vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

(регулярное) чередование боковых метильных заместителей (2, 6, 10, 14, 18, 22 и т. д.), источником образования которых могут быть природные полиизопренолы. В последнее время в ряде нефтей обнаружены псевдо- и нерегулярные изопренаны. Углеводороды с псевдорегулярной структурой С12 и С14 (2,6- диметилалканы) не были обнаружены в нефти. В то же время присутствие 2,6,10-триметилалканов состава С17 и C19 указывает на то, что сквалан участвует в образовании псевдорегулярных структур. К этой же мысли приводит и наличие в нефтях нерегулярных изопреноидов типа 2,6,10,15-тетраметилалканов.

Ликопан также может рассматриваться как источник псевдорегулярных структур, таких, как 1,6,10,14тетраметилалканы С22 и С24.

В последние годы описан новый тип изопренанов, имеющих в качестве заместителя достаточно длинную алифатическую разветвленную цепь. Углеводороды этого строения представлены соединениями С20, С25 и С30 и отличаются изопентильным звеном. Присутствуют они в нефтях и в осадках. Родоначальник этой группы — 2,6,10- триметил-7- (3-метилбутил)додекан.

3.1.9. ТВЁРДЫЕ АЛКАНЫ

Твёрдые алканы нефти делятся на две группы – собственно парафины и церезины, различающиеся по кристаллической структуре, химическим и физическим свойствам.

Твёрдые алканы содержатся практически во всех нефтях, но в разных количествах. Парафины в нефтях находятся либо в растворенном, либо во взвешенно-кристаллическом состоянии.

137

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

содержанием других веществ (песчаник, нефтеобразные масла, смолы). Парафины и церезины имеют самое разнообразное применение. Огромная масса парафина расходуется в производстве свечей, в спичечной, бумажной, кожевенной, текстильной отраслях промышленности. Парафин применяется как загуститель в производстве пластичных смазок, является важной составной частью вазелина (и технического, и медицинского). Особенно большое значение приобрело производство из парафина синтетических жирных кислот и спиртов путём окисления кислородом воздуха.

3.1.10. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Алканы - малополярные и малореакционноспособные соединения. Для них характерны реакции замещения и крекинг, протекающие с разрывом связей С-Н и С -С, идущие по радикальному механизму, предполагающему гомолитический тип разрыва связи.

Эти процессы требуют больших энергетических затрат (высоких температур и облучения светом). Выход и состав продуктов во многом определяются относительной устойчивостью образующихся во время реакции радикалов. Устойчивость радикалов зависит от способности (возможности) свободного (неспаренного) электрона рассредоточиться по соседним связям С-С. Во время реакции в первую очередь

139

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

образуются более устойчивые радикалы, для которых требуется затратить меньшее количество энергии.

Aлканы вступают в реакции, протекающие по механизму радикального замещения, обозначаемого символом SR (англ. Substitution radicalic). Устойчивость радикалов увеличивается от первичного к вторичному и далее к третичному.

Основные химические превращения алканов идут только при сообщении им достаточно высокой энергии (за счёт нагревания или УФ-облучения). При этом может произойти или разрыв связи С-Н с последующей заменой атома водорода на другой атом или группу атомов (реакции замещения), или же разрыв молекулы по связи С-С (реакции расщепления).

Несмотря на то, что энергии этих связей равны соответственно: 376,8-410,3 и 314-368,4 кДж/моль, разрыв предпочтительнее идёт по связи С-Н. Это связано с большей доступностью связи С-Н для атаки химических реагентов.

Реакции окисления алканов. Эти процессы сопровождаются изменением степеней окисления атомов. Жесткое окисление углеводородов приводит к разрыву всех связей С-С и С -Н и сопровождается выделением большого количества тепла (экзотермическая реакция) и называется горением. Если окисление идет слишком быстро, оно может сопровождаться взрывом:

CnH2n+2 + (3n+1)O2→ nCO2 + (n+1)H2O

140

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 880 кДж

С8H18 + 12,5 O2 → 8CO2 + 9H2O + Q

Низшие газообразные гомологи – метан, этан, пропан, бутан – легко воспламеняются и образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Для предотвращения взрывов бытового газа в него добавляют одоранты (англ. Оdour – запах): небольшие примеси меркаптанов (R-SH). Меркаптаны являются крайне дурнопахнущими веществами, которые дают возможность вовремя обнаружить утечку газа. С увеличением молекулярной массы алканы загораются труднее. Вспомните, что газ на кухне (метан) загорается очень легко, а мазут или парафин поджечь довольно сложно. Процесс горения углеводородов широко используется для получения энергии (в двигателях внутреннего сгорания, в тепловых электростанциях и т.п.) и раньше для освещения (газовые рожки, парафиновые свечи).

