Непредельные углеводороды (алкены)

Сульфохлорирование и сульфирование

Нитрование

Важной реакцией, имеющей промышленное применение, явля­ется нитрование алканов. Реакцию проводят или в жидкой, или в газовой фазе. В первом случае в качестве нитрующего агента ис­пользуют разбавленную азотная кислота (способ М. И. Коновало­ва) при температуре 140-150 °С и давлении (автоклавирование). В то время как концентрированная HNO₃ в нормальных условиях не действует на алканы, а при нагревании обычно действует как окислитель. Газофазное нитрование (по X. Хассу, 1930 г.) в про­мышленности осуществляют тетраоксидом азота или парами аз ной кислоты при 450—475 °С непрерывным методом в аппарате трубчатого типа. В результате образуется смесь нитроалканов, как при высоких температурах одновременно идет разрыв С – связей. Разделение осуществляют фракционной перегонкой.

Нитроалканы используют в качестве растворителей и органических синтезов.

Показано, что реакция нитрования алканов является цепной и идет по схеме:

СН₃– СН₂– СН₂– СН₂– СН₃ + НNO₃ ® СН₃– СН₂– СН₂– СН– СН₃ + H₂O

NO₂

Сульфохлорирование осуществляют действием смеси хлора
и диоксида серы или хлористого сульфурила (SO₂C1₂). В результате этого промышленного процесса получают алкансульфохлориды и далее - соли алкансульфокислот, которые широко используют
как синтетические моющие вещества (CMC).

Реакция является типично радикально-цепной.

R-H + SO₂Cl₂ ® R-SO₂Cl + HCl

R-SO₂Cl + 2 NaOH ® R-SO₃Na + NaCl + H₂O

Этиленовыми углеводородами называются такие углеводороды, в молекуле которых содержатся двойные связи. Общая формула Сn H_2n.

Изомерия. Номенклатура.Структурная изомерия начинается в этом ряду, как и в ряду предельных углеводородов, с члена ряда С₄, однако число изомеров значительно больше. Наряду с изомерией, связанной со строением углеродной цепи, в ряду олефинов наблюда­ется структурная изомерия по положению двойной связи в цепи. Кроме того, в ряду олефинов имеет место пространственная (геомет­рическая) так называемая цис — транс-изомерия. Цис-изомеры со­держат определенные (в частном случае одинаковые) атомы или груп­пы атомов при углеродах с двойной связью по одну сторону от этой связи, транс-изомеры — по разные стороны.

Н₃С СН₃ Н₃С Н

с=с с=с

Н Н Н СН₃

цис-2-бутен транс-2-бутен

Существование геометрической цис — транс-изомерии в ряду оле­финов связано с тем, что p-связь не допускает свободного вращения по оси s-связи между двумя углеродными атомами. Переход одного геометрического изомера в другой возможен лишь при высоких тем­пературах, когда энергия теплового движения достаточна для ослаб­ления p-связи, при освещении благодаря поглощению световой энер­гии или при действии катализаторов, также ослабляющих p-связь.

Названия олефинов по систематической номенклатуре образуются из названий аналогично построенных парафинов заменой суффиксов -ан на -ен, причем цифрой показывают положение двойной связи (после какого атома идет двойная связь) За главную цепь принима­ется самая длинная цепь с двойной связью Нумерация углеродных атомов начинается с того конца цепи, к которому двойная связь бли­же. Для первого члена ряда сохраняется и тривиальное название — этилен.