Получение пентана (C5H12) в промышленности и в лаборатории.

Пентан (C₅H₁₂) — это предельный углеводород (алкан), состоящий из пяти атомов углерода. В промышленности его получают главным образом из природного газа и нефти, а в лаборатории — с помощью реакций, позволяющих получить алкан из других органических соединений.

Получение пентана в промышленности

Основным промышленным источником пентана являются нефть и природный газ.

1. Переработка нефти

Пентан входит в состав бензиновых фракций нефти. При перегонке нефти его выделяют вместе с другими лёгкими углеводородами. Нефть нагревают, и компоненты разделяются по температурам кипения. Фракции, содержащие пентан, затем подвергают дополнительной очистке.

2. Выделение из природного газа

В природном газе содержатся метан, этан, пропан, бутан и небольшие количества пентана. При переработке природного газа лёгкие углеводороды отделяют методом сжижения и ректификации. Пентан выделяют из смеси так называемых газовых бензинов (газового конденсата).

3. Синтетические методы

В промышленности пентан может быть получен также при переработке других углеводородов, например при каталитическом гидрировании непредельных соединений:

Например, пентен при взаимодействии с водородом в присутствии катализатора (никель, платина) превращается в пентан.

Получение пентана в лаборатории

В лаборатории пентан получают обычно методами синтеза алканов.

1. Реакция Вюрца

Один из основных способов получения алканов — взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием:

Для получения пентана используют смесь галогенпроизводных с разным числом атомов углерода:

В реакции Вюрца происходит соединение двух углеводородных радикалов, поэтому при подборе соответствующих галогеналканов можно получить пентан.

2. Гидрирование непредельных углеводородов

Пентан можно получить из пентена при присоединении водорода:

Реакция проводится при нагревании в присутствии металлического катализатора:

3. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот

При нагревании натриевых солей карбоновых кислот с содовой известью (смесь NaOH и CaO) происходит удаление карбоксильной группы. Например, из соли гексановой кислоты можно получить пентан:

Таким образом, в промышленности пентан получают в основном выделением из нефти и природного газа, а в лаборатории — реакциями Вюрца, гидрированием пентенов и декарбоксилированием солей карбоновых кислот.