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3-甲基戊烷

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3-甲基戊烷,是五個一結構異構體的己烷,也是分子式為的支鏈烷烴,是在正戊烷的第三個碳原子上的氫被甲基取代,所形成的己烷的結構異構體

快速預覽 3-甲基戊烷[1], 識別 ...
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命名

由IUPAC命名法指定的「3-甲基戊烷」 

「3-甲基」表示一顆碳原子與主幹第三個碳相接

「戊烷」表示主幹上有五個碳

用途

3-甲基戊烷在快速乾燥塗料,印刷油墨和粘合劑中作為稀釋劑

此外,它也可用於在燃料,潤滑劑[3]

化合物也用作光譜學和色譜法中的參考物質[4]

安全性

3-甲基戊烷形成高度易燃的蒸汽 - 空氣混合物

該化合物的閃點低於-20℃

以上所述的爆炸範圍是1.2之間體積%(40克/米3[5]比爆炸下限(LEL)和7.0%(體積)(250克/米3)作為爆炸上限(UEL)[6]

所述的點火溫度為300℃ 所述的織物因而落入內溫度類 T3。

特性

3-甲基戊烷是可燃的,易揮發的無色液體,苯酚氣味

在1大氣壓下,該化合物的沸點為63℃ 

該蒸氣壓力函數由下式給出log10(P) = A−(B/(T+C))( P是(bar),T是凱氏溫標(K) )

其中A = 3.97377 B = 1152.368和C = -46.021的溫度範圍內289K至337K [7]

最重要的熱力學性質列於下表:

更多資訊 屬性, 單位 ...

蒸發焓的溫度依賴性可以根據等式

ΔVH0=A·exp(−β·Tr)(1−Tr)βVH0 的單位是kJ/mol,Tr =(T/Tc)降低溫度),在298K和353K之間的溫度範圍內, A = 45,24 kJ/mol, β = 0,2703 und Tc = 504,4 K[14]

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物理性質和同分異構體

3-甲基戊烷是一種無色液體,具有微弱的特殊氣味(苯酚味)

C6H12顯示出了4個異構體:

  1. 己烷(正己烷):CH3(CH2)4CH3
  2. 2-甲基戊烷(異己烷):CH3CH2CH2CH(CH3)2
  3. 2,2-二甲基丁烷(新己烷):CH3CH2C(CH3)3
  4. 2,3-二甲基丁烷:(CH3)2 CHCH(CH3)2
結構式 名稱 分子量 沸點(°C, 1 atm) 結構簡式
Thumb 正己烷

己烷

86,18 69 CH3(CH2)4CH3
Thumb 2-甲基戊烷

異己烷

58,12 60 (CH3)2CH(CH2)2CH3
Thumb 3-甲基戊烷 58,12 64 CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
Thumb 2,2-二甲基丁烷

新己烷

58,12 49,73 CH3C(CH3)2CH2CH3
Thumb 2,3-二甲基丁烷 58,12 57,9 CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3
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生產(製備)

自然和工業的分離

  1. 石油分離
  2. 石油精煉或聚合烴得到的混合物中分離

合成

催化劑 如:三氯化磷存在下,在400℃和200巴下使正丁烷乙烯的反應可以製造3-甲基戊烷[15]

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透過合成反應製備:低級碳鏈的起始原料

  • 結構上,3-甲基戊烷由二部分組成:丁烷()和乙烷)。

因此,製備純3-甲基戊烷的最簡單的方法是:[16]

1.仲丁基鹵化物乙基鋰丁基鋰乙基鹵化物 反應

2.武慈(Wurtz)反應可以得到該產品的混合物:[17]

  • 該反應對於前者是無利可圖的,但是這些產物相對的比較容易分離:3,4-二甲基己烷是液體(沸點164℃) ,3-甲基戊烷也是液體,但更具揮發性(沸點:64℃),丁烷只要冷卻壓縮就會液化(沸點:-1-1℃左右)
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無碳鏈變化反應的製備

還原鹵代化合物

  1.  產生,即金屬+(H+):[18]

2. 氫化鋁鋰(LiAlH4)硼氫化鈉(NaBH4)[19]

3. 使用碘化氫(HI)還原烷基碘[20]

4. 使用甲矽烷(SiH4)中還原烷基鹵化物,在三氟化硼的催化下製備丁烷[21]

5. 使用烷基錫烷還原烷基鹵化物[22]

6.金屬的還原,得到水解有機金屬化合物

使用鋰(Li)[23]

使用鎂(Mg)[24]

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氫化不飽和烴

1. 3-甲基-1-戊烯[25]

2.  3-甲基-2-戊烯[25]

