Как, используя реакцию Вюрца, можно получить: а)бутан б) 2,3 диметилбутан

Реакция Вюрца является классическим методом синтеза алканов, при котором галогеналканы реагируют с металлическим натрием в присутствии сухого эфира. При этом происходит соединение двух алкильных групп с образованием нового алкана и выделением натриевого галогенида. Формально реакцию можно записать следующим образом:

$2\text{R-X}+2\text{Na}\to \text{R-R}+2\text{NaX}$

где R — алкильная группа, а X — галоген $обычнохлор,бромилийод$.

а) Синтез бутана:

Для получения бутана $С4H10$ из двух молекул этилбромида $C2H5Br$ используются следующие шаги:

1. Берем две молекулы этилбромида: $2{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{Br}$

2. Реагируем их с натрием в сухом эфире: [ 2 \text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + 2 \text{Na} \rightarrow \text{C}4\text{H}{10} + 2 \text{NaBr} ]

В результате соединяются две этильные группы, образуя бутан: [ \text{C}_2\text{H}_5-\text{C}_2\text{H}_5 \rightarrow \text{C}4\text{H}{10} ]

Таким образом, получается бутан и побочный продукт бромид натрия $NaBr$.

б) Синтез 2,3-диметилбутана:

Для синтеза 2,3-диметилбутана $C6H14$ необходимо использовать два различных галогеналкана, такие как 2-бром-2-метилпропан $трет-бутилбромид,(CH3$3CBr) и метилбромид $CH3Br$:

1. Берем одну молекулу трет-бутилбромида и одну молекулу метилбромида: ${\text{(CH}}_3{\text{)}}_3\text{CBr}+{\text{CH}}_3\text{Br}$

2. Реагируем их с натрием в сухом эфире: ${\text{(CH}}_3{\text{)}}_3\text{CBr}+{\text{CH}}_3\text{Br}+2\text{Na}\to {\text{(CH}}_3{\text{)}}_2{\text{CH-C(CH}}_3{\text{)}}_2+2\text{NaBr}$

В результате соединяются две соответствующие алкильные группы, образуя 2,3-диметилбутан: [ \text{(CH}_3\text{)}_3\text{C-CH}_2\text{CH}_3 \rightarrow \text{C}6\text{H}{14} ]

Таким образом, получается 2,3-диметилбутан и побочный продукт бромид натрия $NaBr$.

Реакция Вюрца ограничена тем, что она может приводить к образованию смеси продуктов, особенно если используются разные галогеналканы. Однако в случае симметричных алканов $например,бутана$ она является весьма эффективной.

Реакция Вюрца - это реакция декарбоксилирования, при которой из карбоновой кислоты получаются углеводороды. Для получения бутана при помощи реакции Вюрца необходимо использовать бутиричную кислоту. Реакцию можно провести следующим образом:

1. Подвергнуть бутиричную кислоту $CH3(CH2$2COOH) реакции декарбоксилирования при нагревании с концентрированным серной кислотой $H2SO4$.

2. В результате реакции происходит удаление углекислого группы $-COOH$ из молекулы бутиричной кислоты, образуя бутан $CH3(CH2$2CH3) как конечный продукт.

Для получения 2,3-диметилбутана при помощи реакции Вюрца необходимо использовать изопентановую кислоту. Реакцию можно провести следующим образом:

1. Подвергнуть изопентановую кислоту $CH3CH(CH3$CH2COOH) реакции декарбоксилирования при нагревании с концентрированным серной кислотой $H2SO4$.

2. В результате реакции происходит удаление углекислого группы $-COOH$ из молекулы изопентановой кислоты, образуя 2,3-диметилбутан $CH3CH(CH3$CH2CH3) как конечный продукт.

Таким образом, используя реакцию Вюрца, можно получить бутан и 2,3-диметилбутан из соответствующих карбоновых кислот.