Нафтены ( циклопарафины )

НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ.

Непредельные углеводороды в нефтях практически отсутствуют, но они входят в состав всех продуктов, получаемых в результате термокаталитической переработки фракций не4)ти. Непредельные углеводороды отличаются высокой реакционной способностью. В продуктах крекинга содержатся, в основном, непредельные углеводороды с открытой цепью и одной двойной связью (алкены); в меньших количествах присутствуют циклоолефины и диены.

Химические свойства алкенов определяются наличием в молекуле двойной связи, представляющей собой сочетание σ и π-связей (S_p²гибридизация). Поскольку σ-связь более прочна, чем π-связь, последняя легко переходитв σ-связь путем присоединения по месту двойной связи двух атомов или атомных групп. Таким образом, для алканов наиболее характерными являются реакции присоединения и полимеризации (с образованием высокомолекулярных углеводородов).

При определенных условиях алкены присоединяют молекулы галогенов, галогеноводородов, воды и др. Например, реакция присоединения брома служит качественной реакцией на непредельные углеводороды:

CH₂ = CH₂ + Вг₂  CH₂Br - СН₂Вг

Если углеводород построен несимметрично, то присоединение реагентов идет по правилу Морковникова В., согласно которому атом водорода (или другие катионы) присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода

R - CH^+ = CH₂^- + HCl  R - СН - СН₃



С1

Непредельные углеводороды легко окисляются. Например, изменение
розовой окраски раствора КМп04 является качественной реакцией на двойную связь

3R-CH - CH-R^+4H₂O+2KMnO₄  ЗР-СН-СН-R^+2МпO₂+2КОН

 

ОН ОН

Окисление олефинов приводит к образованию различных продуктов: окисей, гликолей, альдегидов, кетонов, кислот в зависимости от условий реакций и применяемых окислителей. Например:

CrO₃

СН₃ - СН = СН - СН₂ - СН₃СН₃СООН + СН₃ - CH - СООН

CrO₃ СН₃

СН₃ - С = СН - СН₃ С = О + СН₃ - СООН

СН₃СН₃
Эти реакции широко используются для определения строения исходных олефинов. В практике большое практическое значение для получения высокооктановых компонентов бензинов имеет реакция алкилирования.

Например:

СН₃ СН₃ СН₃

_{  }

СН₃ - СН + СН₃- СН ⁼ СН - СН₃ СН₃ -С - СН - СН₃ - СН₃

_{ }

СН₃ СН₃

Высокая реакционная способность олефинов приводит к химической
нестабильности всех продуктов, в которых они присутствуют, например, в топливах и смазочных маслах, что существенно ухудшает их эксплуатационные свойства.

Все нефти содержат значительные количества циклопарафинов. Члены
гомологического ряда этих углеводородов отвечают общей формуле С_nН_2n.
Нафтенами в настоящее время называют не только производные циклопентана и циклогексана, впервые выделенные из нефти, но и полициклические полиметиленовые углеводороды нефтяного происхождения.

Нафтены присутствуют во всех фракциях, их содержание растет по мере утяжеления фракций. Только в наиболее высококипящих масляных фракциях их количество уменьшается за счет увеличения ароматических углеводородов. Из всех циклов наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы.

Аналогично парафинам.нафтены имеют насыщенный характер, так как
кольца (циклы) углеродных атомов образуются из цепочек углеродных атомов в результате внутреннего вращения σ- углерод-углеродной связи вокруг своей оси. В присутствии сильных окислителей молекулы нафтенов окисляются с разрывом кольца, например, из циклогексана получается адипиновая кислота.

СН₂

H₂C СН₂

H₂C СН₂ ^ОКИСЛ НООС-(СН₂)₄-СООН

CH₂

Циклогексановые углеводороды в присутствии катализаторов (Pt, Ni, Pd) при 300°С дегидрируется в ароматические углеводороды (реакция Зелинского Н.Ф.)

Циклопентан и циклогексан, а также их гомологи с короткими боковыми цепями являются ценными составными частями бензинов, т.к. обладают хорошей детонационной стойкостью.

Дата добавления: 2014-11-16