II тип. Реакции окисления

При обычных условиях парафины не окисляются ни кислородом, ни сильными окислителями (KMnO4, HNO3, K2Cr2O7 и др.).

При внесении открытого пламени в смесь углеводорода с воздухом происходит полное окисление (сгорание) углеводорода до СО2 и Н2О. Нагревание предельных углеводородов в смеси с воздухом или кислородом в присутствии катализаторов окисления MnО2 и других до температуры 300оС приводит к их окислению с образованием перекисных соединений. Реакция протекает по цепному свободно-радикальному механизму.

И: R : H R. + H. инициирование цепи

.. ..

Р: R. + O: :O: R-O-O.

.. ..

R-O-O. + R : H R-O-O-H + R.

гидроперекись алкана

O: R-O-O. + R. R-O-O-R обрыв цепи

перекись алкана

Легче всего подвергаются окислению третичные звенья, труднее вторичные и еще труднее – первичные. Образующиеся гидроперекиси разлагаются.

Первичные гидроперекиси при разложении образуют альдегиды или первичный спирт, например:

 

Н Н

СН3-С-С-О : О-Н 3-С-О . + . ОН СН3-С=О + Н2О

Н Н Н

гидроперекись этана уксусный альдегид

+ СН3-СН3

побочная

СН3-СН2ОН + СН3-СН2 .

Вторичные гидроперекиси образуют при разложении кетоны или вторичные спирты, например:

Н Н

СН3-С-О:ОН СН3-С-О . + . ОН Н2О + СН3-С=О

СН3 СН3 СН3

гидроперекись пропана

+ СН3-СН2-СН3

побочная

СН3-СН-ОН + СН3-. СН-СН3

СН3

изопропиловый спирт

Третичные гидроперекиси образуют кетоны, а также первичные и третичные спирты, например:

СН3 СН3 СН3

СН3-С-СН3 СН3-С : СН3 + . ОН СН3ОН + СН3-С=О

О-ОН О

гидроперекись изобутана

+ СН3-СН-СН3

СН3

Побочная

Изобутан

СН3 .

СН3-С-СН3 + СН3-С-СН3

ОН СН3

третбутиловый спирт

 

Любая гидроперекись может разлагаться также с выделением атомарного кислорода: СН3-СН2-О-О-Н СН3СН2-ОН + [O],

который идет на дальнейшее окисление:

О О

СН3-С + [О] СН3-С-ОН

Н

Поэтому кроме спиртов, альдегидов и кетонов образуются карбоновые кислоты.

Подбором условий реакции можно добиться получения одного какого-либо продукта. Например: 2 СН4 + О2 2 СН3ОН.

 

 

В промышленных масштабах окислением предельных углеводородов (С1020) получают синтетические жирные кислоты (СЖК).

По мере увеличения углеводородной цепочки способность углеводорода к окислению увеличивается. Например, эйкозан окисляется при 100оС.

Н

С17Н35-СН2-СН2-СН3 + О2 С17Н35-СН2-С-СН3

эйкозан О-ОН

гидроперекись эйкозана

О О

Н2О + С17Н35-СН2 + С-СН3 С17Н35-С-ОН + СН3-С-ОН

О

метилоктадецилкетон стеариновая кислота

2-нонадеканон (октадекановая)

 

Используется для производства мыла, ее натриевой соли, стеарата натрия.

III тип. Реакции термического расщепления
предельных углеводородов

1.Крекинг – расщепление предельных углеводородов на более низкомолекулярные предельные и непредельные углеводороды. Протекает при нагревании без доступа воздуха до 450-550оС. Механизм термического крекинга – свободно-радикальный.

 

2 1 1 СН3-СН2-СН2 . . СН3 СН3-СН=СН2+СН4

СН3-СН2 : СН2 : СН3

бутан 2 СН3-СН2 . + . СН2-СН3 СН2=СН2+СН3-СН3

 

При расщеплении более высокомолекулярных углеводородов при невысоком давлении могут протекать реакции -распада образовавшихся свободных радикалов.

 

С10Н22 2СН3-СН2-СН2 : СН2-СН2 2СН3-СН2-СН2 . + 2СН2=СН2

Декан 2С10Н22

10Н21 . + 2СН3-СН2-СН3

 

2.Дегидрирование (дегидрогенизация) – отщепление водорода происходит под действием более высокой температуры, чем крекинг.

СН3-СН=СН-СН3 2-бутен

СН3-СН2-СН2-СН3

бутан -Н2

СН3-СН2-СН=СН2 1-бутен

В присутствии катализаторов, например, Сr2O3, температура реакции может быть снижена до 300оС.

 








Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 967; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.