Циклични засићени угљоводоници: како се производе. Циклоалкани

У чланку ћемо размотрити припрему циклоалкана и карактеристике њихове структуре. Покушајмо да објаснимо карактеристична својства ових супстанци, на основу карактеристика њихове структуре.

Структура

Прво, анализирајмо структуру названог слоја органских угљоводоника. Сва циклична једињења су подељена на хетероцикличне и карбоцикличне врсте.

Друга група има три атома угљеника унутар затвореног циклуса. Хетероциклична једињења, поред угљеника, у својим молекулима садрже и атоме сумпора, кисеоника, фосфора, азота.

Постоји подела карбоцикличних једињења у ароматичне и алицикличне супстанце.

Алицикличне супстанце

То укључује циклоалкане. Хемијска својства и производња ових супстанци се прецизно утврђују затвореном природом структуре ове класе угљоводоника.

Алициклич се односи на оне супстанце које имају један или више неароматичних циклуса. Припрема и употреба циклоалкана се узимају у обзир њихов однос према алицикличким једињењима.

Класификација

Најједноставнији представник ове класе угљоводоника је циклопропан. У својој структури постоје само три атома угљеника. Представници ове хомологне серије названи су, поред тога, парафин. По својим хемијским и физичким својствима су слични ултимативним угљоводоницима. Молекули садрже поједине везе формиране хибридним орбиталима. Код циклоалкана врста хибридизације је сп3.

Укупни састав класе изражен је формулом ЦХХ2н. Ова једињења су међузависни изомери етиленских угљоводоника.

Према савременој међународној номенклатури замене, када се именују представници ове класе, префикс "цикло" се додаје у одговарајући угљоводоник у броју атома. У овом случају, на пример, добија се циклохексан, циклопентан. Рационална номенклатура даје имена за број затворених метиленских група ЦХ2. Због тога ће циклопропан назвати триметилен, а циклобутан - тетраметилен.

За ову класу органских супстанци карактерише структурни изомеризам, који се односи на број атома угљеника у циклусу, као и на оптички изомеризам.

Образовне опције

Сада размислите како се догоди пријем. Циклоалкани се могу добити на неколико начина, зависно од тога који је почетни материјал изабран за хемијску конверзију. Анализирали бисмо главне варијанте парафинске синтезе.

Па, какав је њихов пријем? Циклоалкани се формирају циклизацијом дихалогенских деривата крајњих угљоводоника. Сличном хемијском методом формирају се четворочински и трочлански прстенови. На пример, циклопропан. Размотримо детаљније његову припрему: циклоалкани, који су први представници дате хомологне серије, настају акцијом металног магнезијума или цинка на дихалогенском деривату одговарајућег алкана.

И како можемо формирати петочлана и шесточлана циклична једињења, како се добијају? Циклоалкани са таквом количином угљеникових атома у структури је тешко стварати, јер ће због конформације бити проблем са циклизацијом молекула. Ова појава се објашњава слободном ротацијом везе Ц-Ц, која значајно смањује вјероватноћу добијања цикличног једињења. За формирање ових представника циклоалкана, полазни материјали су 1,2- или 1,3-дихалоген деривати одговарајућег алкана.

Међу методама синтезе парафина, такође се разликују процес декарбоксилације дикарбоксилних киселина и соли. Пет- и шестчленски циклоалкани се добијају интермолекуларном кондензацијом.

А међу посебним методама за њихово формирање примећујемо реакцију између алкена и карбена, редукцију деривата цикло-једињења који садрже кисеоник.

Хемијска својства

Сви могући начини добијања циклоалкана и њихове интеракције одређени су карактеристикама хемијске структуре. С обзиром на присуство цикличне структуре, међу основним хемијским својствима циклоалкана, разликујемо реакције додавања водоника (хидрогенације), његову елиминацију (дехидрогенацију).

Да би се извршиле реакције, користи се катализатор, у чијој је улози платина, може деловати паладијум. Интеракција се врши на повишеној температури, његова величина зависи од величине циклуса. Када је циклични молекул угљоводоника изложен УВ зрачењу, могуће је извршити реакцију хлорирања (додавање хлора).

Као и сви представници органских једињења, циклоалкан је у могућности да уђе у реакцију сагоревања, формирајући после интеракције угљен-диоксид, водена пара. Ова реакција се односи на егзотермичне процесе, јер је праћено ослобађањем довољне количине топлоте.

Закључак

Парафини су затворена угљоводонична једињења формирана из дихалогенираних деривата алкана или других органских једињења. Карактеристике њихове структуре одређују основне хемијске особине циклоалкана, поље њихове примјене. Користе се углавном у органској синтези за производњу органских супстанци кисеоника.