3-甲基戊烷

3-甲基戊烷

摩尔质量 86.18g·mol−1
S298K 292.5JK−1mol−1
P-术语 P210,P261,P273,P301+310,P331
熔点 -163°C(110.3K)
蒸气压 18.0kPa(at17°C)
气味 无臭的
ΔfHm298K −203.0–−201.0kJmol−1
PEL none
RTECS SA2995500
GHS提示词 DANGER
Beilstei 1730734
磁化率 -75.52·10−6cm3/mol
溶解性(水) 不可溶
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命名

由IUPAC命名法指定的“3-甲基戊烷”

字词前的“甲基”表示一颗碳原子与主干连接

由位置号码所指示的,”戊烷”表示主干上有五个碳,“3-”表示主干上的第三个碳原子与甲基连接

用途

3-甲基戊烷在快速干燥涂料,印刷油墨和粘合剂中作为稀释剂

此外,它也可用于在燃料,润滑剂

化合物也用作光谱学和色谱法中的参考物质

安全性

3-甲基戊烷形成高度易燃的蒸汽 - 空气混合物

该化合物的闪点低于-20℃

以上所述的爆炸范围是1.2之间体积%(40克/米3)比爆炸下限(LEL)和7.0%(体积)(250克/米3)作为爆炸上限(UEL)

所述的点火温度为300℃所述的织物因而落入内温度类T3。

特性

3-甲基戊烷是可燃的,易挥发的无色液体,苯酚气味

在1大气压下,该化合物的沸点为63℃

该蒸气压力函数由下式给出log10(P) = A−(B/(T+C))( P是巴(bar),T是凯氏温标(K) )

其中A = 3.97377 B = 1152.368和C = -46.021的温度范围内289K至337K

最重要的热力学性质列于下表:

属性 单位 数值
标准焓 ΔfH0gas −171,6kJ·mol−1
标准摩尔熵 S0liquid

S0g

292,5J·mol−1·K−1 液体

382,88J·mol−1·K−1 气体

燃烧热 ΔcH0liquid −4159,98kJ·mol−1
热容量 cp 191,16J·mol−1·K−1 (25°C)液体
熔融焓 ΔfH0 5,3032kJ·mol−1在熔点
融化 ΔfS0 48,101kJ·mol−1在熔点
蒸发 ΔVH0 28,08kJ·mol−1在常压下的沸点

30,47kJ·mol−1 在25℃下

临界温度 TC 231°C
临界压力 PC 31,1bar
临界体积 VC 0,368l·mol−1
临界密度 ρC 2,72mol·l−1

蒸发焓的温度依赖性可以根据等式

ΔVH0=A·exp(−β·Tr)(1−Tr)β (ΔVH0 的单位是kJ/mol,Tr =(T/Tc)降低温度),在298K和353K之间的温度范围内, A = 45,24kJ/mol, β = 0,2703 und Tc = 504,4K

物理性质和同分异构体

属性 单位 数值
标准焓 ΔfH0gas −171,6kJ·mol−1
标准摩尔熵 S0liquid

S0g

292,5J·mol−1·K−1 液体

382,88J·mol−1·K−1 气体

燃烧热 ΔcH0liquid −4159,98kJ·mol−1
热容量 cp 191,16J·mol−1·K−1 (25°C)液体
熔融焓 ΔfH0 5,3032kJ·mol−1在熔点
融化 ΔfS0 48,101kJ·mol−1在熔点
蒸发 ΔVH0 28,08kJ·mol−1在常压下的沸点

30,47kJ·mol−1 在25℃下

临界温度 TC 231°C
临界压力 PC 31,1bar
临界体积 VC 0,368l·mol−1
临界密度 ρC 2,72mol·l−1

生产(制备)

3-甲基戊烷是一种无色液体,具有微弱的特殊气味(苯酚味)

基于C6H12显示出了4个异构体:

  1. 己烷(正己烷):CH3(CH2)4CH3

    2-甲基戊烷(异己烷):CH3CH2CH2CH(CH3)2

    2,2-二甲基丁烷(新己烷):CH3CH2C(CH3)3

    2,3-二甲基丁烷:(CH3)2CHCH(CH3)2

结构式 名称 分子量 沸点(°C, 1 atm) 结构简式
Hexane-2D-Skeletal.svgHexane-2D-Skeletal.svg 正己烷己烷 86,18 69 CH3(CH2)4CH3
2-metilpentāns.svg2-metilpentāns.svg 2-甲基戊烷异己烷 58,12 60 (CH3)2CH(CH2)2CH3
3-甲基戊烷 58,12 64 CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
2,2-dimetilbutāns.svg2,2-dimetilbutāns.svg 2,2-二甲基丁烷

新己烷

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

自然和工业的分离

结构式 名称 分子量 沸点(°C, 1 atm) 结构简式
Hexane-2D-Skeletal.svgHexane-2D-Skeletal.svg 正己烷己烷 86,18 69 CH3(CH2)4CH3
2-metilpentāns.svg2-metilpentāns.svg 2-甲基戊烷异己烷 58,12 60 (CH3)2CH(CH2)2CH3
3-甲基戊烷 58,12 64 CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
2,2-dimetilbutāns.svg2,2-dimetilbutāns.svg 2,2-二甲基丁烷

