2- 메틸 프로판으로도 알려진 이소 부탄은 표준 조건에서 무색의 무취 가스입니다. 신뢰할 수있는 이소 부탄 공급 업체로서, 우리는 다양한 산업 응용 분야에 고품질의 이소 부탄을 제공하는 데 자부심을 가지고 있습니다. 이소 부탄 화학의 중요한 측면 중 하나는 염소와의 반응입니다. 이 블로그에서는 이소 부탄과 염소 사이의 반응의 산물을 탐구 할 것입니다.
반응 메커니즘
이소 부탄과 염소 사이의 반응은 자유 - 라디칼 치환 반응이다. 이 반응은 시작, 전파 및 종료의 세 가지 주요 단계에서 발생합니다.
개시
반응은 염소 분자 ($ cl_2 $)가 일반적으로 열이나 빛의 형태로 에너지의 입력에 의해 염소 라디칼 ($ cl \ cdot $)으로 나뉘어지는 개시 단계로 시작됩니다. 이 단계의 방정식은 다음과 같습니다.
[cl_2 \ xrightArrow {h \ nu \ text {또는} \ delta} 2cl \ cdot]
번식
염소 라디칼은 반응성이 높습니다. Isobutane ($ (CH_3) _3CH $)에서 수소 원자를 추상화 할 수 있습니다. 이소 부탄은 두 가지 유형의 수소 원자를 갖는다 : 1 차 수소 원자 (9 등가 1 차 수소) 및 단일 3 차 수소 원자가있다.
염소 라디칼이 이소 부탄으로부터의 1 차 수소 원자를 추상화 할 때, 일차 알킬 라디칼 및 염화 수소가 형성된다 :
[(CH_3) _3CH + CL \ CDOT \ RIMEGARROW (CH_3) _2CHCH_2 \ CDOT + HCL]
1 차 알킬 라디칼은 염소 분자와 반응하여 1- 클로로 -2- 메틸 프로판과 새로운 염소 라디칼을 형성 할 수 있습니다.
[(CH_3) _2CHCH_2 \ CDOT + CL_2 \ RIMEGARROW (CH_3) _2CHCH_2CL + CL \ CDOT]
한편, 염소 라디칼이 이소 부탄으로부터의 3 차 수소 원자를 추상화 할 때, 3 차 알킬 라디칼이 생성된다.
[(CH_3) _3CH + CL \ CDOT \ RIMEGARROW (CH_3) _3C \ CDOT + HCL]
3 차 알킬 라디칼은 염소 분자와 반응하여 2- 클로로 -2- 메틸 프로판과 새로운 염소 라디칼을 생성 할 수 있습니다.
[(CH_3) _3C \ CDOT+CL_2 \ RIMEGARROW (CH_3) _3CCL+CL \ CDOT]
종료
종결 단계에서, 라디칼은 서로 결합되어 안정적인 분자를 형성한다. 예를 들어:
[CL \ CDOT+CL \ CDOT \ RIMILARROW CL_2]
[(CH_3) _2CHCH_2 \ CDOT+(CH_3) _2CHCH_2 \ CDOT \ RIMEGARROW (CH_3) _2CHCHC_2CH_2CH (CH_3) _2]
[(CH_3) _3C \ CDOT+(CH_3) _3C \ CDOT \ RIGHTARROW (CH_3) _3CC (CH_3) _3]
[(CH_3) _2CHCH_2 \ CDOT+(CH_3) _3C \ CDOT \ RIGHTARROW (CH_3) _2CHCH_2C (CH_3) _3]
주요 제품
이소 부탄과 염소 사이의 반응의 두 가지 주요 생성물은 1- 클로로 -2- 메틸 프로판 및 2- 클로로 -2- 메틸 프로판이다.
1- 클로로 -2- 메틸 프로판
1- 클로로 -2- 메틸 프로판은 분자식 $ c_4h_9cl $를 갖습니다. 특징적인 냄새가 나는 무색 액체입니다. 1- 클로로 -2- 메틸 프로판의 수율은 이소 부탄에서 1 차 수소 원자의 수에 의해 영향을 받는다. 통계적으로 1 차 수소 원자와 비교하여 9 개의 1 차 수소 원자가 있기 때문에, 우리는 1 차 수소 추상화의 확률이 높을 수 있습니다. 그러나, 3 차 수소 원자의 반응성은 1 차 수소 원자의 반응성보다 훨씬 높다.
