы двухосновной кислоты обозначается функциональным названием ангидрид (подраздел С-4.9) зта номенклатура используется также для обозначения лактонов, родственных им соединений (подраздел С-4.7) и их серусодержащих аналогов. [c.151]

    Небольшие примеси изоалканов и циклоалканов резко меняют физические свойства смеси углеводородов (способность фильтроваться, потеть) и, особенно, форму их кристаллов [83]. Систематическое исследование влияния нормальных алканов на общие физико-химические свойства смеси углеводородов, образовавших комплекс с тиокарбамидом, проведено автором на искусственных смесях. В состав смесей входили следующие алкано-циклоалкановые фракции 1) извлеченная из нефти карбамидом (соотношение нефть карбамид = 1 0,3, содержание нормальных алканов 97,5%) 2) выделенная из нефти тиокарбамидом (содержание нормальных алканов 76,1%) 3) извлеченная тиокарбамидом из фракции твердых углеводородов (содержание нормальных алканов 60,5%). [c.46]

    Очень широко применяют ректификацию для разделения нефти на фракции, а также для выделения индивидуальных углеводородов из бензиновой фракции. В качестве одного из методов разделения узко-кипящих алкано-циклоалкановых фракций используют ректификацию при различных давлениях. При этом учитывают, что для монометил-, диметил-, триметил- и тетра-метилзамещенных алканов, а также для циклоалканов значения разности температур кипения при давлении 0,1 МПа и, например, 0,0133 МПа в среднем выше, чем для соответствующих гипотетических нормальных алканов (с той же температурой кипения при нормальных условиях) приблизительно на 0,5 1,1 1,8 2,7 и 2,2 °С. Поэтому ректификация при пониженном давлении достаточно эффективна для отделения циклоалканов от нормальных алканов, моно- и диметилалканов, особенно в сочетании с последующей азеотропной ректификацией. [c.28]

    Термодиффузия используется для разделения циклоалканов на фракции со средним числом от 0,9 до 4,1 выделения би-циклоалканов Св-Сю и трициклических (в том числе адамантановых) углеводородов концентрирования углеводородов изопре- [c.35]

    С повышением температуры кипения фракции в них появляются би- и трицикло-алканы (табл. 1.63), резко усложняются состав и строение циклоалканов. Для выделения би- и трициклоалканов проводят ректификацию, деароматизацию, депара-финизацию узких фракций нефти. [c.128]

    Как показали данные, приведенные в табл. 7.43, примерно одинаковые размеры кристаллитов карбонизатов и их межплоскостных расстояний свидетельствуют о том, что влияние группового состава на структуру карбонизатов незначительно, существенное влияние оказывает степень упорядоченности кристаллитов. Максимальной степенью упорядоченности обладает адсорбенты, полученные из связующих, содержащих максимальное количество алканов и циклоалканов, так как в процессах деструкции — циклоконденсации последние формируют однородныепачки асфальтенов, (а затем и кокс) содержащие незначительное количество гетероатомов. Кроме того, постепенное выделение летучих продуктов из зоны карбонизации способствует формированию более плотной и более упорядоченной структуры. При активации степень ароматичности структурных фрагментов углеродных остатков повышается, так как отношение С Н увеличивается. Па формирование пористой структуры существенное влияние оказывает содержание серы в нефтяных связующих и карбониза-тах. В процессе активирования оно по сравнению с содержанием других гетероатомов уменьшается не столь значительно или вообще не уменьшается, так как сера, вероятно, входит в состав более термостойких гетероциклических соединений, которые переходят в кокс. Высокая термическая стабильность этих соединений обусловлена наличием периконденсированных ароматических колец. [c.615]

    Извлеченные углеводороды, в основном, содержат нормальные алканы. На обработку алкано-циклоалкановой фракции брались рассчитанные (малые) порции карбамида (0,5% 0,8% 1,2% и т.д.) и время контактирования в первом разделении составляло всего 8 мин., однако выделенные образцы представляют собой широкую гамму алкано-циклоалканов. Результаты представлены в табл. 46, 47 и на рис. 34 - 37. [c.110]

    Основная их масса содержится в мазуте, при перегонке которого углеводороды с числом углеродных атомов от 17 до 35 попадают в масляные ди тилJ яты, а С36-С55 остаются в гудроне. По химическому составу углеводороды, выделенные из масляных фракций, составляют более 75% нормальных алканов и небольшие количества циклоалканов и разветвлённых утлеводородов. Они имеют температуру плавления 45-54 °С, температуру кипения до 550 °С, плотность 0,860-0,940 и молекулярную массу 300-500. Твёрдые углеводороды с числом углеродных атомов от 36 до 55 носят название церезины. В состав церезинов входят алканы нормального и изостроения, которые могут содержать в молекуле циклоалкановые и ароматические структуры. Церезины имеют температуру плавления 65-88 С, температуру кипения выше 600 °С, молекч лярную массу 500-750. По внешнему виду похожи на воск. [c.33]

