Какие превращения происходят с пропаном, чтобы получить 2-бромпропан, затем 3,4-диметилгексан и, в конце

Для получения 2-бромпропана из пропана необходимо выполнить химическую реакцию замещения. Процесс можно разделить на два шага:

Шаг 1: Превращение пропана в пропен (пропилен) с помощью деятельной атомной пары брома (Br₂).

\[ \text{C}_3\text{H}_8 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}_3\text{H}_6 + \text{HBr} \]

В процессе этой реакции, одна молекула деятельного брома (Br₂) реагирует с одной молекулой пропана (С₃Н₈) и пропен (С₃Н₆, 2-бромпропан) образуется вместе с молекулой водорода бромида (HBr).

Шаг 2: Превращение пропена (пропилена) в пропан с помощью водородного бромида (HBr).

\[ \text{C}_3\text{H}_6 + \text{HBr} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_8 + \text{Br}_2 \]

В этом этапе пропен реагирует с водородным бромидом, образуя пропан (С₃Н₈).

Теперь мы можем перейти к получению 3,4-диметилгексана из 2-бромпропана. Конверсия включает несколько шагов:

Шаг 1: Превращение 2-бромпропана в 2-метилпропанол с помощью воды (Н₂О).

\[ \text{C}_3\text{H}_7\text{Br} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} + \text{HBr} \]

В результате этой реакции молекула воды (H₂О) и 2-бромпропан (С₃Н₇Br) реагируют, образуя 2-метилпропанол (С₃Н₇ОН) и водородный бромид (HBr).

Шаг 2: Превращение 2-метилпропанола в 2-метилпропанолат калия (КС₃Н₇ОК) с помощью гидрооксида калия (KOH).

\[ \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} + \text{KOH} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_7\text{OK} + \text{H}_2\text{O} \]

В этом шаге молекула 2-метилпропанола (С₃Н₇ОН) реагирует с гидрооксидом калия (KOH), образуя соответствующий соли 2-метилпропанолата калия (КС₃Н₇ОК) и молекулу воды (H₂O).

Шаг 3: Превращение 2-метилпропанолата калия в 3,4-диметилгексановую кислоту (С₉Н₁₈О₂) с помощью соляной кислоты (НСl).

\[ \text{C}_3\text{H}_7\text{OK} + \text{HCl} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} + \text{KCl} \]

В процессе этой реакции 2-метилпропанолат калия (КС₃Н₇ОК) реагирует с соляной кислотой (НСl), образуя 3,4-диметилгексановую кислоту (С₉Н₁₈О₂) и хлорид калия (КCl).

Наконец, для получения 3,4-диметил-3-нитрогексана из 3,4-диметилгексановой кислоты необходимо преобразовать карбониловую группу (-СООН) в нитрогруппу (-NO₂). Процесс можно разделить на два шага:

Шаг 1: Превращение 3,4-диметилгексановой кислоты в 3,4-диметилгексановый этиловый эфир с помощью этилового спирта (С₂Н₅OH) и концентрированной серной кислоты (H₂SO₄).

\[ \text{C}_9\text{H}_{18}\text{O}_{2} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{C}_9\text{H}_{18}\text{O}\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O} \]

В процессе этой реакции молекула 3,4-диметилгексановой кислоты (С₉Н₁₈О₂) реагирует с молекулой этилового спирта (С₂Н₅OH), образуя 3,4-диметилгексановый этиловый эфир (С₉Н₁₈ОС₂Н₅) и молекулу воды (H₂O).

Шаг 2: Превращение 3,4-диметилгексанового этилового эфира в 3,4-диметил-3-нитрогексан с помощью концентрированной азотной кислоты (HNO₃) и сульфатной кислоты (H₂SO₄).

\[ \text{C}_9\text{H}_{18}\text{O}\text{C}_2\text{H}_5 + 3\text{HNO}_3 \rightarrow \text{C}_9\text{H}_{18}\text{O}\text{NO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} \]

В этом шаге молекула 3,4-диметилгексанового этилового эфира (С₉Н₁₈ОС₂Н₅) реагирует с трёмя молекулами азотной кислоты (HNO₃), образуя 3,4-диметил-3-нитрогексан (С₉H₁₈OₓNO₂) и три молекулы воды (H₂O).

Таким образом, выполнение перечисленных реакций позволит получить 2-бромпропан, 3,4-диметилгексан и, в конце, 3,4-диметил-3-нитрогексан из пропана.