В карбюраторных двигателях необходимо использовать бензин, пары которого устойчивы к детонации, то есть устойчивы к резкому сжатию в цилиндре. Количественной характеристикой стойкости к детонации является октановое число. Октановое число численно равно процентному (по объему) содержанию изооктана (октановое число которого принято за 100) в его смеси с н-гептаном (октановое число равно 0), эквивалентной по детонационной стойкости испытуемому топливу при стандартных условиях испытания.

Горение метана при недостатке кислорода происходит по уравнениям:

141

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Последняя реакция используется в промышленности для получения сажи из природного газа, содержащего 80-97% метана. Частичное окисление алканов при относительно невысокой температуре и с применением катализаторов сопровождается разрывом только части связей С–С и С–Н и используется для получения ценных продуктов: карбоновых кислот, кетонов, альдегидов, спиртов.

Например, при неполном окислении бутана (разрыв связи С2–С3) получают уксусную кислоту:

Важное промышленное значение приобрело каталитическое окисление высших алканов (С12-С25) с целью получения высших жирных спиртов и жирных кислот (ВЖС) (работы акад. С.С. Наметкина). Сырьём являются парафины, получаемые при депарафинизации нефтепродуктов:

KMnO4

CH3 (CH2)m CH2OH

CH3 (CH2)n CH3 100-1200

CH3 (CH2)m COOH

Образующиеся продукты используются для получения поверхностно-активных соединений, моющих средств, пластификаторов.

142

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Важное значение имеет реакция взаимодействия метана с водяным паром, в результате которой образуется смесь оксида углерода (II) с водородом – "синтез-газ":

CH4 + 0,5O2 800-9000 CO + 2H2

Эта реакция используется для получения водорода. Синтез-газ служит сырьем для получения различных углеводородов (метиловой спирт и др.).

Дегидрирование алканов. В присутствии катализатора при нагревании из алканов за счёт разрыва связи С-Н происходит отщепление атомов водорода, что приводит к образованию алкенов. Например, дегидрированием этана можно получить этилен:

В результате дегидрирования бутана образуется бутилен или бутадиен:

Образующаяся смесь изомерных бутиленов широко применяется для получения полимербензинов и в синтезе алкилатов, являющихся высокооктановыми компонентами бензинов.

Особенно важен процесс дегидрирования бутана с целью получения бутадиена, который необходим для синтеза каучуков:

143

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Дегидрированием изопентана, выделяемого из газового бензина и газов нефтепереработки, получают изопрен, также важный полупродукт для синтеза каучуков:

CH3

Дегидрирование низших алканов при очень высоких температурах приводит к образованию ацетилена (пиролиз метана):

2 CH4 1500 °C HCCH +3 H2

При нагревании алканов с большим количеством атомов углерода происходит дегидроциклизация – реакция дегидрирования, которая приводит к замыканию цепи в цикл.

Алканы с основной цепью, состоящей из 6 или более атомов углерода, также вступают в реакцию дегидроциклизации, но в этом случае образуются шестичленный цикл. В условиях реакции образующийся цикл подвергается дальнейшему дегидрированию и превращается в энергетически

144

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

более устойчивый бензольный цикл ароматического углеводорода (арена). Эти реакции лежат в основе процесса риформинга – переработки нефтепродуктов с целью получения аренов (ароматизация предельных углеводородов) и водорода. Превращение н-алканов в арены ведет к улучшению детонационной стойкости бензина.

Реакция изомеризации используется для повышения октанового числа бензинов.

Крегинг. Крекинг – высокотемпературный процесс (450700оС) разложения алканов с большой молекулярной массой в присутствии катализаторов, в результате которого образуется смесь насыщенных и ненасыщенных низкомолекулярных углеводородов (за счет разрыва связей С-С и С-Н).

145

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В процессе крекинга образуются углеводородные (алкильные) радикалы, превращения которых и определяют состав образующихся продуктов.

