Предельные углеводороды. Алканы: Учебно-практическое пособие, страница 19

Условия: нагревание около 1000⁰С

б) реакции неполного разложения

Неполное разложение (крекинг) сводится к двум процессам – дегидрогенизации (отщеплению водорода) и расщеплению С-С связей (распад молекулы на более простые составляющие).

Крекинг – процесс достаточно сложный и многоступенчатый. При температуре 300 - 700⁰С. образуется очень большое количество различных продуктов – алканов с меньшим количеством атомов углерода в молекуле, алкенов, полиенов, ароматических соединений, цикланов,  разветвлённых изомеров и многих других. Это объясняется тем, что механизм этих реакций – радикальный.

При кратковременном высокотемпературном воздействии на метан возможно прекращения его разложения на стадии этилена или ацетилена:

2СН₄                    - С₂Н₄+ 2Н₂

2СН₄                    - С₂Н₂+ 2Н₂

Условия: кратковременное  нагревание около 1500⁰С

При разложении гомологов метана углеродная цепь может оборваться в любом месте и образовываться набор любых продуктов.

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃                     СН₃-СН₃ + СН₂=СН-СН₂-СН₃

Условия:  нагревание около 500⁰С

Если крекинг проводится при температуре, но без катализатора – это термический крекинг. Введение в зону реакции катализаторов очень сильно изменяет ее ход. Это каталитический крекинг. Он позволяет значительно снизить температуру процесса. (300-450⁰ С.) и с достаточно неплохим выходом получать конкретные продукты.

[ Реакции изомеризации

При введении хлорида алюминия в качестве катализатора, при высоких температурах порядка  300-450⁰ С идут процессы изомеризации алканов:

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃                  (СН₃)₂-СН- СН₃ 

Бутан                                                           2-метилпропан

Условия:  нагревание около 300-450⁰ , катализатор хлорид алюминия.

[ Реакции сульфохлорирования.

Эти реакции проходит только при освещении (используют ультрафиолетовый спектр от кварцевых ламп) или в присутствии катализаторов (органических перекисей), обеспечивающих появление свободных радикалов. Замещение водорода у вторичных атомов углерода происходит легче, чем у первичных, однако у третичных атомов замещения почти не происходит вследствие пространственных затруднений. Схема реакции выглядит следующим образом:

R-Н  +  SO₂ +С1₂                      R- SO₂ -С1       +       НС1

       алкилсульфохлорид

Условия:  нормальные, Уф освещение.

Эти реакции проходит со всеми углеводородами (начиная с метана) при комнатной температуре.      

[ Реакции сульфоокисления.

Эта реакция более выгодна, так как не используется хлор. Но ещё недостаточно изучена.

R-Н  +  2SO₂ +О₂  + Н₂О                                   R- SO₂ -ОН  + Н₂SO₄

                                                                    алкилсульфокислота

Условия:  те же.

Методическое указание. На данном этапе Вы должны: научиться составлять уравнения реакций химических свойств алканов.