Чтобы получить 2-метилпропан (изобутан) из этана, необходимо пройти через несколько этапов реакции. Вот один из возможных маршрутов:
Пиролиз этана:
- Реакция: ( \text{C}_2\text{H}_6 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 )
- Условия: Высокая температура (около 800–900°C) в отсутствие кислорода.
- Промежуточный продукт: Этен (этилен, ( \text{C}_2\text{H}_4 ))
- Название реакции: Пиролиз.
Гидратация этилена:
- Реакция: ( \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} )
- Условия: Катализатор (обычно фосфорная кислота на твёрдой подложке), температура 300°C, давление.
- Промежуточный продукт: Этанол (( \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} ))
- Название реакции: Гидратация.
Гидрогенолиз этанола:
- Реакция: ( \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{H}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 + \text{H}_2\text{O} )
- Условия: Высокая температура и катализатор (например, медь, никель).
- Промежуточный продукт: Этан (( \text{C}_2\text{H}_6 ))
- Название реакции: Гидрогенолиз.
Изомеризация бутана:
- Реакция: ( \text{C}4\text{H}{10} \rightarrow \text{(CH}_3\text{)_2CHCH}_3 )
- Условия: Катализатор (например, алюмосиликат или платина на оксиде алюминия), температура 100–250°C.
- Промежуточный продукт: Бутан (( \text{C}4\text{H}{10} ))
- Название реакции: Изомеризация.
В результате изомеризации бутана получается 2-метилпропан, который является целью процесса.
Этот путь получения 2-метилпропана не является прямым и требует применения нескольких стадий с различными условиями и катализаторами. В промышленности используются более эффективные методы, такие как каталитическая перегруппировка или использование специфических катализаторов для изомеризации алканов.