Способы получения 2-метилпропана (изобутана)

2-Метилпропан (изобутан) — это разветвлённый алкан с молекулярной формулой $\mathrm{C_4H_{10}}$. Его структурная формула:

Получить 2-метилпропан можно различными способами: гидрированием непредельных углеводородов, восстановлением галогеналканов, реакцией Вюрца, декарбоксилированием солей карбоновых кислот и другими методами.

1. Гидрирование алкенов

При присоединении водорода к алкенам в присутствии катализатора образуются алканы.

а) Гидрирование 2-метилпропена:

б) Гидрирование 2-метилпропена также можно записать в структурном виде:

В результате образуется 2-метилпропан.

2. Гидрирование алкинов

При полном гидрировании алкинов сначала образуется алкен, а затем алкан. Для получения 2-метилпропана можно использовать 3-метил-1-бутин:

Однако в этой реакции образуется 2-метилбутан, а не 2-метилпропан, поскольку число атомов углерода не меняется.

Для получения именно 2-метилпропана из алкинов необходимо использовать соединение с четырьмя атомами углерода и соответствующим разветвлённым углеродным скелетом. Подходящим алкином является 3-метил-1-бутин, но его гидрирование даёт 2-метилбутан, поэтому этот путь не подходит для синтеза изобутана.

3. Восстановление галогеналканов

При восстановлении галогеналканов атом галогена замещается атомом водорода.

Например, из 2-бром-2-метилпропана можно получить 2-метилпропан:

В качестве восстановителя могут использоваться водород в присутствии катализатора или другие подходящие восстановительные системы.

Аналогично можно использовать 1-бром-2-метилпропан:

4. Реакция Вюрца

Реакция Вюрца заключается во взаимодействии галогеналканов с металлическим натрием в сухом эфире. При этом образуется новая связь углерод–углерод.

Для получения 2-метилпропана можно взять бромметан и 2-бромпропан:

В результате образуется смесь продуктов, поскольку в реакции возможны как соединение одинаковых, так и соединение разных алкильных групп. Поэтому способ не является селективным.

5. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот

При