Для осуществления этих превращений необходимо выполнить несколько реакций. Давайте рассмотрим каждую стадию по отдельности, составим уравнения реакций и дадим названия соединениям и типам реакций.
Метан (CH₄) → Хлорметан (CH₃Cl):
Реакция хлорирования метана:
[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ]
Название соединений: метан (CH₄), хлорметан (CH₃Cl).
Тип реакции: радикальное замещение (хлорирование).
Хлорметан (CH₃Cl) → Метанол (CH₃OH):
Реакция гидролиза хлорметана:
[ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} + \text{NaCl} ]
Название соединений: хлорметан (CH₃Cl), метанол (CH₃OH).
Тип реакции: нуклеофильное замещение (гидролиз).
Метанол (CH₃OH) → Формальдегид (HCHO):
Реакция окисления метанола:
[ \text{CH}_3\text{OH} + \left[\text{O}\right] \rightarrow \text{HCHO} + \text{H}_2\text{O} ]
Название соединений: метанол (CH₃OH), формальдегид (метаналь, HCHO).
Тип реакции: каталитическое окисление.
Формальдегид (HCHO) → Муравьиная кислота (HCOOH):
Реакция окисления формальдегида:
[ \text{HCHO} + \left[\text{O}\right] \rightarrow \text{HCOOH} ]
Название соединений: формальдегид (метаналь, HCHO), муравьиная кислота (метановая кислота, HCOOH).
Тип реакции: окисление.
Муравьиная кислота (HCOOH) → Пропилформиат (HCOOC₃H₇):
Реакция этерификации муравьиной кислоты с пропанолом:
[ \text{HCOOH} + \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} \xrightarrow{\text{H}^+} \text{HCOOC}_3\text{H}_7 + \text{H}_2\text{O} ]
Название соединений: муравьиная кислота (метановая кислота, HCOOH), пропанол (C₃H₇OH), пропилформиат (формиат пропила, HCOOC₃H₇).
Тип реакции: реакция этерификации.
Итак, у нас получилось несколько стадий с соответствующими уравнениями реакций:
- Хлорирование метана: [ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hv}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} ]
- Гидролиз хлорметана: [ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} + \text{NaCl} ]
- Окисление метанола: [ \text{CH}_3\text{OH} + \left[\text{O}\right] \rightarrow \text{HCHO} + \text{H}_2\text{O} ]
- Окисление формальдегида: [ \text{HCHO} + \left[\text{O}\right] \rightarrow \text{HCOOH} ]
- Этерификация муравьиной кислоты: [ \text{HCOOH} + \text{C}_3\text{H}_7\text{OH} \xrightarrow{\text{H}^+} \text{HCOOC}_3\text{H}_7 + \text{H}_2\text{O} ]
Теперь все стадии и реакции ясны, и вы можете увидеть, как одно соединение превращается в другое через последовательность химических реакций.