2.8.7 Адамантан

Трицикланом является адамантан. Впервые он был выделен из нефти (С. Ланда и В. Махачек) в 1933 г. Особый интерес химиков к адамантану объясняется отчасти тем, что молекулярный скелет этого соединения представляет собой структурную единицу алмаза.

трицикло[3.3.1.1^3,7]декан (адамантан)

Молекула адамантана высоко симметрична; все три циклогексановых кольца закреплены в форме кресла и лишены углового напряжения. Температура плавления адамантана (269 ^о С) необычайно высока для углеводородов; он легко возгоняется, перегоняется с водяным паром и хорошо кристаллизуется. Эти свойства позволили выделить его из соответствующей фракции нефти.

Адамантан получают изомеризацией гидрированного димера циклопентадиена в присутствии хлорида алюминия.

(38)

пергидродициклопентадиен адмантан

Адаманан реагирует с жидким бромом уже при комнатной температуре давая, 1-бромадамантан.

(39)

1-бромадамантан

Бромирование проходит по ионному механизму и катализируется кислотами Льюиса.

Обработка адамантана конц. серной кислотой при 75 ^оС в течение 5 ч с выходом 50-60% дает адамантанон:

(40)

адамантан адамантанон

13. Источники углеводородов

Важнейшими источниками углеводородов являются нефть и природный газ. Кроме того, они содержатся в каменном угле, сланцах и торфе.

Природный газ состоит в основном из метана с небольшой примесью этана, пропана и бутана. В индивидуальном виде низшие алканы могут быть получены выделением из промышленных смесей.

Нефть состоит из различных углеводородов. Из нефти различными физико-химическими методами производится более 3 тысяч продуктов. К наиболее важным из них и составляющим основу тяжелой органической химии или основого органического синтеза относятся:

1. этилен: дихлорэтан, этилбензол, стирол, винилхлорид, окись этилена, этиленгликоль, уксусная кислота, уксусный ангидрид, этанол, винилацетат.

2. пропилен: ацетон, изопропанол, окись пропилена, акрилонитрил, кумол, фенол.

3. С₄-углеводороды: бутадиен

4. бензол: этилбензол, стирол, циклогексан, фенол, ацетон, адипиновая кислота, кумол.

5. толуол: тринитротолуол.

6. ксилолы: фталевые кислоты

7. метан: мочевина, метанол, формальдегид, уксусная кислота.

В 2007 г в мире было добыто 5 миллиардов тонн нефти. Почти 500 миллионов тонн – в России. Себестоимость нефти в России составляет 8-12 долларов за баррель (1 баррель составляет 158,9 литра), в то время как в странах Ближневосточного региона - 3-4 доллара. В 2007 г вся мировая добыча нефти составила 32 миллиарда баррелей (5,6 млрд. тонн) в год. Разведанные запасы нефти на 2004 год составили 1200 миллиардов баррелей (210 миллиардов тонн), а неразведанные оцениваются в 300-1500 миллиардов баррелей (52-260 миллиардов тонн соответственно). Больше всего запасов нефти у Саудовской Аравии (36 миллиардов тонн), за ней следует Иран (18), Ирак (15,5), Кувейт (13,3), ОАЭ (13), Венесуэла (11,2) и только потом Россия (9,5).

Самые крупные нефтяные месторождения России - Самотлорское и Ромашкинское. Самотлорское месторождение считается одним из крупнейших в мире. Оно расположено в Ханты-мансийском автономном округе, вблизи Нижневартовска. Ромашкинское месторождение находится на юге Татарстана.

Каким способом нефть образуется в природе, ученым выяснить так и не удалось. Сторонники органической теории утверждают, что исходным материалом для образования нефти стал морской ил, состоящий из растительных и животных организмов. Такой ил копится на дне морей со скоростью 150 г на квадратный метр в год. В 1876 г Д.И Менделеев выдвину неорганическую «карбидную теорию» происхождения нефти. Из нее следует, что вода, проникающая по разломам в глубь земной коры, встречает на своем пути карбиды железа, вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются углеводороды и оксиды железа. Образовавшиеся углеводороды по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и образуют нефтяные месторождения.