kémiai tulajdonságok
A neve „cyclo”, mondja a kapcsolat tulajdonságait. Ami a alkánok, cikloalkánok tipikus szabad gyökös szubsztitúciós reakciók. Ciklohexán klórozása a fény vezet mono-, hogy per-szubsztituált hexaklór-ciklohexán.
A következő konkrét reakció cikloalkánok. A reaktivitás ezen osztályának szerves anyagok alapvetően függ a gyűrű méretét. Általában cikloalkánok vannak 4 csoportba osztjuk:
· Nagy ciklus (> 12).
Kezdve ciklopentán cikloalkánok, nem tapasztaltunk semmilyen jellemzői a kémiai viselkedést.
Egyébként a kis gyűrű. Ciklopropán és homológjai lép az addíciós reakció. Ők beszélnek „telítetlenség kis ciklus.”
A katalitikus hidrogénezés, brómozást a fény és a reakciót a hidrogén-haiogenidek vezet származékok propán. Szabadgyök klórozás szubsztituciós termék. Egyéb addíciós reakciók ott.
Ciklobután hidrogénezett lényegesen nehezebb, súlyosabb körülmények között.
Magyarázat a rendelkezésre álló tények különböző fenntarthatóságát ciklus különböző méretű készítette Bayer AG (München). 1885-ben azt javasolta, az elmélet a stressz. Ma már részben elutasították, de részben lehet használni.
A. Bayer észrevette, hogy cikloalkánokból kötésszöget eltérni a szabványos értékek, ami komoly feszültségeket hoznak létre a hurok.
Bayer kifejezve szögletes fele cikloalkánok feszültség különbség vegyérték szög és a belső szöge a sokszög. For ciklopropán:
Ferde feszültség ciklobutánok - 9 44 'a ciklopentán - 0 44 o' ciklohexán - -5 16 'tsiklogeptane - -9 mintegy 33'. Továbbá a növekvő mérettel a ciklus, a feszültség növekszik. A XIX században tisztában volt telítetlen kis ciklusok, a stabilitást a szokásos ciklusok és a nagy ciklusok nem érkezett. Azt hitték, hogy nem lehet őket beszerezni a nagy szögletes törzs. Sőt, csak nem tudom, hogyan kell szintetizálni.
Kaland ciklusokban növekedéséhez vezet az energia (kevesebb stabilitás) molekula. Energia cikloalkánokból nagyon kényelmes összehasonlítani őket egy nagyon pontos meghatározása fűtőérték. Sőt, nem abszolút értelemben, és az égéshője per CH2 -LINK. A nagyobb érték nagyobb energiát.
A égéshőjének cikloalkánok
Amint táblázatból látható. 1, az égés energiája cikloalkánok kezdve ciklopentán, közel a értékeket az energia nyílt láncú származékok hiányzik feszültség sarokban. A ciklopropán és a ciklobután igazán energiában gazdag. Tekintsük a példát a szerkezet a ciklo-ciklohexán. Bayer szögletes feszültség ciklohexánban, mint ciklopentán, bár egy igazi molekulában ciklohexán sarokban nincs feszültség. Minden sarkok szabványos értékek, szénatomok nem egy síkban (a Bayer lapos érezte az összes ciklus). Kiderült, hogy van két konformációban ciklohexán, nem szögletes stressz - „fürdő” ( „hajó”) és a „szék”.
Ábra. 16.1. Konformáció „fürdő” és a „szék” ciklohexán
Ezek egyenetlen konformáció energiát. Az Aa „fürdőkád” flagshtokovye hidrogénatomok túl közel vannak egymáshoz. Ezek taszítja torzító a fürdő. Ezen kívül a csoport fedélzetén „csónak” kifejezés háttérbe szorította felépítésű. Az ilyen csoportok hajlamosak nyírófeszültséget megy a fékezett felépítésű. Minden együtt, ez vezet a kialakulása egy csavar -conformation, hogy stabil „fürdő” 1,5 kcal.
Ábra. 16.2. twist konformációja ciklohexán
A konformáció a „szék” nem flagshtokovye hidrogénatom és taszítás. Továbbá, az összes CH2 -csoporttal gátlódik konformációja, amely egy energia nyereség. Konformáció "szék" 5,5 kcal / mol stabilabb twist -conformation és 7 kcal / mol - "fürdő".