新己烷

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

合成

透过合成反应制备:低级碳链的起始原料

  1. 从石油分离

    从石油精炼或聚合烃得到的混合物中分离

无碳链变化反应的制备

在催化剂 如:三氯化磷存在下,在400℃和200巴下使正丁烷与乙烯的反应可以制造3-甲基戊烷

氢化不饱和烃

结构上,3-甲基戊烷由二部分组成:丁烷()和乙烷()。

因此,制备纯3-甲基戊烷的最简单的方法是:

1.仲丁基卤化物 与 乙基锂 或 丁基锂 与 乙基卤化物 反应

2.武慈(Wurtz)反应可以得到该产品的混合物:

该反应对于前者是无利可图的,但是这些产物相对的比较容易分离:3,4-二甲基己烷是液体(沸点164℃),3-甲基戊烷也是液体,但更具挥发性(沸点:64℃),丁烷只要冷却或压缩就会液化(沸点:-1-1℃左右)

还原氧化物

还原卤代化合物

  1. "产生氢",即金属+酸(H+):

2. 氢化铝锂(LiAlH4) 或 硼氢化钠(NaBH4):

3. 使用碘化氢(HI)还原烷基碘:

4. 使用甲硅烷(SiH4)中还原烷基卤化物,在三氟化硼的催化下制备丁烷:

5. 使用烷基锡烷还原烷基卤化物:

6.金属的还原,得到水解的有机金属化合物:

使用锂(Li):

使用镁(Mg):

还原硫化物

1. 3-甲基-1-戊烯:

2. 3-甲基-2-戊烯:

3. 2-乙基-1-丁烯:

4. 3-甲基-1,2-戊二烯:

5. 3-甲基-1,3-戊二烯:

6. 3-甲基-1,4-戊二烯:

7. 3-甲基戊烷-1:

8. 3-甲基-1,2,4-戊二烯:

9. 3-甲基-4-戊烯-2-炔:

10. 3-甲基-4-戊烯-1-炔:

11. :

(翻自希腊文μεθυλοπ ενταδιενίνιο英文为Methylpentadienin修正成Methyl Pentadiene,也就是甲基戊二烯)

12. :

(翻自希腊文μεθυλοπενταδιίνιο,英文为Methylpentadienium,中文翻成甲基五聚体)

减少碳链的长度的分解反应

1.还原醛 - 沃尔夫-凯惜纳-黄鸣龙还原反应(Wolf-Kishner)反应:

3-甲基戊醛:

甲基丁醛:

2.还原酮 - 克莱门森还原反应(Clemmensen)反应:

3-甲基戊酮

化学性质

1.还原硫醇可以产生3-甲基戊烷。

例如通过还原 3-甲基-1-戊硫醇 (雷尼镍催化):

2.还原硫酯可以产生3-甲基戊烷..

例如通过还原 二(3-甲基戊基)硫醚(雷尼镍催化):

氧化

加热碱性的 4-甲基己酸溶液 [CH3CH2CH(CH3)CH2CH2COOH]

或 2,3-二甲基戊酸 [CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)COOH]

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

或 3-乙基戊酸 [(CH3)2CHCH2CH2COOH]

卤化

碳烯干扰

1.完全燃烧:就像所有的烷烃一样,3-甲基戊烷与过量的氧气燃烧,产生二氧化碳和水:

尽管反应强烈放热,但其起始必须首先克服CC键,CH键,OO键断裂的障碍,所以温度不会太高

2.水煤气:

3.催化氧化的主要产物为3-甲基戊醇-3:

4.使用高锰酸钾(KMnO4)氧化的产物为3-甲基戊醇-3:

硝化

X的活性:氟(F2)>氯(Cl2)>溴(Br2)>碘(I2)。

其中0 <A,B,C,D <1,A + B + C + D = 0

氟(F2)和氯(Cl2)的活性高,选择性低,丙基卤化物的比例主要取决于置换氢原子比例,氯:

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

也就是说,所得混合物为:

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)和碘(I2),较不活跃所以更具选择性

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

也就是说,所得混合物为:

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:

参见:统计学

1.开始:自由基生产

所需要的能量从紫外光(UV)或热(D)吸收

2.扩散:消耗旧自由基,形成新的自由基

3.终止:自由基在罕见的情况下消耗

然而,在制造单卤化物时,实际上难以停止反应

如果使用等摩尔量的CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和X2 则将产生CH3CH2CH(CH3)CH2CH3的全部卤素衍生物的混合物

然而,如果使用过量的CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,则单一衍生物的产率由于与自由基遇到和X的概率相关的CH2CH2CH(CH3)CH2CH3(CH3)2的统计概率的增加而大大增加

导致剩余的X衍生物的生产

添加到多个链接

碳烯(例如[:CH2])反应是极少消耗的,可以插入C-H键。 例如:

  1. 碳烯在六键 CH-1,5-2-h:6

    碳烯在四键 2,4-CH-H:4

    插键CH:1

    三个插入物(3)链路CH-1'2-H):4。

    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

催化异构化

与硝酸(HNO3)的蒸气反应:

其中0 <A,B,C,D <1,A + B + C + D = 1

词条图册

3-甲基戊烷可以在(CH3CH2)2Cs-(CH3)-Hs+的含义内产生多个键合反应。如:

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