1 / 29

CHEMIA ORGANICZNA

CHEMIA ORGANICZNA. WYKŁAD 4. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów. REAKCJA SUBSTYTUCJI (podstawienia) - jeden z atomów (grupa atomów) w cząsteczce zostaje zastąpiony innym atomem (lub grupą atomów). światło lub ciepło. faza gazowa. tetra. chlorek metylu. chlorek metylenu. chloroform.

ratana
Download Presentation

CHEMIA ORGANICZNA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CHEMIA ORGANICZNA WYKŁAD 4

  2. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów REAKCJA SUBSTYTUCJI (podstawienia) - jeden z atomów (grupa atomów)w cząsteczce zostaje zastąpiony innym atomem (lub grupą atomów) światło lub ciepło faza gazowa

  3. tetra chlorek metylu chlorek metylenu chloroform czterochlorek węgla chlorometan dichlorometan trichlorometan tetrachlorometan Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów

  4. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Warunki i kontrola procesu przemysłowego Przemysłowo, proces chlorowania metanu prowadzi sięw temperaturze 480 - 510 °C W przypadku, gdy pożądanym produktem jest mono- i dipodstawiony metan, proces prowadzi się stosując mieszaninę zawierającą cztero-pięciokrotny (molowy) nadmiar metanu w stosunku do chloru

  5. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Warunki i kontrola procesu przemysłowego W przypadku, gdy pożądanym produktem jest tetrachlorometan, proces prowadzi się stosując mieszaninę zawierającą mały niedomiar metanu (proporcje molowe chlor : metan 1 : 0,8) Węglowodory o dłuższych łańcuchach chloruje się w temperaturach nieco niższych: etan 400-450 °C n-pentan ok. 300 °C Wartości zaczerpnięte z: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych t.II, WNT, W-wa, 2000.

  6. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Reakcje metanu z innymi halogenami F Cl • Temperatura pokojowa • Bez dostępu światła • Rozcieńczenie gazem obojętnym Br I

  7. bromoform tribromometan Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Reakcje metanu z innymi halogenami F Cl • Reakcja wymaga ciepła lub światła • Reakcja zachodzi nieco wolniej w porównaniu z reakcją chloru z metanem Br I

  8. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Reakcje metanu z innymi halogenami F Cl Szereg reaktywności halogenóww reakcji halogenowania alkanów Br I F > Cl > Br

  9. hn Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Mechanizm reakcji – podstawienie wolnorodnikowe Reakcja łańcuchowa

  10. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Mechanizm reakcji – podstawienie wolnorodnikowe zakończenie łańcucha reakcji

  11. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Mechanizm reakcji – reakcja łańcuchowa wolnorodnikowa Etap inicjacji Etap propagacji Etap terminacji

  12. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Mechanizm reakcji – reakcje równoległe i następcze …

  13. ZADANIE DOMOWE Spróbuj zapisać wszystkie możliwe reakcjezachodzące podczas wolnorodnikowego bromowania metanu. Zaznacz, które reakcje należą do etapów propagacji i terminacji.

  14. Wolne rodniki Budowa rodnika metylowego Rodnik alkilowy – powstaje podczas homogenicznego rozpadu wiązania węgiel-wodór Niesparowany elektron znajduje się na orbitalu prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej przez trzy orbitale sp2 Ma on strukturę płaską lub prawie płaską (możliwe, że jest to struktura tetraedrycznaktóra posiada możliwość szybkiej inwersji)

  15. Wolne rodniki Inne rodniki alkilowe 1° Rodnik pierwszorzędowy 2° Rodnik drugorzędowy 3° Rodnik trzeciorzędowy

  16. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. 55% 45% 72% 28% 36% 64%

  17. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. 97% 3% 98% 2% >99% ślady

  18. Etap określa szybkość reakcji podstawienia – zachodzi najwolniej. Etap tworzenia rodnika alkilowego zachodzi trudno. Etap zachodzi szybko Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Szybkość reakcji

  19. Liczba wodorów 2° 55% 2 1    Liczba wodorów 1° 6 3 45% Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Skład produktów reakcji - orientacja

  20. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Stwierdzono, że w każdym przypadku, szybkość oderwania się atomów wodoru rośnie wraz z rzędowością węgla z którymi są połączone. 3° > 2 ° > 1 ° Dla reakcji alkanów z chlorem w temperaturze pokojowej stosunek szybkości oderwania jednego atomu wodoru wynosi kolejno: 5 : 3,8 : 1

  21. Chlorek izopropylu Liczba wodorów 2° Reaktywność wodorów 2°   Chlorku n-propylu Liczba wodorów 1° Reaktywność wodorów 1° Chlorek izopropylu 2 3,8 55%     1,27 Chlorku n-propylu 6 1 45% Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd.

  22. ZADANIE DOMOWE Wiedząc, że dla reakcji bromu z alkanami, stosunek szybkości oderwaniajednego atomu wodoru wynosi: 1600 : 82 : 1 oblicz skład produktów dla reakcji n-butanu z bromem.

  23. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Stwierdzono, że w każdym przypadku, łatwość oderwania się atomów wodoru rośnie wraz z rzędowością węgla z którymi są połączone. 3° > 2 ° > 1 ° > CH4 Wartości energii aktywacji [kJ/mol] Wartości zaczerpnięte z: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna t.I, PWN, W-wa, 1997.

  24. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Łatwość oderwania wodoru maleje w szeregu 3° > 2 ° > 1 ° > CH4 Ten sam zapis będzie się odnosił do szybkości tworzenia się rodników. Rodniki trzeciorzędowe tworzą się najszybciej.

  25. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Im mniej energii potrzeba do dysocjacji wiązania w alkanie,tym tworzący się rodnik jest bardziej trwały 3° > 2 ° > 1 ° > CH4 Wartości zaczerpnięte z: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna t.I, PWN, W-wa, 1997.

  26. Wolne rodniki Hiperkoniugacja

  27. Inne reakcje wolnorodnikowe Spalanie

  28. Inne reakcje wolnorodnikowe Piroliza

  29. KONIEC

More Related