Получение бутадиена по методу лебедева

Упрощенный механизм реакций:

 

1) дегидрирование этанола СH₃CH₂OH ¾® CH₃CHO + H₂

 

2) альдольная конденсация уксусного альдегида:

 

2 CH₃CHO ¾® CH₃CH(OH)CH₂CHO

 

3) гидрирование альдоля:

 

CH₃CH(OH)CH₂CHO + H₂ ¾® CH₃CH(OH)CH₂CH₂OH

 

4) дегидратация бутандиола - 1,3:

 

CH₃CH(OH)CH₂CH₂OH ¾® CH₂=CH-CH=CH₂ + 2 H₂O

 

Суммарное уравнение:

2 СH₃CH₂OH ¾® CH₂=CH-CH=CH₂ + H₂ + 2 H₂O

 

 

И 1,4-ПРИСОЕДИНЕНИЕ К БУТАДИЕНУ-1,3

 

 

Двойные связи дивинила реагируют не каждая сама по себе, а как единая p-система; атака мезомерного катиона нуклеофилом Вr^- приводит к продуктам 1,2- и 1,4-присоединения, по­скольку именно второй и четвертый атомы углерода сопряженной системы двойных связей несут в этом катионе положительный за­ряд:

 

 

АЛКИНЫ

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ

Название	Формула	Т пл. 0С	Т.кип. 0 С	ρ, г· см-3
Ацетилен Пропин Бутин-1 Бутин-2 Пентин-1 Пентин-2 3-метилбутин-1 Гексин-1 Гептин-1 Октин-1 Нонин-1 Децин-1 Гексин-2 Гексин-3 3,3-диметилбутин-1 Октин-4 Децин-5 Октадецин-1 Фенилацетилен Дифенилацетилен	НС≡СН НС≡С–СН3 НС≡С–СН2–СН3 СН3–С≡С–СН3 НС≡С–(СН2)2–СН3 СН3–С≡С–СН2–СН3 (СН3)2СН–С≡СН НС≡С–(СН2)3–СН3 НС≡С–(СН2)4–СН3 НС≡С–(СН2)5–СН3 НС≡С–(СН2)6–СН3 НС≡С–(СН2)7–СН3 СН3–С≡С–(СН2)2–СН3 СН3–СН2–С≡С–СН2–СН3 (СН3)3С–С≡СН СН3(СН2)2С≡С(СН2)2СН3 СН3(СН2)3С≡С(СН2)3СН3 НС≡С–(СН2)15–СН3 НС≡С–С6Н5 С6Н5–С≡С–С6Н5	- 82 - 105 - 130 ─ - 95 - 101 ─ - 124 - 80 - 70 - 65 - 36 - 92 - 51 - 81 + 27 - 45 + 62,5	- 83,5 - 23 - 8,5 29,5	0,62 0,6785 0,668 0,688 0,688 0,713 0,685 0,719 0,733 0,747 0,763 0,770 0,730 0,725 0,669 0,748 0,760 0,802 0,930

 

Вид связи	Энергия, кДж/моль	Длина, нм
С–С СН3–СН3	347-356	0,154
С=С СН2=СН2	611-632	0,134
С≡С СН≡СН	833-837	0,120

МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКИНОВ

 

 

 

4.3АЦЕТИЛЕН

НС≡СН, этин

Получение – взаимодействие карбида кальция с водой

СaC₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + НС≡СН

пиролиз или электрокрекинг природного газа (1500 ºС)

2 CH₄ → НС≡СН + 3 H₂

Горение ацетилена в кислороде сопровождается выделением большого количества тепла, что находит применение при сварке металлов. Димеризация ацетилена (Cu₂Cl₂ + NH₄Cl) дает винилацетилен, линейная тримеризация – дивинилацетилен, циклотримеризация (акт. С; р, t) – бензол, циклотетрамеризация (Cu₂(CN)₂) – циклооктатетраен.

Основные химические превращения ацетилена (реакции присоединения по тройной связи и замещение атома водорода):

 

 

 

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРЕНОВ

Название	Формула	Т пл. 0С	Т.кип. 0 С	ρ, г· см-3
Бензол Толуол о -Ксилол м -Ксилол п- Ксилол 1,2,3-триметилбензол 1,2,4-триметилбензол 1,3,5-триметилбензол (мезитилен) 1,2,3,4-тетраметилбензол 1,2,3,5-тетраметилбензол 1,2,4,5-тетраметилбензол Пентаметилбензол Гексаметилбензол Этилбензол Гексаэтилбензол Пропилбензол Изопропилбензол (кумол) Бутилбензол изо-Бутилбензол втор-Бутилбензол трет-Бутилбензол 1-метил-4-изопропил- бензол (цимол) транс-1,2-дифенилэтилен (транс-стильбен) цис-1,2-дифенилэтилен (цис-стильбен) Дифенилметан Трифенилметан Бифенил Нафталин Антрацен Флуорен Инден Фенантрен Азулен	С6H6 С6H5CH3 1,2-С6H4(CH3)2 1,3-С6H4(CH3)2 1,4-С6H4(CH3)2 1,2,3-С6H3(CH3)3 1,2,4-С6H3(CH3)3 1,3,5-С6H3(CH3)3 1,2,3,4-С6H2(CH3)4 1,2,3,5-С6H2(CH3)4 1,2,4,5-С6H2(CH3)4 С6H(CH3)5 С6(CH3)6 С6H5CH2CH3 С6(CH2CH3)6 С6H5(CH2)2CH3 С6H5СН(CH3)2 С6H5(CH2)3CH3 С6H5CH2СН(CH3)2 С6H5CH(CH3)СН2СН3 С6H5C(CH3)3 1,4-СН3С6Н4СН(CH3)2 транс- С6Н5–СН=СН–С6Н5 цис- С6Н5–СН=СН–С6Н5 С6Н5–СН2–С6Н5 (С6Н5)3СН С6Н5–С6Н5	+ 5,5 - 93 - 28 - 54 - 25 - 44 - 45 - 6,5 - 24 - 95 - 100 - 96 - 81 - 83 - 58 - 70 + 1 70,5 - 2 ─	159.5 173,5 145 (13 мм рт.ст)	0,878 0,867 0,880 0,864 0,861 0,895 0,876 0,864 0,902 0,867 0,830 0,862 0,862 0,860 0,867 0,864 0,867 0,857 0,970 1,000

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ БЕНЗОЛА

Схема образования σ-связей в молекуле бензола

Схема образования π-связей в молекуле бензола А и Б – боковое перекрывание облаков р-электронов в двух проекциях, В – распределение электронной плотности над и под плоскостью атомных ядер

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗОЛА

БЕНЗОЛ – простейший ароматический углеводород

Получение: дегидроциклизация гексана

Дегидрирование циклогексана

Циклотримеризация ацетилена

Бензол легко реагирует с электрофильными реагентами (галогены, HNO₃, H₂SO₄) c образованием продуктов замещения, соответственно С₆H₅Cl, C₆H₅NO₂, C₆H₅SO₃H.

При наличии одного заместителя, в зависимости от его природы, дальнейшее электрофильное ароматическое замещение может направляться преимущественно в орто- и пара-положения или же в мета-положение (см. правило ориентации).

Для бензола характерны:

· высокая термическая и химическая устойчивость.

· неспособность реагирования с сильными окислителями (KMnO₄,

K₂Cr₂O₇).

Бензол разрушается при озонолизе с образованием глиоксаля или окислении кислородом (450 ºС, катализатор V₂O₅) до малеинового ангидрида.

Бензол подвергается гидрированию до циклогексана и хлорированию на свету до гексахлорциклогексана.

 

.