    Моноциклические соединения. Известно мало примеров окисления простейших циклоалканов, но так как продукты таких реакций обычно легкодоступны, изучение последних не представляет особых трудностей. Бактерии (идентифицированные как J0B5), выделенные из почвы, способны к окислению циклопропана (до пропионового альдегида), циклопентана (до циклопен-танона, выход 77%), метилциклопентана (до 3-метилциклопен-танона), циклогексана (до циклогексанона), метилциклогексана (до 4-метилциклогексанона), циклогептана (до циклогептанона и циклооктана (до циклооктанона), но не циклодекана [123. Вероятно, в процессе окисления соответствующие одноосновные спирты являются предшественниками кетонов. [c.58]

chem21.info

Органическая химия

ЦИКЛОАЛКАНЫ 

 

  • Циклоалканы (циклопаpафины, нафтены, цикланы, полиметилены) – предельные углеводороды с замкнутой (циклической) углеродной цепью.

Атомы углерода в циклоалканах, как и в алканах, находятся в sp3–гибридизованном состоянии и все их валентности полностью насыщены.

Общая формула алканов:                                   Сnh3nТакая же, как у алкенов!

Гомологический ряд циклоалканов:

 Номенклатура циклоалканов:

По правилам международной номенклатуры в циклоалканах главной считается цепь углеродных атомов, образующих цикл. Название строится по названию этой замкнутой цепи с добавлением приставки "цикло" (циклопропан, циклобутан, циклопентан, циклогексан и т.д.). При наличии в цикле заместителей нумерацию атомов углерода в кольце проводят так, чтобы ответвления получили возможно меньшие номера. Так, соединение

следует назвать 1,2-диметилциклобутан, а не 2,3-диметилциклобутан, или 3,4-диметилциклобутан.

Изомерия:

Структурная изомеpия 1. Изомерия углеродного скелета: а) кольца б) боковых цепей 2. Изомерия положения заместителей в кольце: 3. Межклассовая изомерия с алкенами: Пространственная изомерия 

1. Цис-транс-изомерия, обусловленная различным взаимным расположением в пространстве заместителей относительно плоскости цикла. В цис-изомерах заместители находятся по одну сторону от плоскости кольца, в транс-изомерах – по разные:

 Химические свойства:

 

  Свойства сильно зависят от размера цикла, определяющего его устойчивость. 

Трех- и четырехчленные циклы (малые циклы), являясь насыщенными, тем не менее, резко отличаются от всех остальных предельных углеводородов. Валентные углы в циклопропане и циклобутане значительно меньше нормального тетраэдрического угла 109°28’, свойственного sp3-гибридизованному атому углерода. 

Это приводит к большой напряженности таких циклов и их стремлению к раскрытию под действием реагентов. Поэтому циклопропан, циклобутан и их производные вступают в реакции присоединения, проявляя характер ненасыщенных соединений. Легкость реакций присоединения уменьшается с уменьшением напряженности цикла в ряду:

циклопропан > циклобутан >> циклопентан. 

Наиболее устойчивыми являются 6-членные циклы, в которых отсутствуют угловое и другие виды напряжения. 

  • Малые циклы (С3 – С4) довольно легко вступают в реакции гидрирования:
  • Циклопропан и его производные присоединяют галогены и галогеноводороды:

В других циклах (начиная с С5) угловое напряжение снимается благодаря неплоскому строению молекул. Поэтому для циклоалканов (С5 и выше) вследствие их устойчивости характерны реакции, в которых сохраняется циклическая структура, т.е. реакции замещения.

Эти соединения, подобно алканам, вступают также в реакции 
  • дегидрирования,окисления в присутствии катализатора и др.
Получение циклоалканов 

1. Циклоалканы содержатся в значительных количествах в нефтях некоторых месторождений (отсюда произошло одно из их названий - нафтены). При переработке нефти выделяют главным образом циклоалканы С5 - С7.

2. Действие активных металлов на дигалогензамещенные алканы (внутримолекулярная реакция Вюрца) приводит к образованию различных циклоалканов:

(вместо металлического натрия часто используется порошкообразный цинк).

