Cracarea alcanilor, acest Departamentul de Chimie, Universitatea de Stat din Moscova, copii!
Când este încălzit peste 500 ° C sunt supuse descompunerii pirolitică a alcanilor (alcani cracare) pentru a forma un amestec complex de produse, compoziția și proporțiile care depind de temperatura și timpul de reacție. În scindarea piroliza legături carbon-carbon pentru a forma radicali alchil. Energia legăturilor carbon-carbon în alcanii sunt similare în mărime pentru atomii de carbon primar, secundar, terțiar și cuaternar (vezi Tabelul 4.7.) Și piroliză în condiții stricte de scindare a oricărei CH2 legătură - CH2 alcanii normali, cu probabilitate egală.
Pentru hidrocarburi ramificate predominant deconectării are loc la atomul de carbon terțiar sau cuaternar.
Pentru radicalii alchil liberi caracterizate prin două tipuri de bază de transformări: recombinare și disproporționare. De exemplu, în timpul pirolizei radicali metil, etil și propil format inițial n-butan:
Recombinarea acestor radicali conduce la formarea unui amestec de etan, propan, butan, pentan și hexan, care sunt supuse degradării repetate. Când este încălzit peste 600 ° C recombinarea radicalilor nu este aparent critică și direcția principală a reacției în continuare este radicalii disproporționare. Există două tipuri de bază de disproporționare a radicalilor liberi alchil. Într-un șpalturi radical de pe un atom de hidrogen de la un alean părinte sau alean produs prin recombinare a radicalilor:
Această transformare a fost numit radical reacția de transfer de lanț. Un alt tip de disproporționare radicalii alchil se numește β-clivaj (β-degradare). Ca urmare a β-degradare se obține și un radical nou alchene având un electron nepereche pe atomul β-carbon în raport cu poziția electronului nepereche în sursa radicală. Mai mult, acest proces poate fi repetat atât timp cât rezultă β-dezintegrare nu se rotește și un radical etilen metil:
radical metil în final dă metan ca rezultat al transferului de lanț radical. Secvența transformărilor care au loc în acest model este ușor de urmat pe reacția de piroliză a n-nonanul. Ca și în cazul altor alcani, rezultând inițial în scindarea homolitică a C - C-legături se formează radicali alchil, de exemplu:
Acești radicali sunt mai expuse la p dezintegrare cu ruptură a legăturii carbon-carbon:
Cele mai multe dintre radicalii alchil care nu are loc la homolysis C - C-obligațiuni în alean, ca rezultat al scindării unui atom de hidrogen de la acesta printr-un radical metil sau etil. Aceste reacții sunt cunoscute sub numele de transfer de lanț:
Un atom de hidrogen sau un radical metil, care este format dintr-o serie de procese succesive de β-descompunere, scindează un atom de hidrogen din noul lanț molecula alcan radicală dezvoltare continuă reînnoire. În funcție de condițiile externe (temperatura și timpul de contact cu o suprafață încălzită) este formată în piroliza alcanilor, sau un amestec complex de hidrocarburi lichide sau gazoase. Reacțiile p-descompunere a radicalilor alchil au o energie de activare mai mare decât procesele concurente și recombinare a transferului de lanț radical. Prin urmare, p-degradare crește rata cu temperatură mai rapid decât în cazul altor reacții concurente la 400 - 500 ° C și cu o întârziere de timp mici în produsele de piroliză predomină hidrocarburile lichide. Cu toate acestea, la 750 - 900ºS și expunerea prelungită la o suprafață încălzită procese dominate β-degradare conducând la formarea unui amestec complex de hidrocarburi gazoase: etilenă, propilenă, butenă, metan, etc. Ca exemplu tipic, aici distribuția produselor în piroliza n-hexan la 700 -. 900ºS: