Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

CHEMIA ORGANICZNA WYKŁAD 4. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów REAKCJA SUBSTYTUCJI (podstawienia) - jeden z atomów (grupa atomów) w cząsteczce zostaje.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "CHEMIA ORGANICZNA WYKŁAD 4. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów REAKCJA SUBSTYTUCJI (podstawienia) - jeden z atomów (grupa atomów) w cząsteczce zostaje."— Zapis prezentacji:

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

4 Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów Warunki i kontrola procesu przemysłowego Przemysłowo, proces chlorowania metanu prowadzi się w temperaturze °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 Węglowodory o dłuższych łańcuchach chloruje się w temperaturach nieco niższych: etan °C n-pentan ok. 300 °C 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) 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 Br I Temperatura pokojowa Bez dostępu światła Rozcieńczenie gazem obojętnym

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

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

9 Mechanizm reakcji – podstawienie wolnorodnikowe Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów h Reakcja łańcuchowa

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

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

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

13 ZADANIEDOMOWE Spróbuj zapisać wszystkie możliwe reakcje zachodzące 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 Ma on strukturę płaską lub prawie płaską (możliwe, że jest to struktura tetraedryczna która posiada możliwość szybkiej inwersji) Niesparowany elektron znajduje się na orbitalu prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej przez trzy orbitale sp 2

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

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

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

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

19 Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Liczba wodorów 1° Liczba wodorów 2° % 45% 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 Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Liczba wodorów 1° Liczba wodorów 2° Reaktywność wodorów 2° Chlorku n-propylu Chlorek izopropylu Reaktywność wodorów 1° 1,27 55% 45% 6 23,8 Chlorku n-propylu Chlorek izopropylu 1

22 ZADANIEDOMOWE Wiedząc, że dla reakcji bromu z alkanami, stosunek szybkości oderwania jednego 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 ° > CH 4 RX = ClX=Br CH °454 2°2,142 3°0,431,4 Wartości zaczerpnięte z: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna t.I, PWN, W-wa, Wartości energii aktywacji [kJ/mol]

24 Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. Łatwość oderwania wodoru maleje w szeregu 3° > 2 ° > 1 ° > CH 4 Ten sam zapis będzie się odnosił do szybkości tworzenia się rodników. Rodniki trzeciorzędowe tworzą się najszybciej.

25 Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów cd. R H [kJ/mol] CH °410 2°398 3°381 Im mniej energii potrzeba do dysocjacji wiązania w alkanie, tym tworzący się rodnik jest bardziej trwały 3° > 2 ° > 1 ° > CH 4 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


Pobierz ppt "CHEMIA ORGANICZNA WYKŁAD 4. Otrzymywanie chlorowcopochodnych alkanów REAKCJA SUBSTYTUCJI (podstawienia) - jeden z atomów (grupa atomów) w cząsteczce zostaje."

Podobne prezentacje


Reklamy Google