Предельные углеводороды. Алканы: Учебно-практическое пособие, страница 17

СН₃-(СН₂)₁₆-СН₃ + 3О₂                   СН₃-(СН₂)₁₆-СООН      +       2Н₂О

октадекан                                        стеариновая кислота

Условия: умеренное нагревание 100-160⁰С, катализаторы перманганат калия, карбонат натрия и некоторые другие.

Более низкомолекулярные алканы из природных газов окисляются под высоким давлением 130-200 атм. и температуре порядка 400⁰С.

[ Реакции замещения.

Они являются наиболее типичными для алканов. Суть реакции замещения сводится к тому, что от алкана отщепляется один, несколько, или все атомы углерода, а на свободные валентность присоединяется какой-то иной атом или группа атомов от реагента. В зависимости от природы заместителя различают следующие подвиды реакций замещения:

а) реакции галогенирования

Механизм этих реакций - радикальный

 С фтором реакция при любых условиях идет со взрывом и продуктами являются фторзамещенные производные с различным количеством атомов углерода. Так как фтор, являясь очень сильным реагентом, он «рвет» молекулы алканов с образованием различных продуктов. Если фтора достаточно, то конечным продуктом фторирования алканов является тетрафторуглерод:

С_nН_2n+2+(3n+1)F₂                                nCF₄+(2n+2)HF

Условия: любые.

Так как реакция очень бурная, управлять ей практически невозможно, что делает затруднительным получение фторпроизводных алканов – важнейших промышленных веществ. При разбавлении фтора азотом, или применении растворителей (например, тетрафторуглерода) скорость реакции можно снизить, что позволяет получить заданные фторпроизводные.

 С хлором реакция идет спокойнее, чем с фтором. Её отличает также, большая, чем с фтором избирательность. Условием реакции является либо нагревание до 300⁰С, либо освещение.

Реакция идёт по цепному механизму, последовательно замещая атомы водорода в молекуле алкана, например, метана:

СН₄+С1₂                                СН₃С1+НС1

СН₃С1 + С1₂                     СН₂С1₂ + НС1

СН₂С1₂+ С1₂                 СНС1₃+ НС1

СНС1₃+ С1₂                             СС1₄+ НС1

Условия: рассеянный свет или нагревание до 300⁰С.

         С бромом реакция протекает еще спокойнее и селективней

С йодом реакция протекает исключительно трудно и является обратимой. Это ещё усугубляется тем, что продукт реакции  - йодоводород – сильный восстановитель и восстанавливает продукт реакции с образованием исходных веществ.

С₂Н₆+I₂                         С₂Н₅I+НI

Условия: нагревание.

Для галогенирования высших алканов применяют катализаторы – перекись бензоила, хлористый сульфурил и некоторые другие.

б) реакции с кислотами

При обычных условиях кислоты на алканы не действуют, однако при изменении условий на более жёсткие такие реакции возможны.

Реакции с серной кислотой  при обычных условиях не происходят. При слабом нагревании дымящая серная кислота взаимодействует с высшими алканами, образуя сульфокислоты.