1. UHLOVODÍKY 1.1. ALIFATICKÉ UHLOVODÍKY ALKANY (parafiny z parum afinis = málo slučivé) C n H 2n+2

Transkript

1 1 ULVDÍKY 11 ALIFATIKÉ ULVDÍKY 111 ALKANY (parafiny z parum afinis = málo slučivé) n n jsou nejredukovanějším stavem organických sloučenin 1111 Příprava I) Z výchozích látek se stejným počtem 1) Katalytická hydrogenace nenasycených uhlovodíků 4 kov () 4 Pd Bez katalyzátoru hydrogenace neprobíhá ani za vysokých teplot chanismus adice cyklické(a c ) = kov (metal) Stericky se tedy jedná o cisadici katalyzátory: nejúčinnější : s, Ir, Pt méně účinné u, h, Pd Fe, o, Ni, u teoreticky všechny přechodné kovy mají tuto schopnost Způsob použití katalyzátorů: co největší plocha katalyzátoru, např koloidní sraženina, vysrážený kov na objemném nosiči (silikagel) Adamsovy katalyzátory jemně rozptýlené Pd, Pt získané redukcí Pt a Pd aneovy slitiny slitina kovu (Fe, o, Ni, a) s hliníkem a rozp Al roztokem K nebo Na Pt největší katalytická účinnost, drahá, choulostivá na katalytické jedy (sirné sloučeniny) aneyovy katalyzátory jsou méně účinné, levnější, nejsou tak choulostivé ) ydrogenolytické otevírání alicyklů probíhá obtížně, pokud se nejedná o troj, případně čtyřčlenný cyklus 6

2 Ni ) eduktivní odstranění funkčních skupin funkční skupina je nahrazena vodíkem a) u halogenderivátů nejlépe pomocí Grignardovy reakce, např X Mg Mg X Mg X (rozpouštědlem a ligandem nemusí být tetrahydrofuran, ale jakýkoliv jiný ether) Použít lze i jiných organokovových činidel, např X Li Li X Li Li Li b) z alkoholů nejlépe po dehydrataci na alkeny = Pd c) z karbonylových sloučenin (aldehydů, resp ketonů ) lemmensenova redukce Zn/g pozn: amalgámovaný zinek (samotný zinek alkohol) KižněrWolffova redukce N 4 N BI N N N N 7

3 d) z karboxylových kyselin a jejich derivátů karboxylová skupina je nejobtížněji redukovatelná, je nutno použít vysokotlakou katal hydrogenaci II) Syntetické metody: 4 / WS 50 MPa 1) Wurtzova metoda: využití pro alkany se sudým počtem S N X Na NaX mechanismus: X Na NaX Na Na X NaX ) Alkylace organolitných sloučenin pro libovolné alkany ether X X Li LiX ILi LiX III) Štěpné metody: 1) Dekarboxylace T (tato prostá dekarboxylace je pro alkany jen obtížně použitelná) tavení (Alkalická dekarboxylace je obecně použitelná) pozn: platí i pro = příprava ) Krakování vede k směsím, nepoužitelná pro získání chemických individuí T = IV) Kombinace syntetické a štěpné reakce Kolbeho elektrolýtická metoda e 8

4 např e 111 Vlastnosti I) Fyzikální vlastnosti mezimolekulární síly pouze Van der Waalsovy síly těkavost je přímo závislá na Mh 1 4 plyny ( 4, tt= 186, tv=1616 ) 5 17 kapaliny (n 5 1, tt= 197, tv=61 ) ( tt= 166, tv = 95 ) jsou nepolárními aprotickými rozpouštědly rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech mezi sebou se mísí spektrální vlastnosti jsou to bezbarvé sloučeniny, které absorbují jen ve velmi krátkovlnné oblasti UV záření, charakteristická jsou 1 NM a IČ spektra II) hemické vlastnosti nejméně reaktivní organické sloučeniny 1) podléhají pouze S s reaktivními radikály iniciace propagace terminace např X X X X X ( iniciace UV zářením) X X řetězová reakce, rychlý průběh, někdy až explozivní např halogenace, kde X = l, Br I nereaktivní, F těžko zvládnutelný sumárně X X X neselektivní reakce vznikají směsi různě halogenovaných uhlovodíků sulfochlorace l S l S l inhibitor kyslík tvoří peroxidický radikál nepříliš reaktivní oxidaceradikálová reakce, vysoké spalné teplo totální oxidace n n n 1 n (n1) = (804 (n1)659) KJ/mol 9

5 průmyslové využití jiných oxidačních reakcí N N / ) eakce s velmi silnými elektrofily SbF 6 SbF 6 SbF 6 A karboniový iont s třístředovou vazbou karbeniový iont SbF 6 1 B (Atřístředová vazba ; Btřístředová vazba ) karbeniový iont provokuje přesmyky důsledkem jsou isomerace a štěpení molekuly 111 Výskyt a použití Přírodní zdroje: ropa zemní plyn 4 vosky 7 7 Zpracování ropy: destilace ropný plyn bv = surový benzín bv = petrolej bv = plynový olej bv = mazut (dest zbytek) bv = 60 5 krakování termické štěpení vyšších frakcí za účelem získání těkavějších frakcí oktanové číslo: benzín takové kvality, jaká odpovídá příslušnému poměru n heptanu a isooktanu ( ) 5 oktanové číslo = 0 (největší sklon k samozápalu) tv = 984 oktanové číslo = 100 (nejmenší sklon k samozápalu),,4trimethylpentan (isooktan) tv = 99 10