Циклични наситени въглеводороди: как се произвеждат. циклоалкани

В статията ще разгледаме подготовката на циклоалкани и характеристиките на тяхната структура. Нека се опитаме да обясним характерните свойства на тези вещества въз основа на характеристиките на тяхната структура.

структура

Първо, нека анализираме структурата на посочения клас органични въглеводороди. Всички циклични съединения са разделени на хетероциклени и карбоциклични видове.

Втората група има три въглеродни атома в затворения цикъл. Хетероциклените съединения, в допълнение към въглерода, в техните молекули също съдържат атоми на сяра, кислород, фосфор, азот.

Има разделение на карбоцикличните съединения в ароматни и алициклични вещества.

Алициклични вещества

Те включват циклоалкани. Химичните свойства и производството на тези вещества се определят точно от затворения характер на структурата на този клас въглеводороди.

Алицикличните се наричат ​​вещества, които имат един или повече цикли с неароматичен характер. Получаването и използването на циклоалкани се разглежда от гледна точка на тяхната връзка с алициклените съединения.

класификация

Най-простият представител на този клас въглеводороди е циклопропанът. В структурата му има само три въглеродни атома. Представители на това хомоложна серия се наричат, освен това, и парафин. Чрез своите химични и физични свойства те са сходни ограничаване на въглеводородите. Молекулите съдържат единични връзки, образувани от хибридни орбитали. В циклоалкани типът на хибридизация е sp3.

Общият състав на класа се изразява чрез формулата CHH2n. Тези съединения са междукласни изомери на етиленови въглеводороди.

Съгласно сегашната международна номенклатура за заместване, когато се посочват представители от този клас, префиксът "цикло" се добавя към съответния въглеводород в броя на атомите. В този случай, например, се получават циклохексан, циклопентан. Рационалната номенклатура дава имена за броя на затворените метиленови групи на СН2. Поради това циклопропанът ще се нарича триметилен и циклобутан - тетраметилен.

За този клас органични вещества се характеризира с структурни изомери, свързани с броя на въглеродните атоми в цикъла, както и с оптичния изомер.

Опции за образование

Сега помислете как се получава разписката. Циклоалкани могат да бъдат получени по няколко начина, в зависимост от това кой изходен материал е избран за химическо превръщане. Ще анализираме основните варианти на парафиновия синтез.

И така, каква е разписката им? Циклоалкани се образуват чрез циклизиране на дихалогенните производни на крайните въглеводороди. Чрез подобен химичен метод се формират четири- и три-членен пръстен. Например, циклопропан. Нека разгледаме по-подробно подготовката му: циклоалкани, които са първите представители на дадена хомоложна серия, се образуват чрез действието на метален магнезий или цинк върху дихалогенното производно на съответния алкан.

И как можем да образуваме петчленни и шестчленни циклични съединения, как се получават те? Циклоалкани с такова количество въглеродни атоми в структурата са трудни за създаване, защото поради конформация ще има проблем с циклизирането на молекулата. Това явление се обяснява с свободното въртене на С-С връзката, което значително намалява вероятността за получаване на циклично съединение. За да се образуват тези циклоалкани, изходните материали са 1,2- или 1,3-дихалогенните производни на съответния алкан.

Сред методите за синтезиране на парафини, ние също така отличаваме процеса на декарбоксилиране дикарбоксилни киселини и соли. Пет- и шестчленни циклоалкани се получават чрез междумолекулна кондензация.

И сред специалните методи за тяхното образуване, ние отбелязваме реакцията между алкени и карбени, намаляване на съдържащите кислород производни на цикло-съединения.

Химични свойства

Всички възможни начини за получаване на циклоалкани и тяхното взаимодействие се определят от характеристиките на химическата структура. Предвид наличието на циклична структура, сред основните химични свойства на циклоалканите се отличават реакциите на прибавяне на водород (хидрогениране), елиминирането му (дехидрогениране).

За да се извършат реакциите, се използва катализатор, в ролята на който платина, паладий може да действа. Взаимодействието се извършва при повишена температура, неговата величина зависи от размера на цикъла. Когато цикличната въглеводородна молекула е изложена на UV лъчение, може да се извърши реакция на хлориране (добавяне на хлор).

Подобно на всички представители на органичните съединения, циклоалканът може да влезе в употреба реакция на горене, образувайки след взаимодействие въглероден диоксид, водна пара. Тази реакция се отнася до екзотермични процеси, тъй като е придружена от освобождаването на достатъчно количество топлина.

заключение

Парафините са затворени въглеводородни съединения, образувани от дихалогенирани производни на алкани или други органични съединения. Особеностите на тяхната структура определят основните химични свойства на циклоалканите, областта на тяхното приложение. Те се използват главно в органичния синтез за производство на кислородсъдържащи органични вещества.