8) Циклоалканы нефтей. Обща характеристика циклоалканов. Циклоалканы ряда циклопентана и циклогексана. Полициклические циклоалканы.

Циклоалканы (нафтены)

Предельные ув с общей формулой СnH2n, где n-число атомов углеводорода.

Циклоалканы содержат в своем составе циклич структуру, состоящую из CH2 группы.

CH2 циклопропан C3H6

CH2 CH2

СН2 СН2

СН2 СН2 циклобутан С4Н8

СН2 СН2

СН2 СН2 циклопентан С5Н10

СН2

1,2 диметил 3 этилциклогексан

Циклоалканы определяют особое место нефтей как в ряду природных органических соединении, их содержание в нефтях колеблется 25-75%.

Циклоалканы присутствуют во всех фракциях, их содержание обычно растет по мере утяжеления фракций и только в наиболее высококипящих масляных фракциях оно начинает снижаться. Особенно богатыми циклоалканами обладают бакинские нефти. Они сод 40-60% массовых нафтенов, а в отдельных фракциях 60-80% наиб устойчивые 6-ти 5-ти членные циклоалканы, они обнаруж во всех нефтях.

Высшие фракции нефти (до 350 С) содержат би и трициклические нафтены.

R

Также в высококипящих фракциях обнаружены гибридные структуры содержащие в своем составе как нафтеновые, так и ароматические кольца. В масляных фракциях обнаружены нафтены, содержащие от 1 до 6 колец в молекуле.Содержание циклоалканов и их распределение по фракциях зависит от типа нефти моноциклические циклоалканы исчезают во фракциях 300-350 С. Бициклические содержатся во фракциях от 160-500 С. Причем кол-во их заметно убывает после 400 С.Трициклические находятся во фракциях 350-400 С и выше.

Моноциклические циклоалканы

В нефтях в основном содержатся моноциклические циклоалканы содержащие от 5 до 8 атомов углерода в молекуле и они сосредоточены в основном во фракциях 28-125 С. Основная масса соединений ряда циклопентана представлена ув состава С7.

СН3 С2Н5

СН3

Также в незначительном кол-ве в легких бензиновых фракциях обнаружены циклопентаны состава С8.

УВ ряда циклогексана представлены в основном структурами 1,2;1,3;1,4.

С Н3 СН3

СН3

СН3

СН3

В незначительном кол-ве обнаружены 1,1-диметилциклогексанами.

Полициклические циклоалканы

Содержатся во фракциях выкипающих выше 400 С, они содержат несколько колец с длинными боковыми радикалами. Эти вещества представляют собой при комнатной температуре твердые вещества. Также среди полициклических циклоалканов в нефтях обнаружен адомонтан.

Молекула адомонтана состоит из 3-х конденсированных циклогексановых колец. Пространственное положение атомов углерода в адомонтане такое же как и в кристаллич решетке алмаза.

Производная адомонтана находят широкое применение в различных областях (лекарства, полимеры и др)

Содержание адомонтана в нефтях не велико 0,004-0,01

Вопрос №9. Арены

Арены имеют общую формулу CnH2n-6.

Простейшие и наиболее важные представители А. у. — бензол (I) и его гомологи: метилбензол, или толуол (II), диметилбензол, или ксилол, и т. д. К А. у. относятся также производные бензола с ненасыщенными боковыми цепями, например стирол (III). Известно много А. у. с несколькими бензольными ядрами в молекуле, например дифенилметан (IV), дифенил C₆H₅—C₆H₅, в котором оба бензольных ядра непосредственно связаны между собой; в нафталине (V) оба цикла имеют 2 общих атома углерода; такие углеводороды называются А. у. с конденсированными ядрами.

Арены содержаться в нефтях как правило в меньшем количестве по сравнению с алканами и циклоалаканами. Общее содержание этих углеводородов в различных нефтях колеблется в достаточно широких пределах 10-20%. Этот класс УВ представлен бензолом и водонолом , а так же производит би и поли циклические соединения..

Так же в нефтях содержится структуры содержащие ароматические кольца, алкановые цепи и циклоалкановые структуры.

Содержаться в основном в бензиновых фракциях нефтей алкобензолы состава С9.

Обычно в нефтях толуола больше чем бензола, этил бензола и каждого из ксиола.

Керосиновых и газовых фракциях кроме УВ бензольного ряда индентифицируються гомолы- нафталин и дефинола

С₁₀Н_{8-нафталин.}

Нафталин содержиться в нефтях вне значительном количестве намного меньше чем его производных.содержание производных бифинила в нефтях значительно меньше,чем нафталина УВ.

В вакуумных фракциях фракциях обнаружены полициклические структуры.

Антоцен

фенантрен

Хризен

Гомологи бифинантрена присутствуют в нефтях в значительном большем количестве чем производные антроцена.

В вакуумных фракциях обнаружены полицикты арены содержат до 7 колец. Моноциклические арены по сравнению с би и поли циклическими структурами преобладают не только в бензин и керосин фракциях но и вакуумных.

Среднее содержание аренов хар-е для нефтей Россий следующее: бензольные 67%, нафтеновые 18%, нантреновые 8%, хризенновые 3%, пиреновые 2%,и прочие 1%.

Так же в нефтях в большом количестве содержаться гибридные структырно-циклоалканы ареновые структуры. Типичные представители этих структур содержаться в керосино-газовых фракциях явл:

Индол

теталин

флуарен

аценофтен