3.  2-乙基-1-丁烯[25]

4. 3-甲基-1,2-戊二烯[25]

5.  3-甲基-1,3-戊二烯[25]

6.  3-甲基-1,4-戊二烯[25]

7. 3-甲基戊烷-1[26]

8.  3-甲基-1,2,4-戊二烯[25]

9.  3-甲基-4-戊烯-2-炔[25][26]

10. 3-甲基-4-戊烯-1-炔[25][26]

還原氧化物

3-甲基戊醛

甲基丁醛

3-甲基戊酮

還原硫化物

1.還原硫醇可以產生3-甲基戊烷

例如 通過還原 3-甲基-1-戊硫醇雷尼鎳催化):[29]

2.還原硫酯可以產生3-甲基戊烷..

例如 通過還原 二(3-甲基戊基)硫醚雷尼鎳催化):[30]

減少碳鏈的長度的分解反應

加熱鹼性4-甲基己酸溶液 [CH3CH2CH(CH3)CH2CH2COOH] [31]

2,3-二甲基戊酸 [CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)COOH]

2-乙基-2-甲基丁酸 [CH3CH2C(CH3)(CH2CH3)COOH]

3-乙基戊酸 [(CH3)2CHCH2CH2COOH]

化學性質

氧化

1.完全燃燒:就像所有的烷烴一樣,3-甲基戊烷與過量的氧氣燃燒,產生二氧化碳[32]

  • 儘管反應強烈放熱,但其起始必須首先克服CC鍵[33],CH鍵[34],OO鍵[35]斷裂的障礙,所以溫度不會太高

2.水煤氣

3.催化氧化的主要產物為3-甲基戊醇-3

4.使用高錳酸鉀(KMnO4)氧化的產物為3-甲基戊醇-3

鹵化[36]

    • 3-甲基戊基氯-1: 6x1 = 6
    • 3-甲基戊基氯-2: 4x3.8 = 15.2
    • 3-甲基戊基氯-3: 1x5 = 5
    • 2-乙基丁基氯-1: 3x1 = 3
  • 也就是說,所得混合物為:
    • 20.5% 3-甲基戊基氯-1
    • 52.1% 3-甲基戊基氯化物-2
    • 17.1% 3-甲基戊基氯化物-3
    • 10.3% 2-乙基丁基氯化物-1
  • 溴(Br2)碘(I2),較不活躍所以更具選擇性
    • 3-甲基戊基溴-1: 6x1 = 6
    • 3-甲基戊基溴-2: 4x82 = 328
    • 3-甲基戊基溴-3: 1x1600 = 1600
    • 2-乙基丁基溴-1: 3x1 = 3
  • 也就是說,所得混合物為:
    • 0.3% 3-甲基戊基溴-1
    • 16.9% 3-甲基戊基溴-2
    • 82.6% 3-甲基戊基溴-3
    • 0.1% 2-乙基丁基溴化物-1

CH3CH2CH(CH3)CH2CH3的氯化分析:

參見:統計學
1.發生:自由基生產
所需要的能量紫外光(UV)熱(D)吸收
2.擴散:消耗舊自由基,形成新的自由基

3.終止:自由基在罕見的情況下消耗[37]

[38]

 

然而,在製造單鹵化物時,實際上難以停止反應,如果使用等摩爾量的CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和X2 則將產生CH3CH2CH(CH3)CH2CH3的全部鹵素衍生物的混合物
如果使用過量的CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,則單一衍生物的產率,由於與自由基遇到和X的機率相關的CH2CH2CH(CH3)CH2CH3(CH3)2的統計機率的增加而大大增加
導致剩餘的X衍生物的生產
碳烯(例如[:CH2])反應是極少消耗的,可以插入C-H鍵。 例如 :[39]

  1. 碳烯在六鍵 CH-1,5- 2 -h:6
  2. 碳烯在四鍵 2,4-CH-H:4
  3. 插鍵CH:1
  4. 三個插入物(3)鏈路CH-1' 2 -H):4。
  5. 因此,存在3-甲基己烷(〜43%),2,3-二甲基戊烷(〜29%),3,3-二甲基戊烷(〜7%)和乙基戊烷(-29%)的混合物

硝化

硝酸(HNO3)的蒸氣反應:[40]

其中0 <A,B,C,D <1,A + B + C + D = 1

添加到多個鏈接

3-甲基戊烷可以在 (CH3CH2)2Cs-(CH3)-Hs+的含義內產生多個鍵合反應。如:[41]

催化異構化

2-甲基戊烷可經催化異構化變成己烷2,2-二甲基丁烷(新己烷)2,3-二甲基丁烷

參考文獻

外部連結

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