Для того чтобы разобраться в данной цепочке превращений, нужно понять, какие реакции происходят на каждом этапе. Рассмотрим каждую из цепочек отдельно.
1) Хлорэтан → X → 2-хлорбутан → бутанол-2
Хлорэтан (C2H5Cl) может подвергаться реакции с соответствующим реагентом, чтобы увеличить длину углеродной цепи. Один из способов сделать это — использовать реакцию Вюрца, где алкилгалогенид реагирует с натрием в присутствии другого алкилгалогенида. Однако в данном случае проще предположить использование реакций, связанных с нуклеофильным присоединением и замещением.
Первая реакция может включать превращение хлорэтана в бутан или его производное с помощью реакции Гриньяра:
[
\text{C2H5Cl} + \text{Mg} \rightarrow \text{C2H5MgCl}
]
Далее реактив Гриньяра может взаимодействовать с соответствующим алкилгалогенидом для увеличения углеродной цепи.
Затем полученный продукт можно снова подвергнуть хлорированию для получения 2-хлорбутана. Это может быть достигнуто путём реакции с хлором в присутствии света или тепла, чтобы произвести заместительную реакцию.
2-хлорбутан может быть превращён в бутанол-2 посредством реакции нуклеофильного замещения, где гидроксид-ион (OH-) замещает атом хлора:
[
\text{C4H9Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{C4H9OH} + \text{NaCl}
]
2) CH4 → CO → CH3OH
Метан (CH4) может быть сначала окислен до угарного газа (CO). Это довольно сложный процесс, который обычно требует высоких температур и катализаторов. В промышленных условиях метан превращается в синтез-газ, смесь водорода и угарного газа, при помощи парового риформинга или частичного окисления.
Полученный CO может быть затем подвергнут реакции с водородом для синтеза метанола (CH3OH). Эта реакция известна как синтез метанола и происходит при высоких температурах и давлениях в присутствии медь-содержащих катализаторов:
[
\text{CO} + 2\text{H2} \rightarrow \text{CH3OH}
]
Эти цепочки реакций демонстрируют последовательные химические преобразования, которые могут быть проведены с использованием различных подходов и условий.