Напишите уравнения реакций сулфирования и нитрирования (по коновалову) 2-метилпропана. Назовите продукты.

Уравнение реакции сульфирования 2-метилпропана (изопропана) выглядит следующим образом:

(CH3)2CH-CH3 + H2SO4 → (CH3)2CH-CH2SO3H + H2O

Продуктом данной реакции является сульфокислота 2-метилпропана.

Уравнение реакции нитрирования 2-метилпропана выглядит следующим образом:

(CH3)2CH-CH3 + HNO3 → (CH3)2CH-CH2NO2 + H2O

Продуктом данной реакции является нитропропан.

Сульфирование и нитрирование алканов, включая 2-метилпропан (изобутан), можно проводить с использованием метода Коновалова, который представляет собой радикальный механизм реакции в присутствии инициаторов разложения, таких как перекиси.

1. Сульфирование 2-метилпропана

Сульфирование изобутана обычно включает введение сульфогруппы (-SO3H) в молекулу углеводорода. Реакция может быть представлена следующим образом:

Реакция: [ \text{2-метилпропан} + \text{SO3} \rightarrow \text{2-метил-2-пропансульфоновая кислота} ]

Уравнение реакции: [ \text{C4H10} + \text{SO3} \rightarrow \text{C4H9SO3H} ]

В данном случае, сульфогруппа вступает в реакцию предпочтительно в терциарный углерод из-за стабильности образующегося терциарного карбокатиона.

2. Нитрирование 2-метилпропана

Нитрирование алканов также проводится по радикальному механизму, где в качестве источника нитрогруппы используется азотная кислота или ее производные. Продукты реакции зависят от условий проведения реакции, но типично образуется смесь различных нитросоединений.

Реакция: [ \text{2-метилпропан} + \text{HNO3} \rightarrow \text{2-метил-2-нитропропан} + \text{другие продукты} ]

Уравнение реакции: [ \text{C4H10} + \text{HNO3} \rightarrow \text{C4H9NO2} + \text{H2O} ]

При этом важно отметить, что реакция нитрирования алканов может привести к образованию смеси продуктов из-за возможного разветвления и различных путей протекания реакции.

Обе реакции (сульфирования и нитрирования) протекают с образованием свободнорадикальных промежуточных продуктов и требуют строго контролируемых условий, таких как температура и давление, а также наличие инициаторов радикальной реакции. Продукты этих реакций находят применение в различных областях химической промышленности, включая синтез фармацевтических препаратов и веществ для химического синтеза.