Из бутана получить изобутан,из изобутана получить 2-метил-2-хлорпропан, и 2-метил-2-хлорпропан удлинить реакцией Вюрца
Из бутана получить изобутан,из изобутана получить 2-метил-2-хлорпропан, и 2-метил-2-хлорпропан удлинить реакцией Вюрца
Процесс получения изобутана из бутана осуществляется путем изомеризации бутана при высоких температурах и давлении в присутствии катализатора. В результате этой реакции молекула бутана преобразуется в изомер изобутан.
Далее, для получения 2-метил-2-хлорпропана из изобутана, производится хлорирование изобутана с использованием хлора. В результате образуется 2-метил-2-хлорпропан.
Наконец, для удлинения молекулы 2-метил-2-хлорпропана реакцией Вюрца, необходимо провести обменный реакцию между 2-метил-2-хлорпропаном и натрием в спиртовом растворе. В результате этой реакции образуется 2,3-диметилбутан.
Таким образом, последовательность реакций позволяет преобразовать бутан в 2,3-диметилбутан, используя изобутан и 2-метил-2-хлорпропан как промежуточные соединения.
Изобутан - 2-метил-2-хлорпропан - 2,2,4-триметилпентан (реакция Вюрца)
Для решения этой задачи необходимо пройти через несколько химических реакций. Давайте рассмотрим каждый шаг более подробно:
Из бутана получить изобутан:
Бутан (C₄H₁₀) и изобутан (или 2-метилпропан) являются изомерами, то есть имеют одинаковую молекулярную формулу, но различную структуру. Перевести бутан в изобутан можно с помощью изомеризации. Каталитическая изомеризация проводится с использованием кислотных катализаторов, таких как алюмосиликаты или платина на алюминий оксиде, при повышенной температуре и давлении. В этой реакции линейный бутан преобразуется в разветвленный изобутан.
Из изобутана получить 2-метил-2-хлорпропан:
Для превращения изобутана в 2-метил-2-хлорпропан необходимо провести реакцию хлорирования. Это можно сделать путем радикального хлорирования, используя газообразный хлор (Cl₂) под действием ультрафиолетового света или при нагревании. При этом образуется смесь хлорпроизводных, но в условиях избытка изобутана и при контроле температуры можно оптимизировать условия для получения 2-метил-2-хлорпропана в большей степени. В процессе задействуется третичный углерод, что приводит к предпочтительному образованию третичного хлора (2-метил-2-хлорпропан).
Удлинение 2-метил-2-хлорпропана реакцией Вюрца:
Реакция Вюрца заключается в удлинении углеродной цепи с помощью металлического натрия и алкилгалогенидов. В данном случае, 2-метил-2-хлорпропан подвергается реакции с металлическим натрием в присутствии сухого эфира. При этом происходит образование нового углерод-углеродного соединения. Однако, стоит отметить, что эта реакция лучше всего работает для первичных алкилгалогенидов и может давать побочные продукты, такие как симметричные алканы. В случае 2-метил-2-хлорпропана могут возникнуть сложности из-за стерических факторов, и реакция может быть менее селективной.
Результатом реакции Вюрца будет образование более сложного алкана, где две молекулы 2-метил-2-хлорпропана соединятся с образованием нового соединения. Например, в случае идеального протекания реакции можно ожидать образование 2,2,4,4-тетраметилгексана, но из-за сложности и низкой селективности процесса часто образуются смеси продуктов.
