Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
Поэтому более сложно построенные парафины называют примерно следующим образом:
сн3 сн3
1 ?! а ^ ( г, г, 7 я
СН3 СН СНп—СН—СН—СН5 -СНо—СН3 2,4-диметил-5'1 мето-5-этилоктан
1
51СН-СН3
I
5* СН3
СН
СНз-СНз-С-СН^-СН-СНа-СНа-СНа-СНз З-метил-З-эти ,-5?-чето-5-
4
пропилнонан
СН, 51 СН,
I " I
СН3 о'СН-СНв
1
53 СНВ
30
Гл. 2. Углеводороды
Нахождение предельных углеводородов в природе
Парафины широко распространены в природе. Низшие члены этого ряда, главным образом метан, а в значительно меньших количествах и его ближайшие гомологи, содержатся в природных газах, выделяющихся из земной коры. Они являются, например, главной составной частью так называемого нефтяного газа, который встречается в районах, богатых нефтью. В месторождениях калийных солен тоже часто присутствуют газовые смеси, богатые метаном, соляные газы (см. также стр. 38).
Насыщенные углеводороды со средним и высоким молекулярным весом содержатся в почти неисчерпаемых количествах в некоторых видах нефти. Особенно богаты ими пенсильванские нефти (США); бакинская нефть, напротив, бедна парафинами и состоит в значительной части из углеводородов другого состава. Галицийские и румынские нефти по содержанию предельных углеводородов занимают промежуточное положение.
Земляной воск (озокерит, горный воск) представляет собой в основном смесь высших, твердых парафиновых углеводородов. Он образуется путем частичного осмоления и полимеризации парафинистых масел нефти. В некоторых местах — в Бориславе (Галиция), в Румынии (вблизи Солонту, Майнештн) н др. — были открыты большие залежи земляного воска, который применяется для тех же целей, что и обыкновенный парафин. Очищенный и отбеленный земляной воск носит название церезина.
Низший парафиновый углеводород — метан — образуется в природе в результате происходящих под действием бактерий процессов разложения целлюлозы (метановое брожение). Он заключен в пустотах каменноугольных пластов, находится в недрах земли в составе нефтяных газов и, наконец, образуется при процессах сухой перегонки дерева, торфа и угля. Поэтому метан всегда содержится в больших количествах в светильном газе.
Способы образования и получения парафиновых углеводородов
Хотя отдельные углеводороды и содержатся в некоторых нефтях в почти неограниченных количествах, все же получение их в чистом виде, за исключением, пожалуй, первых членов ряда, почти полностью основано на применении препаративных методов. Зависит это главным образом от того, что разделение смеси углеводородов на отдельные компоненты представляет собой весьма трудную задачу, которая может быть в известной степени разрешена лишь при наличии очень больших количеств исходных веществ и со значительными потерями. Физические и химические свойства соседних членов ряда предельных углеводородов настолько сходны между собой, что даже после многократного разделения с помощью перегонки, кристаллизации и т. п. часто получаются еще смеси близких друг другу изомеров и гомологов.
1. Из способов получения метана особенный теоретический интерес представляет образование его непосредственно из элементов. Так, по Боне и Иердану, этот углеводород получается из углерода и водорода при температуре около 1200°, а также наряду с ацетиленом и" небольшим количеством этана в пламени электрической дуги в атмосфере водорода между угольными электродами (выход 1,25% СН4). Применение повышенного давления водорода оказывает благоприятное
Способы образования и получения парафиновых углеводородов
31
влияние на выход метана. Образование углеводорода может быть выражено следующим уравнением:
С -f 2Н-, -> СН4
Получение химических соединений из элементов называют их полным синтезом. В органической химии подобные синтезы имеют большое значение, так как они могут служить доказательством строения соединений, если ход полного синтеза совершенно ясен.
2. Еще легче протекает образование метана из углерода (сажи) и водорода при нагревании этих элементов в присутствии мелкораздробленного никеля. Никель действует как катализатор, как активатор водорода. Сабатьс и Сандеран показали ', что при применении никелевого (или кобальтового) катализатора окись и двуокись углерода также могут быть уже при 250—400° восстановлены водородом до метана:
СО -f- ЗН, -> СН4 4 Н20 С03 4- 4Н, -> СН4 4- 2Н3
Кроме того, метан может быть получен с теоретическим выходом при пропускании окиси углерода и водяного пара над карбонатом никеля при 250—275=:
4СО 4- 2Н20 -> ЗС03 4- СН4 4- 81 кал
3. Третьим способом получения метана и других парафинов из неорганических соединений является разложение некоторых карбидов металлов водой или кислотами. Так, при обработке кислотами железа, содержащего карбид железа, выделяются предельные углеводороды. Особенно гладко, по Муассану, протекает образование метана из карбида алюминия и воды; в результате реакции получается довольно чистый метан:
А14С3+12Н20 -> ЗСН44-4А1(ОН)3
С тех пор как карбид алюминия стал легко доступным, эта реакция легла в основу удобного препаративного метода получения метана-.