Строение образующегося циклоалкана определяется структурой исходного дигалогеналкана. Этим путем можно получать циклоалканы заданного строения. Например, для синтеза 1,3-диметилциклопентана следует использовать 1,5-дигалоген-2,4-диметилпентан:

Существуют и другие методы получения циклоалканов. Так, например, циклогексан и его алкильные производные получают гидрированием бензола и его гомологов, являющихся продуктами нефтепереработки.

organichimik.blogspot.com

как происходит их получение. Циклоалканы

В статье мы рассмотрим получение циклоалканов и особенности их строения. Попробуем объяснить характерные свойства данных веществ, основываясь на особенностях их структуры.

Структура

Для начала проанализируем строение названного класса органических углеводородов. Все циклические соединения делят на гетероциклические и карбоциклические виды.

Вторая группа имеет внутри замкнутого цикла три углеродных атома. Гетероциклические же соединения, помимо углерода, в своих молекулах также содержат атомы серы, кислорода, фосфора, азота.

Существует деление карбоциклических соединений на ароматические и алициклические вещества.

Алициклические вещества

К ним относятся циклоалканы. Химические свойства и получение этих веществ определяются именно замкнутостью структуры данного класса углеводородов.

Алициклическими называют те вещества, которые имеют один либо несколько циклов неароматического характера. Получение и применение циклоалканов рассматривается с точки зрения их отношения к алициклическим соединениям.

Классификация

Простейшим представителем данного класса углеводородов является циклопропан. В его структуре всего три углеродных атома. Представители данного гомологического ряда называются, кроме того, и парафинами. По своим химическим и физическим свойствам они аналогичны предельным углеводородам. В молекулах содержатся одинарные связи, образованные гибридными орбиталями. В циклоалканах тип гибридизации sp3.

Общий состав класса выражается формулой СнН2н. Названные соединения являются межклассовыми изомерами этиленовых углеводородов.

Согласно современной международной заместительной номенклатуре, при названии представителей данного класса добавляют приставку «цикло» к соответствующему по числу атомов углеводороду. При этом, например, получают циклогексан, циклопентан. Рациональная же номенклатура предусматривает названия по количеству замкнутых метиленовых групп СН2. Благодаря этому, циклопропан будет именоваться триметиленом, а циклобутан - тетраметиленом.

Для данного класса органических веществ характерна структурная изомерия, касающаяся числа углеродных атомов в цикле, а также оптическая изомерия.

Варианты образования

Теперь рассмотрим, как происходит получение. Циклоалканы можно получить несколькими путями, в зависимости от того, какое исходное вещество выбрано для проведения химического превращения. Мы проанализируем основные варианты синтеза парафинов.

Итак, каково их получение? Циклоалканы образуются путем циклизации диагалогенпроизводных предельных углеводородов. Подобным химическим способом образуются четырех- и трехчленные циклы. Например, циклопропан. Рассмотрим подробнее его получение - циклоалканы, являющиеся первыми представителями данного гомологического ряда, образуются при действии металлического магния или цинка на дигалогенпроизводную соответствующего алкана.

А как можно образовать пятичленные и шестичленные циклические соединения, как осуществляется их получение? Циклоалканы с таким количеством углеродных атомов в структуре создать достаточно трудно, так как из-за конформации будет проблема с циклизацией молекулы. Подобное явление объясняется свободным вращением по связи С-С, что существенно снижает вероятность получения циклического соединения. Для образования этих представителей циклоалканов в качестве исходных веществ выступают 1,2- или 1,3-дигалогенпроизводные соответствующего алкана.

Среди способов синтеза парафинов также выделим и процесс декарбоксилирования дикарбоновых кислот и солей. Пяти- и шестичленные циклоалканы получают межмолекулярной конденсацией.

А среди специальных методов их образования отметим реакцию между алкенами и карбенами, восстановление кислородсодержащих производных циклосоединений.

Химические свойства

Все возможные способы получения циклоалканов и их взаимодействия определяются особенностями химического строения. Учитывая наличие циклической структуры, среди основных химических свойств циклоалканов выделим реакции присоединения водорода (гидрирование), его отщепления (дегидрирования).

Для проведения реакций используется катализатор, в роли которого может выступать платина, палладий. Проводят взаимодействие при повышенной температуре, величина ее зависит от размера цикла. При действии на молекулу циклического углеводорода УФ-облучением, можно провести реакцию хлорирования (присоединения хлора).

Как и все представители органических соединений, циклоалкан способен вступать в реакцию горения, образуя после взаимодействия углекислый газ, водяной пар. Данная реакция относится к экзотермическим процессам, так как сопровождается выделением достаточного количества тепла.