Рассмотрим возможные превращения алкильных радикалов на примере н-пентильного радикала, образование которого может явиться результатом термической диссоциации связи С-Н в н-пентане:

или связи С-С, например, н-декана:

Стабилизация свободного радикала, несущего неспаренный электрон, возможна за счет распада связей β (С-С) или β (С-Н).

Так, при распаде связи β (С-С) образуется пропильный радикал и этилен:

Распад связи β (С-С) пропильного радикала приводит к образованию этилена и метильного радикала, димеризация которого дает этан:

146

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

При распаде связи β (С-Н) имеет место диспропорционирование радикалов по схеме:

Возможна (но мало вероятна) димеризация радикалов:

Галогенирование алканов. Эта реакция идёт сравнительно легко с замещением атомов водорода в алканах на галогены. Из галогенов наиболее широко используется хлор, вследствие его доступности, дешевизны и высокой химической активности.

Как было установлено Н.Н. Семёновым, эта реакция протекает по радикально цепному механизму.

Молекулярный хлор под влиянием света расщепляется на атомный, который инициирует (начинает) радикальную реакцию; он отщепляет водород от метана, образуя радикал - метил и хлористый водород. Метильный радикал взаимодействует с молекулярным хлором и стабилизируется в первый продукт хлорирования метана - хлористый метил, который по аналогичной схеме подвергается дальнейшему хлорированию, образуя последовательно хлористый метилен, хлороформ и тетрахлорметан (четырёххлористый углерод):

Сl Cl Cl+ Cl

147

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

H3CH + Cl H3C + H Cl

Реакционная способность галогенов убывает в ряду:

F2<Cl2<Br2<I2

Наибольшее практическое значение имеет реакция хлорирования:

2-хлорпропан 1-хлорпропан

Механизм а) инициирование цепи

б) рост цепи

148

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

в) обрыв цепи

Реакции галогенирования сильно различаются по энергетическим характеристикам. Тепловые эффекты уменьшаются в ряду F2>Cl2>Br2>I2, причём особое место занимают процессы фторирования и йодирования.

При галогенировании алкановых углеводородов важное значение имеет направление атаки реагента, приводящее к образованию изомерных алкилгалогенидов. Состав изомеров определяется относительной подвижностью различных атомов водорода. Реакционная способность атомов водорода меняется в следующем ряду:

третичный > вторичный > первичный

При низких температурах реакция хлорирования протекает региоселективно. Региоселективная реакция –

149

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

реакция, в ходе которой химическим изменениям подвергается преимущественно одно из двух или нескольких положений молекулы, то есть избирательно по отношению к атомам водорода.

Относительная реакционная способность первичных, вторичных и третичных атомов водорода по отношению к хлору составляет 1:4:5. Выход продукта галогенирования зависит также от фактора вероятности замещения первичных, вторичных и третичных атомов водорода в углеводороде (их количества).

Если реакция хлорирования проводится при высокой температуре, то получается иное соотношение изомерных галогенопроизводных.

2-хлорпропан 1-хлорпропан

При 450°С реакционная способность первичных и вторичных связей С-Н одинакова (1:1). Региоселективность реакции при повышении температуры резко уменьшается, то есть радикал хлора реагирует неизбирательно по отношению к атомам водорода. Кроме этого происходит расщепление молекулы углеводорода.

Бромирование алканов происходит значительно более региоселективно (более избирательно) из-за меньшей активности бромирующего агента. Относительная реакционная способность первичных, вторичных и третичных атомов водорода составляет 1:100:200, поэтому, если требуется

150

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

получить третичный или вторичный галогеналкил, целесообразно проводить реакцию бромирования.

2-бромпропан 1-бромпропан

Имеются данные и о большем различии в относительной реакционной способности связей С-Н в реакции бромирования при других температурах.

Хлорпроизводные метана и других низших алканов являются хорошими растворителями жиров, синтетических смол и каучуков, нитро- и ацетилцеллюлозы. Их можно использовать и для очистки призабойной зоны нефтяных скважин от асфальто-смолистых и парафиновых отложений. Применяют также и при депарафинизации масел.

Хлорпроизводные алканов используют для получения спиртов, в том числе и высших спиртов:

C5H11Cl + KOH C5H11OH + KCl

При пропускании хлористого метила (или смеси его с хлорзамещёнными ароматическими углеводородами) над медно-кремниевым сплавом при 300 0С образуются алкил- и арилхлорсиланы:

151

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Алкил- и арилхлорсиланы являются исходным продуктом в синтезе кремнийорганических соединений, применяемых в производстве силиконовых жидкостей, консистентных смазок, смол и каучуков.