A konformáció „szék” 6 hidrogénatomok merőleges síkja a gyűrű, és az úgynevezett axiális (a-), és a másik 6 is közel van ehhez a feltételes egyenlítői síkhoz és nevezett (e-). Ha kicseréli az egyik hidrogénatomot az alkil vagy bármely funkciós csoport, ez lehet az ekvatoriális vagy axiális helyzetben. Szobahőmérsékleten van egyetlen ciklohexán helyett két izomer. Ennek az az oka - gyors hurok inverzió, mint amelynek eredményeként a metil-csoport axiális válik ekvatoriális.
Ábra. 16.3. inverzió metil-
Ciklopentánl Bayer gyakorlatilag nincs szögletes törzs. Azonban még nem létezik egy sík formában, egy sík-molekula összes hidrogénatomok lesz a háttérbe szorította konformációban, így a jelölt torziós stressz. Energetikailag kedvezőbb létezését ciklopentán, mint egy úgynevezett „boríték”, amelyben a szénatom 4 egy síkban vannak, míg az ötödik hagyja.
Ábra. 16.4. Konformációs változások ciklopentánt
Ciklobután is nem egy síkba eső, ez jelenti a két egyenlő oldalú háromszög csatlakozott az egyik oldalon, és rendezett különböző síkokban. Kilépés Ok két szénatom a sík minden ugyanazon metilén csoportok háttérbe szorította konformációban, amely energetikailag kedvezőtlen.
Ábra. 16.5. Konformációs változások ciklobután
A ciklopropánokat szénatomok nem található különböző síkokban (a pályája három pont - sík). Molecule lehet mutatni, mint egy egyenlő oldalú háromszöget. Azonban a kísérleti adatok azt mutatják, hogy a ciklopropán úgy viselkedik, mintha az a szög között C-C kötés körülbelül 102. Lehetetlen elképzelni, hogy egy szabályos háromszög, melynek belső szögek nem egyenlő 60 °.
A átfedése atomi pályák egy molekulában hibridizált ciklopropán ábrán látható. 16.6. Mint látható, a kapcsolat nem alakult ki egy összekötő vonal a központok az atomok. Az ilyen kapcsolatok úgynevezett „banán”, vagy ívelt. Szerint a jellemzőit, az általuk elfoglalt egy köztes helyzetben az S- és p-kapcsolatok. Ez a tény magyarázza, részlegesen telítetlen ciklopropán.
Ábra. 16.6. A átfedése atomi pályák egy molekulában a ciklopropán
Néhány aliciklusos származékokat széles körben használják az iparban. Ez elsősorban vonatkozik ciklohexán. A kiindulási anyagot a szintézis a ciklohexanon űrtartalom terméket kapunk az iparban a rendelkezésre álló fenolt.
Katalitikus hidrogénezés fenol vezet keverékét ciklohexanol és ciklohexanon, amelyek, elkülönítés nélkül, oxidáljuk, így ciklohexanon.
A két fő felhasználási ciklohexanonból:
1. A jelenlétében oxidáló ciklohexanon könnyen átalakíthatjuk adipinsav, amelyet azután bevezetjük egy polikondenzációs reakcióval hexametilén termelni nejlon:
2. A reakciót ciklohexanon hidroxil vezet ciklohexanon-oxim. Az utóbbi, az intézkedés alapján a kénsav megy keresztül Beckmann-átrendeződéssel, fordult kaprolaktám, amely hidrolizálva a e-amino-kapronsavat. Polikondenzáció amino-kapronsav vezet Capron.
A sorozatból az aliciklusos telítetlen vegyületek kell említeni egy anyag - 1,3-ciklopentadiént. Ez az anyag akkor tekinthető szakaszban aromás szénhidrogének. Itt meg kell jegyeznünk a következőket:
· Ciklopentadién dimerként létezik, amely képződik a Diels-Alder reakció. A dimer ciklopentadiénnek desztillált.
· -cikiopentadién rendkívül könnyen ad proton (mutat magas savtartalma), ami nem jellemző a szénhidrátok (ennek okait lesz szó a következő fejezetben).