Расчет состава продуктов галогенирования алканов.

Общая активность первичных атомов водорода равна 1´6=6, вторичных составляет 3,8´4=15,2. Активность всех атомов водорода равна 6+15,2=21,2 и принимается за 100 %. Массовая доля         1-хлорбутана в продуктах реакции составляет 6:21,2´100=28,3 %, массовая доля 2-хлорбутана равна 15,2:21,2´100= 71,7 %.

Расчет относительной реакционной способности первичного и вторичного атомов водорода:

Отношение активностей первичного и вторичного атомов водорода 44/6: 56/2=7,33/28=1/3,8.

Нитрование

Нитрование алканов проводится при повышенной температуре с использованием в качестве нитрующего агента разбавленной азотной кислоты или окислов азота.

Реакция протекает по свободнорадикальному цепному механизму. При этом образуется смесь продуктов.

Сульфоокисление и сульфохлорирование

Сульфоокисление и сульфохлорирование алканов протекает также по радикально-цепному механизму при облучении или в присутствии катализаторов, образующих свободные радикалы.

Сульфоокисление:

Сульфохлорирование:

В реакциях сульфоокисления и сульфохлорирования замещению не подвергаются атомы водорода при третичном углероде из-за пространственных затруднений для подхода реагента с большим объемом к третичному атому углерода.

Методы синтеза алканов

Алканы можно получать в практически неограниченном количестве из природного газа и нефти. Однако выделение индивидуальных углеводородов с увеличением в них числа атомов углерода является трудной задачей, так как при этом резко возрастает число изомерных соединений и одновременно уменьшаются различия в их физических свойствах. Поэтому для получения индивидуальных углеводородов используются синтетические методы.

Гидрирование алкенов и алкинов

Ненасыщенные углеводороды (алкены, алкины, углеводороды с несколькими кратными связями) могут быть превращены в алканы путём каталитического гидрирования. В качестве катализатора используются мелкодисперсные платина, палладий или никель. Такие катализаторы активируют как водород, так и алкен.

Гидрирование галогеналканов

При каталитическом гидрировании галогеналканов в присутствии палладия образуются алканы.

Для восстановления галогеналканов можно использовать также цинк в соляной кислоте и натрий в спирте. Иодалканы могут быть восстановлены нагреванием в запаянной ампуле с иодоводородом.

Реакция Вюрца

При взаимодействии первичных галогеналканов с металлическим натрием образуются алканы с удвоенным числом атомов углерода. Эта реакция пригодна, прежде всего, для получения высших алканов симметричного строения.

В случае использования в качестве исходных соединений различных галогеналканов в результате реакции получается смесь трех углеводородов:

Эту смесь приходится разделять, что не всегда возможно.

Вместо натрия в этой реакции могут быть использованы и другие металлы, например магний, цинк, литий.

Реакционная способность галогеналканов уменьшается в ряду: R–I > R–Br > R–Cl.