2- 클로로 -2- 메틸 프로판
2- 클로로 -2- 테르트 - 부틸 클로라이드로도 알려진 메틸 프로판은 분자식 $ c_4h_9cl $를 갖는다. 반응 동안 형성된 3 차 라디칼 중간체가 1 차 라디칼보다 더 안정적이기 때문에 2- 클로로 -2- 메틸 프로판의 형성이 선호된다. 라디칼의 안정성은 순서를 따릅니다 : 3 차> 2 차> 1 차. 이는 알킬기의 전자 - 기증 유도 효과로 인한 것인데, 이는 라디칼에서 짝을 이루지 않은 전자를 안정화시키는 데 도움이된다.
제품 분포에 영향을 미치는 요인
1- 클로로 -2- 메틸 프로판 대 2- 클로로 -2- 메틸 프로판의 비율은 몇 가지 요인에 의해 영향을받을 수 있습니다.
온도
더 높은 온도에서, 1 차 수소 원자와 3 차 수소 원자 사이의 반응성의 차이는 덜 중요해진다. 온도가 증가함에 따라, 반응은 통계적으로 통제되고, 생성물의 비율은 수소 원자의 수에 기초하여 통계적 비율에 접근 할 것이다. 더 낮은 온도에서, 반응은 라디칼 중간체의 안정성에 의해 더욱 제어되고,보다 안정적인 라디칼 (2- 클로로 -2- 메틸 프로판)으로부터 생성물의 형성이 더 선호된다.
염소 농도
염소 농도가 높을수록 라디칼 - 염소 분자 충돌의 빈도를 증가시킬 수 있습니다. 염소 농도가 너무 높으면 다수의 치환과 더 복잡한 생성물의 형성으로 이어질 수 있습니다.
이소 부탄 및 염소화 된 제품의 응용
이소 부탄 자체에는 광범위한 응용 프로그램이 있습니다. 일반적으로 사용됩니다환경 친화적 인 냉매 하이 - 순도 이소 부탄. Isobutane은 일부 전통적인 냉매와 비교하여 지구 온난화 잠재력이 낮아서 냉각 시스템에 환경 친화적 인 선택입니다.
그것은 또한 사용됩니다이소 부탄 가스 냉매 원료냉매 생산에서. 또한, 이소 부탄은이소 부탄 에어로졸 추진제. 헤어 스프레이, 탈취제 및 페인트와 같은 에어로졸 제품에 사용하여 용기 밖으로 제품을 추진할 수 있습니다.
1- 클로로 -2- 메틸 프로판 및 2- 클로로 -2- 메틸 프로판과 같은 이소 부탄의 염소화 생성물은 유기 합성에서 중간체로서 사용될 수있다. 알코올, 알켄 및 아민과 같은 다른 화학 물질을 생산하기 위해 더 반응 할 수 있습니다.
결론
결론적으로, 이소 부탄과 염소 사이의 반응은 1- 클로로 -2- 메틸 프로판 및 2- 클로로 -2- 메틸 프로판을 주요 생성물로 생성하는 자유 - 라디칼 치환 반응이다. 제품 분포는 라디칼 중간체의 안정성, 온도 및 염소 농도와 같은 인자에 의해 영향을받습니다.
이소 부탄 공급 업체로서, 우리는 염소와의 반응과 관련된 것들을 포함하여 다양한 응용 분야에 고품질 이소 부탄을 제공하는 것의 중요성을 이해합니다. 냉장 산업, 에어로졸 제조 산업에 있든 유기 합성에 관여하든 이소 부탄 제품은 귀하의 요구를 충족시킬 수 있습니다. 이소 부탄 제품에 관심이 있고 조달에 대해 논의하고 싶다면 언제든지 저희에게 연락하십시오. 우리는 당신과의 장기적인 협력을 확립하기를 고대하고 있습니다.
참조
- McMurry, J. (2016). 유기 화학. Cengage Learning.
- Wade, LG, & Simek, JW (2017). 유기 화학. 피어슨.