Хлороформ и четырёххлористый углерод используют для получения хлорфтор- и фторпроизводных:

CCl4 + HF → CCl2F2,

которые, применяют в качестве хладоагентов - фреонов.

Полностью фторированные алканы применяют в качестве инертных теплоносителей, в производстве полимеровфторопластов.

Хлорирование твёрдых парафинов осуществляют для получения присадок, понижающих температуру застывания масел (депрессорные присадки).

Нитрование (реакция М.Коновалова). Нитрование алканов осуществляют с помощью азотной кислоты при температуре 200-450 0С. Нитрование всегда сопровождается частичным разложением углеводородов, что приводит к получению нитросоединений с меньшим числом атомов углерода. Из пропана таким путём помимо 1- и 2-нитропропанов образуются нитроэтан и нитрометан:

CH3 CH2 CH2 NO2

CH3 CH CH3

CH3CH2 NO2 СH3 NO2

152

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Нитрометан, нитроэтан, нитропропан являются хорошими растворителями эфиров целлюлозы, полимеров, лаков. Они могут применяться в качестве добавок, снижающих температуру самовоспламенения дизельных топлив.

Восстановлением нитроалканов в кислой среде можно получить амины:

Амины используют для получения ингибиторов коррозии, поверхностно-активных веществ, для очистки газов от сероводорода.

Сульфирование. При слабом нагревании дымящая серная кислота сульфирует алканы, т. е. атом водорода в них замещается на сульфогруппу:

RH + H2SO4 R SO3H + HCl

Врезультате образуются алкансульфокислоты.

Сульфохлорирование. При действии на алканы смеси сернистого газа и хлора идёт реакция сульфохлорирования:

R H + SO2 + Cl2 УФ R SO2Cl + HCl

Сульфохлориды легко гидролизуются до сульфокислот:

R – SO2Cl + H2O → R – SO3H

Взаимодействием сульфохлоридов с избытком аммиака получают сульфамиды:

RSO2Cl + NH3RSO2NH2 + HCl

153

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Сульфокислоты могут быть получены также и реакцией сульфоокисления:

Алкансульфокислоты образуют со щелочами соли – сульфонаты:

R SO3H + NaOH RSO3Na + H2O

Сульфонаты и сульфамиды с 12-18 и выше атомами углерода, получаемые на основе жидких парафинов, выделяемых из дизельных фракций, служат в качестве поверхностно-активных и моющих веществ, эмульгаторов нефти и флотационных реагентов.

3.2. ЦИКЛОАЛКАНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (НАФТЕНЫ) 3.2.1. СОДЕРЖАНИЕ ЦИКЛОАЛКАНОВ В НЕФТЯХ

Циклоалканы относятся к основным компонентам нефти. Они находятся в нефти в преобладающем количестве. В некоторых нефтях их количество доходит до 75-80%.

Циклоалканы содержатся во всех нефтях и во всех нефтяных фракциях. С увеличением температуры кипения нефтяной фракции их количество увеличивается. Но уже в высококипящих нефтяных остатках их становится меньше. В нефти содержатся в основном пяти- и шестичленные циклоалканы, которые названы нафтенами.

В отличие от других углеводородов нафтены впервые обнаружены в самой нефти. В 80-х годах ХХ века В.В. Марковников и Н.Д. Зелинский выделили из бакинской нефти углеводороды ряда СnH2n, обладающие свойствами насыщенных соединений. В результате исследований было

154

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

установлено, что основная масса нафтенов состоит из гомологов циклопентана и циклогексана. Число циклов в нафтенах может быть от 1 до 5. Они обычно содержат короткие или длинные алкильные радикалы. Моноциклические нафтены с длинной боковой цепью термодинамически менее устойчивы, чем замещённые двумя или тремя более короткими радикалами.

Распределение их по фракциям определяется составом нефтей и температурами кипения фракций. Так моноциклические нафтены содержатся во фракциях до 350 °С, бициклические – во фракциях от 160 до 500 °С, причём количество их убывает после 400 °С. Трициклические нафтены находятся во фракциях выше 350-400 °С. Нафтеновые углеводороды составляют значительную часть высококипящих фракций нефти.

