虽然正己烷和环己烷具有相同数量的碳原子,但是前者为链结构、后者为环结构。正己烷和环己烷热裂解之间的差异,表明了链、环结构对反应途径的影响。
在正己烷和环己烷热裂解中,初始C-C键断裂和自由基形成不同。环己烷中C-C键的均裂反应涉及开环和异构化,从而形成1-己烯,随后1-己烯的分解产生自由基。
这一过程比正己烷热裂解更为复杂,正己烷热裂解通过C-C键的均裂直接产生自由基。与正己烷热裂解相比,环己烷热裂解的C-C键断裂和自由基形成更困难,导致其转化率较低、活化能较高。
环己烷的单分子裂解和夺氢反应产生1-己烯和环己基自由基,这对异丁烯、顺-2-丁烯、1,3-丁二烯和芳烃的形成有积极贡献。
正己烷的单分子裂解和夺氢反应产生了简单的烷基自由基,如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基,它们很容易转化为轻烷烃和烯烃。因此,环己烷热裂解对异丁烯、顺-2-丁烯、1,3-丁二烯和芳烃具有更高的选择性,而正己烷热裂解对甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯和1-丁烯具有更高选择性。
与正己烷相比,正庚烷具有相同的链结构,但碳链较长。正己烷和正庚烷热裂解的差异表明了链长对反应路径的影响。
在正己烷和正庚烷热裂解中,初始C-C键断裂和自由基形成相似。与正己烷热裂解相比,正庚烷热裂解得到了相似的乙烷和丙烷选择性,而甲烷选择性较低,表明反应网络中夺氢反应的贡献较小。然而,在正庚烷热裂解中观察到较高的转化率和较低的活化能。推断出正庚烷中C-C键均裂比正己烷中更容易,即链长的增加削弱了链烷烃中C-C的裂解能。
在正己烷热裂解中,C3-C4键的均裂产生两个丙基自由基,这有利于通过β-断裂形成丙烯和甲烷。因此,正己烷和正庚烷热裂解产物分布的显著差异在于前者对甲烷和丙烯的选择性更高。
与环己烷相比,甲基环己烷具有相同的环结构,但有一个额外的甲基。环己烷和甲基环己烷热裂解之间的差异,暗示了甲基对反应路径的影响。