CH3 І

CH3- CH2- CH2 — CH — C — CH3 а,р,Р,р-тетраметил-а-пропіл-I І метан CH3 CH3

Назви радикалів (одновалентні) «-ин», «-ін» алкан (-H+), метан (CH3) Назви двовалентних радикалів: Метилен — CH2 — Етил ід єн І

CH3 —CH2

і

Пропіл ід єн І

CH3 — CH2 — CH

J

Назви радикалів ізобудови:

Ізопропіл CH3 — CH — CH3

[

Ізобутил CH3 — CH — CH2 —

ї І

CH3

Вторбутил CH3 — CH2 — CH —

І

CH3 CH3 Трет-бутил І

CH3-C-І

CH3

2. Міжнародна номенклатура (Женева, 1892, Льєж 1930, кінцева -1905). Вибирають найдовший ланцюг, правило - щоб менші числа.

1 23456

CH3 — CH — CH2 — CH — CH — CH3

І І І

CH3 CH3 CH3

2,3,5 -триметилгексан (а не 2,4,5 - триметилгексан). При цьому вказують місце, кількість і назву найпростіших радикалів.

CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH — CH — CH2 — CH2 — CH3

І І

CH3 CH3 5-метил-4-пропіл-нонан (а не 5-метил-6-пропілнонан).

Три види номенклатур.

1. Тривіальна (емпірична) - згідно з джерелами (яблучна кислота, наприклад)

2. Раціональна (ratio - розум, лат.)

3. Систематична (IUPAC) international union of pure and applied chemistry - міжнародна спілка чистої (теоретичної) і практичної хімії.

Способи добування. 1. Декарбоксилювання:

CH3COOH ->СН4 + CO2

10

CH3COONa+ NaOH -> CH4+ Na2CO3

2. відновлення галогенопохідних НІ:

CH3 — CH2I + НІ -> CH3 — CH3 + I2

3. гідрування ненасичених вуглеводнів:

Ni,Cu,Pt,Pd

CH3 — CH2 — CH = CH2 + H2 ~7 CH3 — CH2 — CH2 — CH3

4. реакція В'юрца (дія металічного Na на галогенопохідні при температурі): CH3I +2Na + І CH3 і CH3 - CH3 + 2NaI (CHa)2CHI + 2 Na + І CH3 -»(СН3)2СН— CH3 + 2NaI

Механізм реакції В'юрца: CH3I+ 2Na -> CH3Na+ NaI CH3Na + І CH3 -> CH3 — CH3 + NaI

Фізичні властивості.

Перші 4 вуглеводні - гази при нормальних умовах, з C5 до C15 - рідини, > C16 - тверді речовини (збільшується температура кипіння і плавлення), причому алкани з розгалуженим ланцюгом киплять при нижчій температурі, ніж інші (слабка вандервальсова взаємодія).

Хімічні властивості.

Мають малу реакційну здатність. В реакції приєднання не вступають (всі зв'язки насичені). Вступають в реакції заміщення (Cl, Br, димуча H2SO4, HNO3, окислення киснем). 1. Дія галогенів (радикальне галогенування). На світлі (йод не реагує):

CH4 + Cl2 = CH3CI + HCI CH3CI + Cl2 = CH2CI2 + HCI CH2CI2+Cl2 = CHCI3+ HCI CHCI3 + Cl2 = CCI4 + HCI

хлорметил хлорметилен

хлороформ V поетапно тетрахлор. вуглець відбувається гомолітичний розрив зв'язку:

Hn Cl: Cl -> Cl • +• Cl

Н3С/Н + -Cl -> H3C ' + HCI

H3C • + С\/С\ -> CH3CI + Cl- і т.д.

Це ланцюгові реакції - обрив:

• CH3 + Cl- -> CH3CI

• Cl + Cl- -> Cl2

OH3 + ' OH3 ~7 OH3— CH3 2. Нітрування Коновалова, 1889р, (дія азотної кислоти):

140°С,р і

CH3 + HO-NO2 -> CH3NO2 + H2O

При нітруванні гомологів метану утворюються різні нітросполуки (при високій температурі гомологи розриваються):

3CH3- CH3 + HONO2 -> 2CH3NO2 + CH3 — CH2 — NO2 + З H2O етан нітрометан нітроетан

CH3-CH2-CH3+ HONO2 -> Пропан

CH3-CH2-CH2-NO2

CH3 — CH — CH3,

І

— NO2 ^ У насичених вуглеводнів з розгалуженими молекулами нейлегше заміщається атом H біля третинного атома C1 а найважче - біля первинного:

CMf CH3

І І 2-нітро-1-метил-бутан CH3-CH2-CH + HONO2 -> CH3-CH2-C-NO2

CH1

CH3

Механізм (при температурі за радикальним): R : H + • NO2 -» R • + HNO2 R ' + ' NO2 -> R-NO2 HNO2 + HNO3 •» H2O + 2- NO2

3. Дія сірчаної кислоти (реакція сульфохлорування). При нормальних умовах H2SO4 не діє. При нагріванні утворюється СФК: OH І

C8H18 + SO2 -> C8H17- SO2 + H2O І І OH OH Коли пропускають сірчистий газ і хлор - сульфохлорування (ртутні лампи):

пп Cl2 -> 2Cl-

R- CH3 + СІ' -> HCI + R- CH2 • O Il

CH2 • + SO2 -> R-S ' Il O

O O

Il Il

R-S-+ Cl2-* R-S-CI+ Cl-

Il Il

O O

R— CH3 + SO2 + Cl2 ->S— CH2SO2CI + HCI

Апкілсульфохлорид

4. Реакції окислення. Лише при високій температурі вуглеводні займаються на повітрі:

C5H12 + 8 Or2 -> 5CO2+6H2O

Вищі насичені вуглеводи (входять до парафіну) уже при 16O0C (при каталізаторі - солі Mn) окислюються киснем повітря. При цьому найчастіше утворюються органічні кислоти з меншою кількістю атомів C у молекулі (розривання молекул вуглеводню):

CH3-(CH2)m— CH3 -» CH3-(СН2)П—CH = O + CH3-(CH2Jp-CH = O

160° C

5. Дегідрування - реакція відщеплення водню:

СГ2ОЗ

CH3—CH2— CH3 -^CH3—CH = CH2 + H2

450°с Окремі представники.

Метан складає 86 - 90% природного і болотного газів. У розчиненому вигляді є у нафті. Утворюється із деревини під дією мікроорганізмів (метанове бродіння), входить до складу газів кишечника жуйних тварин і людини.

Синтетичне добувають із вуглецю:

Ni

C + 2H2 -> CH4

4во° с

Не має кольору і запаху, горить з легким голубим відтінком. Вазелінове масло - лікарський препарат. Містить насичені вуглеводні від C15. Вазелін - напіврідка суміш рідких і твердих вуглеводнів від C12 до С25(основа мазей). Парафін - суміш твердих вуглеводнів C19 - C26. температкра плавлення 45-60° C. Добувають з нафти і сухою перегонкою бурого вугілля і торфу.

Тема 6. НЕНАСИЧЕНІ ВУГЛЕВОДНІ. РЯД ЕТИЛЕНУ (ОЛЕФІНИ). АЛКЕНИ

Ненасичені - вуглеводні, в молекулах яких кількість атомів H менша, ніж в молекулах насичених вуглеводнів з такою ж самою кількістю атомів C.