Относительное концентрационное распределение нафтенов в зависимости от числа циклов в молекуле называется нафтеновым паспортом. Характер нафтеновых паспортов нефтей разнообразен. Например, в нефтях Южного Каспия преобладают би- и тетрациклические нафтены, в отличие от нефтей других регионов. Общей закономерностью нафтеновых паспортов является преобладание моно- и бицикланов над остальными нафтеновыми углеводородами. В среднем для большинства нефтей содержание моно- и бицикланов составляет 50-60 % от суммы нафтенов, а доля пентациклических структур не превышает 10 %. Основное различие нафтеновых паспортов нефтей проявляется в соотношении моно- и бицикланов. Есть нефти с примерно одинаковым содержанием этих углеводородов, а также с преобладанием моноцикланов над бицикланами. В нефтях с низким содержанием н-алканов обычно бицикланы преобладают

155

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

над моноцикланами. Как правило, концентрация полициклических нафтенов снижается с увеличением числа циклов в молекуле.

Моноциклические нафтены, содержащие от пятидо восьми атомов углерода в молекуле, сосредоточены в основном во фракции н.к. – 125 °С. Содержание углеводородов ряда циклопентана в ней от 14,5 % до 53 % (сибирская нефть) 36,5 % (бакинская нефть) и циклогексанов – от 14 % (сургутская нефть) до 36,5 % (бакинская нефть).

Содержание самого циклопентана в нефтях незначительно: максимально 3 %, а содержание циклогексана составляет от 1 % до 18 %. В большем количестве представлены метилциклоалканы, обладающие меньшей свободной энергией и термодинамически более устойчивые. Так, содержание метилциклогексана во фракции н.к. – 125 °С составляет 36-50 %.

Среди ди- и тризамещённых цикланов преобладают 1,3- диметил-, 1,1,3-триметилциклопентаны, 1,2-диметил-, 1-метил- 3-этил-, 1,1,3-триметилциклогексаны. Это можно объяснить исходя из основного принципа конформационного анализа — минимального отталкивающего взаимодействия несвязанных атомов. В данном случае относительная термодинамическая устойчивость стереоизомеров определяется энергией взаимодействия атомов в замещающих (метильных и этильных) радикалах, т.е. зависит от взаимного пространственного расположения радикалов.

Во фракции С9 содержится реликтовый углеводород

(1,1,3-триметилциклогексан) – продукт деструкции каротиноидов.

156

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Идентифицированы гомологи 1,1,3-триметил-2- алкилциклогексана состава С10-С24:

Обнаружен также нафтен с изопреноидной цепью состава С40.

В тяжёлых фракциях нефти (400-550 °С) содержатся нафтены сложной структуры. Они имеют бициклическое строение.

Бициклические нафтены бывают мостикового, конденсированного, сочленённого, изолированного типов строения.

В ряде нефтей обнаружены бицикланы и их метильные и диметильные гомологи:

157

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Среди бицикланов С8-С10 в наибольших количествах содержатся углеводороды ряда бицикло[3.2.1] октана и особенно бицикло[3.3.0]октана. Содержание бицикланов ряда пенталана — бицикло[3.3.0] октанов — составляет более 40 % от бицикланов С9-С10.

В нефтях наиболее распространены бициклические углеводороды, имеющие конденсированные кольца, затем идут углеводороды мостикового строения и сочлененные углеводороды.

Сесквитерпановые углеводороды С11-C16 —

полиметилзамещённые декалины — это углеводороды

158

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

реликтового характера (16-22). Сочленение колец везде транс-. Ориентация метильных и этильных заместителей при С=2 и С=3 всегда экваториальная:

Трициклические нафтены в зависимости от расположения колец бывают трёх типов – мостикового типа, с конденсированной системой колец и смешанные. К числу чисто мостиковых углеводородов относится трицикло(3,3,1,13,7) декан-адамантан – С10Н16.

