Для осуществления данной цепочки превращений, необходимо провести несколько последовательных реакций. Рассмотрим каждую стадию:
Ацетат натрия → Метан
Ацетат натрия (( \text{CH}_3\text{COONa} )) можно превратить в метан (( \text{CH}_4 )) с помощью декарбоксилирования. Это можно сделать путем нагревания ацетата натрия с натриевой гидроксидом (( \text{NaOH} )) в присутствии твёрдого натрия (( \text{Na} )). Эта реакция известна как реакция Дюма, и она протекает следующим образом:
[
\text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow{\text{t}, \text{Na}} \text{CH}_4 + \text{Na}_2\text{CO}_3
]
Здесь использование щелочи (( \text{NaOH} )) необходимо на этой стадии.
Метан → Хлорметан
Метан можно превратить в хлорметан (( \text{CH}_3\text{Cl} )) посредством хлорирования. Эта реакция является радикальной замещением и может быть проведена при нагревании или под действием ультрафиолетового света:
[
\text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl}
]
Хлорметан → Этан
Для получения этана (( \text{C}_2\text{H}_6 )) из хлорметана следует использовать реакцию Вюрца. В этой реакции хлорметан взаимодействует с металлическим натрием в присутствии сухого эфира:
[
2 \text{CH}_3\text{Cl} + 2 \text{Na} \xrightarrow{\text{dry ether}} \text{C}_2\text{H}_6 + 2 \text{NaCl}
]
Этан → Этен
Этан можно превратить в этен (( \text{C}_2\text{H}_4 )) посредством дегидрирования или крекинга. Дегидрирование можно осуществить при нагревании в присутствии катализатора, такого как оксид алюминия (( \text{Al}_2\text{O}_3 )) или оксид хрома (( \text{Cr}_2\text{O}_3 )):
[
\text{C}_2\text{H}_6 \xrightarrow{\text{t}, \text{кат.}} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2
]
Таким образом, щелочь используется на первой стадии для декарбоксилирования ацетата натрия до метана.