Заключение

Парафины представляют собой замкнутые углеводородные соединения, образуемые из дигалогенпроизводных алканов или иных органических соединений. Особенности их структуры определяют основные химические свойства циклоалканов, области их применения. В основном они применяются в органическом синтезе для получения кислородсодержащих органических веществ.

fb.ru

Получение циклоалканов

Связь Получение циклоалканов

просмотров - 177

1. Циклоалканы содержатся в значительных количествах в нефтях некоторых месторождений (отсюда произошло одно из их названий - нафтены). При переработке нефти выделяют главным образом циклоалканы С5 - С7.

2. Действие активных металлов на дигалогензамещенные алканы (внутримолекулярная реакция Вюрца) приводит к образованию различных циклоалканов:

(вместо металлического натрия часто используется порошкообразный цинк).

Строение образующегося циклоалкана определяется структурой исходного дигалогеналкана. Этим путем можно получать циклоалканы заданного строения. К примеру, для синтеза 1,3-диметилциклопентана следует использовать 1,5-дигалоген-2,4-диметилпентан:

Важным промышленным способом получения циклоалканов С5 и С6 является реакция дегидроциклизации алканов. Существуют и другие методы получения циклоалканов. Так, к примеру, циклогексан и его алкильные производные получают гидрированием бензола и его гомологов, являющихся продуктами нефтепереработки.

Вопросы для закрепления темы:

1. К какому классу углеводородов относятся циклоалканы?

2. Где встречаются циклоалканы?

3. Какие виды изомерии для них характерны?

4. Почему циклоалканы в отличие от алканов вступают в реакции присоединœения?

5. Какой тип гибридизации характерен для циклоалканов?

6. Какие спосбы получения циклоалканов вы знаете?

7. От чего зависят химические свойства циклоалканов?

8. Где применяются циклоалканы?

Лекция № 16: Алкены. Изомерия. Номенклатура. Свойства и получение.

Алкены (этиленовые углеводороды, олефины) - непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат двойную связь. Общая формула ряда алкенов Cnh3n.

Простейшие представители:

В отличие от предельных углеводородов, алкены содержат двойную связь С=С, которая осуществляется 4-мя общими электронами:

В образовании такой связи принимают участие атомы углерода в sp2-гибридизованном состоянии. Каждый из них имеет по три 2sp2-гибридных орбитали, направленных друг к другу под углом 120°, и одну негибридизованную 2р-орбиталь, расположенную под углом 90° к плоскости гибридных АО.

Строение двойной связи С=С

Двойная связь является сочетанием σ- и π-связей (хотя она изображается двумя одинаковыми черточками, всœегда следует учитывать их неравноценность). σ-Связь возникает при осœевом перекрывании sp2-гибридных орбиталей, а π-связь – при боковом перекрывании р-орбиталей сосœедних sp2-гибридизованных атомов углерода. Образование связей в молекуле этилена можно изобразить следующей схемой:

С=С σ-связь (перекрывание 2sp2-2sp2) и π-связь (2рz-2рz) С–Н σ-связь (перекрывание 2sp2-АО углерода и 1s-АО водорода)

σ-Связи, образуемые sp2-гибридными орбиталями, находятся в одной плоскости под углом 120°. По этой причине молекула этилена имеет плоское строение:

Модели молекулы этилена

По своей природе π-связь резко отличается от σ-связи: π-связь менее прочная вследствие меньшей эффективности перекрывания р-орбиталей. В молекуле пропилена СН2=СН–СН3 в одной плоскости лежат 6 атомов: два sp2-атома углерода и четыре связанные с ними атома (3 атома Н и атом С группы СН3). Вне этой плоскости находятся атомы водорода в метильной группе СН3, имеющей тетраэдрическое строение, т.к. данный атом углерода sp3-гибридизован.

Аналогичное строение имеют другие алкены.

Читайте также

  • - Получение циклоалканов.

    1. Каталитическое гидрирование ароматических углеводородов: С6Н6 + 3Н2 C6h22. 2. Дегалогенирование дигалогеноалканов с помощью цинка, магния или натрия (в основном для получения малых циклов): АЛКЕНЫ Фрагмент молекулы, содержащий двойную связь, плоский, углы между... [читать подробенее]

  • - Получение циклоалканов

    1. Циклоалканы содержатся в значительных количествах в нефтях некоторых месторождений (отсюда произошло одно из их названий - нафтены). При переработке нефти выделяют главным образом циклоалканы С5 - С7. 2. Действие активных металлов на дигалогензамещенные алканы... [читать подробенее]

  • oplib.ru