Адамантан впервые был выделен из чехословацкой нефти в 1933 году, затем получен и в других странах. Этот углеводород образует кристаллы в форме октаэдров с температурой плавления 270 °С, способные возгоняться уже при комнатной температуре. Плотность адамантана необычно велика для насыщенного углеворода и составляет 1,07 при

159

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

20 °С. Адамантан построен из трёх конденсированных циклогексановых колец в конформации кресла. Расположение углеродных атомов в такой структуре очень близко к их взаимному расположению в кристалле алмаза. Этому сходству адамантан обязан своим названием («адамант» по-чешски — алмаз). Содержание адамантана в нефтях невелико: 0,004- 0,01 %. Во фракции 200-225°С идентифицировано 24 алкилиадамантана состава С11-С14, содержащих метильные и этильные заместители. Общее содержание алкиладамантанов составляет 0,02 % от состава нефти. Некоторые функциональные производные адамантана обладают биологической активностью и используются в качестве противовирусных лекарственных средств (ремантадин, мидантан), а также проявляют активность при лечении болезни Паркинсона. Адамантан и его производные являются ценным исходным сырьём для получения полимерных композиций, термостабильных добавок к смазочным маслам и других технически важных продуктов.

Нефтяные трицикланы С11-С12 являются в основном (проадамантановыми углеводородами) предшественниками адамантана. В нефти обнаружены:

160

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

К трициклическим углеводородам нефти относятся также пергидрофенантрены (С12-С26), которые найдены в значительных количествах во фракциях 300-420 °С.

Внефтях были определены насыщенные углеводороды со структурой пергидрохризена.

Внефтях и конденсатах во фракции 300-550°С обнаружена группа насыщенных тетрациклических

углеводородов С19Н32, по строению являющихся

дитерпеноидами.

Кроме тетрациклододекана в нефти обнаружен пентациклотетрадекан (конгрессан). В нефти и других каустобиолитах был обнаружен ряд аналогов циклических

161

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

политерпенов – дитерпены С20. Среди пентациклических тритерпеноидов следующие:

В нефти найдены и другие тетрациклические структуры C19-С23, у которых в основе тетрациклического ядра лежит система циклопентанопергидрофенантрена. Эти соединения принадлежат к стеранам.

Стераны и гопаны — важнейшие реликтовые углеводороды нефтей. В отличие от природных биологических соединений, стераны нефтей стереохимически и структурно преобразованы. Стераны в условиях диа- и катагенеза в земной коре претерпевают сложное постепенное изменение конфигурации нескольких хиральных центров, что является важным при прогнозировании наличия залежей нефти в определенном регионе.

Исследование полициклических насыщенных углеводородов С27 и выше, имеющих углеродный скелет стероидов и тритерпеноидов, несет важную информацию благодаря связи этих продуктов с биологическими предшественниками (хемофоссилии). Тетрациклоалканы состава С27-С30 принадлежат к стеранам, а пентациклоалканы, содержащие от 27 до 35 атомов углерода,— к тритерпанам ряда гопана.

162

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Структурные формулы нефтяных тритерпанов, стеранов, перегруппированных стеранов:

163

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Согласно номенклатуре сплошной линией обозначены связи С-Н, расположенные над плоскостью молекулы, а расположенные ниже — штриховой, волнистыми линиями — связи С-Н тех хиральных центров, где реально возможна эпимеризация.

Происхождение стеранов (гидрированных стеринов) связывают со стероидами. Стероиды различаются характером заместителей (они могут содержать гидроксильную, кетонную и другие группы) и строением тетрациклического ядра. Гидрированные стерины могли образоваться из стероидов в результате ряда химических превращений, среди которых существенную роль должно было играть восстановление. Именно биологическое происхождение этих стеринов позволило рассматривать их как биологические «метки», а результаты исследования стеринов связать с общими вопросами происхождения нефти.

В высших фракциях нефти могут присутствовать моноциклические полиметиленовые углеводороды с 28 атомами углерода в цепи (в нескольких цепях). При близких молекулярных массах и одинаковой температуре перегонки тяжёлые нефти характеризуются содержанием циклоалканов с большим числом циклов, чем легкие.

Высшие фракции нефти содержат в основном би- и трициклические углеводороды, замещённые одной или несколькими короткими цепями.

Строение циклоалканов первой группы (с шестичленными кольцами) может быть отражено следующими формулами:

164

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Соединения первых трех типов преобладают. Для пятичленных циклоалканов (вторая группа), приведённых ниже, характерно наличие конденсированных колец:

Здесь также наблюдается преобладание структур первых трёх типов.

Мостиковые высокомолекулярные циклоалканы являются производными бицикло[3.2.1]октана, бицикло[2.2.2]октана, адамантана:

165