Cyklické nasycené uhlovodíky: jak jsou vyráběny. Cykloalkany

V článku se zaměříme na přípravu cykloalkanů a jejich strukturu. Pokusme se vysvětlit charakteristické vlastnosti těchto látek na základě vlastností jejich struktury.

Struktura

Nejprve je třeba analyzovat strukturu uvedené třídy organických uhlovodíků. Všechny cyklické sloučeniny jsou rozděleny na heterocyklické a karbocyklické sloučeniny.

Druhá skupina má uvnitř uzavřeného cyklu tři atomy uhlíku. Heterocyklické sloučeniny kromě uhlíku ve svých molekulách také obsahují atomy síry, kyslíku, fosforu a dusíku.

Existuje rozdělení karbocyklických sloučenin na aromatické a alicyklické látky.

Alicyklické látky

Patří sem cykloalkany. Chemické vlastnosti a výroba těchto látek jsou přesně určeny uzavřenou povahou struktury této skupiny uhlovodíků.

Alicyklické nazývaly látky, které mají jeden nebo více cyklů nearomatické povahy. Příprava a použití cykloalkanů se zvažuje z hlediska jejich vztahu k alicyklickým sloučeninám.

Klasifikace

Nejjednodušším zástupcem této skupiny uhlovodíků je cyklopropan. Ve své struktuře existují pouze tři atomy uhlíku. Zástupci tohoto homologní série jsou volány navíc a parafín. Podle jejich chemických a fyzikálních vlastností jsou podobné omezující uhlovodíky. Molekuly obsahují jednoduché vazby tvořené hybridními orbitály. U cykloalkanů je typ hybridizace sp3.

Celkové složení třídy je vyjádřeno vzorcem CHH2n. Tyto sloučeniny jsou mezioblasti izomerů ethylenových uhlovodíků.

Podle současné mezinárodní substituční nomenklatury, když jsou pojmenováni zástupci této třídy, se předpona "cyklo" přidává k odpovídajícímu uhlovodíku v počtu atomů. V tomto případě se například získá cyklohexan, cyklopentan. Racionální nomenklatura poskytuje názvy pro počet uzavřených methylenových skupin CH2. Kvůli tomu bude cyklopropan označován jako trimethylen a cyklobutan-tetramethylen.

Pro tuto třídu organických látek je charakteristická strukturní izomerie, která se vztahuje k počtu atomů uhlíku v cyklu, stejně jako optická izomerie.

Možnosti vzdělávání

Nyní zvážíte, jak dochází k příjmu. Cykloalkany mohou být získány několika způsoby, v závislosti na tom, který výchozí materiál je zvolen pro chemickou konverzi. Budeme analyzovat hlavní varianty syntézy parafinů.

Takže, jaký je jejich příjem? Cykloalkany tvořen cyklizací diagalogenproizvodnyh nasycených uhlovodíků. Podobně chemicky vyrobené čtyř a tříčlenný kruh. Například cyklopropan. Uvažujme jeho příprava - cykloalkany, které jsou první zástupci homologické řady jsou vytvořeny působením kovového hořčíku nebo zinku digalogenproizvodnuyu odpovídající alkan.

A jak můžeme tvořit pětičlenné a šestičlenné cyklické sloučeniny, jak se získají? Cykloalkany s takovým množstvím uhlíkových atomů ve struktuře jsou obtížné vytvořit, protože v důsledku konformace bude problém s cyklizací molekuly. Tento jev je vysvětlen volnou rotací vazby C-C, která podstatně snižuje pravděpodobnost získání cyklické sloučeniny. K vytvoření těchto cykloalkanů jsou výchozím materiálem 1,2- nebo 1,3-dihalogenové deriváty odpovídajícího alkanu.

Mezi způsoby syntézy parafinů také rozlišujeme proces dekarboxylace dikarboxylové kyseliny a soli. Pěti- a šestičlenné cykloalkany se získají intermolekulární kondenzací.

A mezi speciálními způsoby jejich tvorby je třeba poznamenat reakci alkenů a karbenů, redukci derivátů cyklo-sloučenin obsahujících kyslík.

Chemické vlastnosti

Všechny možné způsoby získání cykloalkanů a jejich interakce jsou určeny vlastnostmi chemické struktury. Vzhledem k přítomnosti cyklické struktury mezi základními chemickými vlastnostmi cykloalkanů rozlišujeme reakce přidávání vodíku (hydrogenace) a jeho eliminaci (dehydrogenace).

K provádění těchto reakcí se používá katalyzátor, v jehož role platina, palladium může působit. Interakce probíhá při zvýšené teplotě, její velikost závisí na velikosti cyklu. Pokud je molekula cyklického uhlovodíku vystavena UV záření, může se provést chlorační reakce (přidání chloru).

Stejně jako všichni zástupci organických sloučenin je cykloalkan schopen vstoupit spalovací reakce, tvorba po interakci s oxidem uhličitým, vodní párou. Tato reakce se týká exotermických procesů, protože je doprovázena uvolněním dostatečného množství tepla.

Závěr

Parafiny jsou uzavřené uhlovodíkové sloučeniny vytvořené z dihalogenovaných derivátů alkanů nebo jiných organických sloučenin. Zvláštnosti jejich struktury určují základní chemické vlastnosti cykloalkanů, oblast jejich aplikace. Používají se hlavně v organické syntéze pro výrobu organických látek obsahujících kyslík.