În articol vom lua în considerare prepararea cicloalcanilor și caracteristicile structurii lor. Să încercăm să explicăm proprietățile caracteristice ale acestor substanțe, pe baza caracteristicilor structurii lor.
Structură
Pentru început, să analizăm structura clasei numite de hidrocarburi organice. Toți compușii ciclici sunt împărțiți în specii heterociclice și carbociclice.
Al doilea grup are trei atomi de carbon în cadrul ciclului închis. Compușii heterociclici, pe lângă carbon, conțin și atomi de sulf, oxigen, fosfor și azot în moleculele lor.
Există o împărțire a compușilor carbociclici în substanțe aromatice și aliciclice.
Substanțe aliciclice
Acestea includ cicloalcanii. Proprietățile chimice și producția acestor substanțe sunt determinate tocmai de structura închisă a acestei clase de hidrocarburi.
Substanțele aliciclice sunt cele care au unul sau mai multe cicluri nearomatice. Prepararea și utilizarea cicloalcanilor este luată în considerare în ceea ce privește relația lor cu compușii aliciclici.
Clasificare
Cel mai simplu reprezentant al acestei clasehidrocarbura este ciclopropanul. Are doar trei atomi de carbon în structura sa. Reprezentanții acestei serii omoloage se mai numesc și parafine. În ceea ce privește proprietățile lor chimice și fizice, ele sunt similare cu hidrocarburile saturate. Moleculele conțin legături simple formate din orbitali hibrizi. În cicloalcani, tipul de hibridizare este sp3.
Compoziția totală a clasei este exprimată prin formula СНН2н. Acești compuși sunt izomeri interclase ai hidrocarburilor de etilenă.
Conform nomenclaturii internaționale moderne de substituție, la numirea reprezentanților acestei clase, la hidrocarbura corespunzătoare se adaugă prefixul „ciclo” în ceea ce privește numărul de atomi. În acest caz, de exemplu, se obțin ciclohexan, ciclopentan. Nomenclatura rațională oferă denumiri în funcție de numărul de grupări metilen închise CH2. Din această cauză, ciclopropanul va fi numit trimetilen, iar ciclobutanul - tetrametilen.
Această clasă de substanțe organice se caracterizează prin izomerie structurală în ceea ce privește numărul de atomi de carbon din ciclu, precum și izomerie optică.
Opțiuni de educație
Acum să vedem cum funcționează primirea. Cicloalcanii pot fi obținuți în mai multe moduri, în funcție de ce materie primă este aleasă pentru a efectua transformarea chimică. Vom analiza principalele opțiuni pentru sinteza parafinelor.
Deci cum e să le ai? Cicloalcanii se formează prin ciclizarea derivaților diahalogen ai hidrocarburilor saturate. Într-un mod chimic similar,cicluri cu patru și trei membri. De exemplu, ciclopropan. Să luăm în considerare mai detaliat prepararea sa - cicloalcanii, care sunt primii reprezentanți ai acestei serii omoloage, se formează prin acțiunea magneziului sau zincului metalic asupra derivatului dihalogen al alcanului corespunzător.
Și cum se pot forma compuși ciclici cu cinci și șase membri, cum se obțin? Este destul de dificil să se creeze cicloalcani cu un astfel de număr de atomi de carbon în structură, deoarece din cauza conformației va exista o problemă cu ciclizarea moleculei. Acest fenomen se explică prin rotația liberă în legătura C-C, care reduce semnificativ probabilitatea obținerii unui compus ciclic. Pentru formarea acestor reprezentanți ai cicloalcanilor, derivații 1, 2- sau 1, 3-dihalogen ai alcanului corespunzător acționează ca materii prime.
Dintre metodele de sinteza a parafinelor, evidentiam si procesul de decarboxilare a acizilor si sarurilor dicarboxilice. Cicloalcanii cu cinci și șase membri sunt obținuți prin condensare intermoleculară.
Și printre metodele speciale de formare a acestora, remarcăm reacția dintre alchene și carbene, reducerea derivaților de ciclocompuși care conțin oxigen.
Proprietăți chimice
Toate modalitățile posibile de obținere a cicloalcanilor și interacțiunea lor sunt determinate de particularitățile structurii chimice. Având în vedere prezența unei structuri ciclice, printre principalele proprietăți chimice ale cicloalcanilor, evidențiem reacțiile de adăugare a hidrogenului (hidrogenare), eliminarea acestuia (dehidrogenare).
Pentru reacțiise foloseste un catalizator, in rolul caruia poate actiona platina, paladiul. Interacțiunea se desfășoară la o temperatură ridicată, valoarea sa depinde de dimensiunea ciclului. Când o moleculă de hidrocarbură ciclică este expusă la radiații UV, poate fi efectuată o reacție de clorinare (adăugarea de clor).
Ca toți reprezentanții compușilor organici, cicloalcanul este capabil să intre într-o reacție de ardere, formând după interacțiune dioxid de carbon, vapori de apă. Această reacție se referă la procese exoterme, deoarece este însoțită de eliberarea unei cantități suficiente de căldură.
Concluzie
Parafinele sunt compuși de hidrocarburi închise formați din alcani dihalogenați sau alți compuși organici. Caracteristicile structurii lor determină proprietățile chimice de bază ale cicloalcanilor și domeniile lor de aplicare. Sunt utilizate în principal în sinteza organică pentru a obține substanțe organice care conțin oxigen.
