Как получить пропан: решение школьной задачи по органической химии

Для получения пропана в органической химии существует несколько основных способов. Ниже приведены наиболее распространенные методы, которые обычно изучаются в школьном курсе химии. Способ 1. Гидрирование непредельных углеводородов (пропена или пропина) Это самый простой способ, заключающийся в присоединении водорода к пропену или пропину в присутствии катализаторов (никель, платина или палладий). Реакция из пропена: \[CH_2=CH-CH_3 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_2-CH_3\] Реакция из пропина: \[CH \equiv C-CH_3 + 2H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_2-CH_3\] Способ 2. Реакция Вюрца Этот метод используется для наращивания углеродной цепи. Для получения пропана используют смесь хлорметана и хлорэтана. В качестве реагента выступает металлический натрий. \[CH_3Cl + CH_3-CH_2Cl + 2Na \rightarrow CH_3-CH_2-CH_3 + 2NaCl\] (Примечание: в этой реакции также образуются побочные продукты — этан и бутан, поэтому для чистого синтеза метод используется редко, но в теории химии он важен). Способ 3. Реакция Дюма (декарбоксилирование солей карбоновых кислот) При сплавлении безводной соли масляной кислоты (бутаноата натрия) со щелочью происходит отщепление карбонатной группы. \[CH_3-CH_2-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow{t} CH_3-CH_2-CH_3 + Na_2CO_3\] Способ 4. Восстановление галогенопроизводных пропана Галогеналканы (например, 2-хлорпропан) можно восстановить водородом в момент выделения или с помощью сильных восстановителей. \[CH_3-CHCl-CH_3 + H_2 \xrightarrow{Zn, HCl} CH_3-CH_2-CH_3 + HCl\] Способ 5. Гидролиз реактива Гриньяра При взаимодействии магнийорганического соединения с водой образуется алкан. \[CH_3-CH_2-CH_2-MgBr + H_2O \rightarrow CH_3-CH_2-CH_3 + Mg(OH)Br\] Эти способы являются классическими для получения пропана в лабораторных условиях. В промышленности же пропан в основном выделяют из природного газа или попутных нефтяных газов путем фракционной перегонки, что экономически более выгодно для нашей страны, обладающей богатейшими запасами энергоресурсов.