Осуществить превращение Метан-Бромметан- метанол-формальдегид - муравьиная кислота

Для осуществления превращения метан → бромметан → метанол → формальдегид → муравьиная кислота, нужно провести серию химических реакций. Вот подробный путь с пояснениями на каждом этапе:

1. Метан (CH₄) → Бромметан (CH₃Br)

Реакция радикального бромирования:

• Реакция проводится при ультрафиолетовом излучении (hv).

• Образуется бромметан и побочный продукт — бромоводород (HBr).

• Это радикальная цепная реакция.

2. Бромметан (CH₃Br) → Метанол (CH₃OH)

Реакция нуклеофильного замещения (SN2):

• Водный раствор гидроксида натрия действует как нуклеофил.

• Замещает атом брома на гидроксильную группу.

3. Метанол (CH₃OH) → Формальдегид (HCHO)

Окисление метанола:

• Используют мягкие окислители, например, медь при нагревании.

• Это частичное окисление — важно не довести до кислоты.

• Катализатор: Cu, t ~ 300°C.

4. Формальдегид (HCHO) → Муравьиная кислота (HCOOH)

Дальнейшее окисление:

• Реакция возможна с использованием мягкого окислителя (например, [Ag(NH₃)₂]⁺ — реактив Толленса).

• При этом формальдегид окисляется до муравьиной кислоты.

Общая схема превращений:

1. CH₄ → CH₃Br (бромирование)

2. CH₃Br → CH₃OH (нуклеофильное замещение)

3. CH₃OH → HCHO (частичное окисление)

4. HCHO → HCOOH (полное окисление)

Таким образом, путь превращения метана в муравьиную кислоту реализуем с помощью простых лабораторных реакций, включающих бромирование, замещение и ступенчатое окисление.