НАСЫЩЕННЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
НАСЫЩЕННЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ (ЦИКЛОАЛКАНЫ)
Можно представить случай, когда sр3 -гибридные атомы углерода на концах углеродной цепи связаны между собой s-связью и, таким образом, замыкают цепь в кольцо. Для образования кольца требуется как минимум три атома углерода. Циклоалканы – предельные углеводороды, в которых углеродная цепочка имеет циклическое строение. Циклоалканы представляют собой циклы, состоящие из нескольких метиленовых – СН2 – групп; эти углеводороды называются полиметиленовыми. Основоположником химии циклических соединений является В.В. Марковников. По его предложению эти соединения часто называют нафтенами (что связано с выделением ряда их представителей их нефти). Общая формула циклоалканов СnH2n.
Номенклатура циклоалканов
Названия отдельных представителей этого гомологического ряда образуют прибавлением приставки “ цикло ” к названию соответствующего алкана.
Физические свойства циклоалканов
Циклопропан и циклобутан при обычной температуре – газы, циклопентан и циклогексан – жидкости, высшие представители – твердые вещества.Физические свойства циклических соединений сходны со свойствами соответствующих ациклических углеводородов, хотя температуры кипения и плотности циклических соединений немного выше. Циклические углеводороды – неполярные или малополярные соединения, нерастворимы в воде, растворимы в органических растворителях.
Способы получения циклоалканов
1. Природные источники
Такие циклоалканы как циклопентан и циклогексан и их замещенные, в большом количестве содержатся в некоторых видах нефти, например, кавказской.
2. Дегалогенирование дигалогенпроизводных угдеводородов
СН2 – СН2 – Cl CH2 – CH2 ½ + 2Na ® ½ ½ + 2NaCl CH2 – CH2 – Cl CH2 – CH2 1,4-дихлорбутан циклобутан
3. Гидрирование ароматических углеводородов
Химические свойства циклоалканов
1. Основные реакции - реакции замещения атомов водорода
Н2С ¾ СН2 Н2С ¾ СН2 /\ 3000С / \ Н2С СН2 + Br2 ¾® Н2С СН – Br + HBr \ / \ / СН2 СН2 циклопентан бромциклопентан
2. Реакции окисления
2.1. Полное окисление - горение
С6Н12 + 9О2 ® 6СО2 + 6Н2О
2.2. Частичное окисление циклогексана
При окислении азотной кислотой кольцо циклогексана разрывается и образуется адипиновая кислота:
СН2 / \ Н2С СН2 ç ç + 3[О] ¾® О = С – (СН2)4 – С = О + Н2О Н2С СН2 ½ ½ \ / ОН ОН СН2 циклогексан адипиновая кислота
Адипиновая кислота широко используется при получении различных полимеров. 3. Особенности реакций малых циклов
Циклопропан и циклобутан обладают наибольшей энергией напряжения, и поэтому при определенных условиях возможен разрыв цикла. Эти вещества вступают в реакции присоединения, однако протекают они труднее, чем у алкенов.
3.1. Гидрирование
СН2 800С / \ + Н2 ¾® СН3 – СН2 – СН3 Н2С – СН2 циклопропан пропан
3.2. Галогенирование
Н2С – СН2 ½ ½ + Cl2 ® ClCH2 – CH2 – CH2 – CH2Cl Н2С – СН2 циклобутан 1,4-дихлорбутан
3.3. Гидрогалогенирование
СН2 / \ + НI ¾® СН3 – СН2 – СН2I Н2С – СН2 циклопропан 1-иодпропан
Применение циклоалканов Циклогексан используется в различных органических синтезах, а также как растворитель. Циклопропан и его фторпроизводные используются в медицине для ингаляционного наркоза.
|
