Hydrocarbon bão hòa tuần hoàn: chúng được sản xuất như thế nào. Cycloalkan

Trong bài báo chúng tôi sẽ xem xét việc chuẩn bị cycloalkanes và các đặc điểm của cấu trúc của chúng. Hãy cố gắng giải thích các tính chất đặc trưng của các chất này, dựa trên các đặc tính của cấu trúc của chúng.

Cấu trúc

Đầu tiên, chúng ta hãy phân tích cấu trúc của một loại hydrocacbon hữu cơ được đặt tên. Tất cả các hợp chất tuần hoàn được chia thành các nhóm dị vòng và carbocyclic.

Nhóm thứ hai có ba nguyên tử cacbon bên trong chu kỳ khép kín. Các hợp chất không đồng phân, ngoài cacbon, cũng có chứa các nguyên tử của lưu huỳnh, oxy, phosphorus, nitơ trong các phân tử của chúng.

Có một sự phân chia các hợp chất carbocyclic thành các chất thơm và hợp thời.

Các chất Alicyclic

Bao gồm cycloalkanes. Các tính chất hóa học và sản xuất các chất này được xác định chính xác bởi tính chất khép kín của cấu trúc của loại hydrocarbon này.

Alicyclic đề cập đến những chất có một hoặc nhiều chu kỳ không thơm. Việc chuẩn bị và sử dụng xycloalkan được xem xét từ quan điểm về mối quan hệ của chúng với các hợp chất có mạch lạc.

Phân loại

Đại diện đơn giản nhất của loại hydrocarbon này là cyclopropane. Trong cấu trúc của nó chỉ có ba nguyên tử cacbon. Các đại diện của loạt tương đồng này được gọi là, ngoài ra, parafin. Theo tính chất hóa học và vật lý của chúng, chúng tương tự như các hydrocarbon cuối cùng. Các phân tử chứa các liên kết đơn hình thành bởi các orbital lai. Trong cycloalkanes, loại lai là sp3.

Thành phần tổng thể của lớp được thể hiện bằng công thức CHH2n. Các hợp chất này là các đồng phân lớp của ethylene hydrocarbon.

Theo thuật ngữ thay thế quốc tế hiện đại, khi các đại diện của lớp này được đặt tên, tiền tố "cyclo" được thêm vào hydrocarbon tương ứng với số nguyên tử. Trong trường hợp này, ví dụ, cyclohexane, cyclopentane thu được. Danh pháp hợp lý cung cấp tên cho số lượng các nhóm methylene khép kín của CH2. Do đó, cyclopropane sẽ được gọi là trimethylene, và cyclobutane - tetramethylene.

Đối với lớp chất hữu cơ này được đặc trưng bởi đồng vị cấu trúc, liên quan đến số lượng các nguyên tử cacbon trong chu trình, cũng như đồng vị quang học.

Các lựa chọn về giáo dục

Bây giờ xem xét cách thức nhận được xảy ra. Cycloalkan có thể thu được bằng nhiều cách, tùy thuộc vào chất liệu nào được chọn để chuyển hóa. Chúng tôi sẽ phân tích các biến thể chính của tổng hợp parafin.

Vì vậy, nhận của họ là gì? Cycloalkan được hình thành bằng cách cycliz hóa các dẫn xuất dihalogen của hydrocacbon cuối cùng. Bằng một phương pháp hóa học tương tự, các vòng bốn và ba thành viên được hình thành. Ví dụ: cyclopropane. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn về sự chuẩn bị của nó: cycloalkane, những đại diện đầu tiên của một chuỗi tương đồng nhất định, được hình thành bởi sự hoạt động của magiê hoặc kim loại kim loại trên dẫn xuất dihalogen của alkane tương ứng.

Và làm thế nào chúng ta có thể hình thành các hợp chất tuần hoàn gồm năm thành viên và sáu thành viên, làm thế nào chúng thu được? Cycloalkan với một lượng các nguyên tử cacbon như vậy trong cấu trúc rất khó tạo ra, bởi vì do cấu tạo nên sẽ có vấn đề với sự tuần hoàn của phân tử. Hiện tượng này được giải thích bởi vòng quay tự do của liên kết C-C, làm giảm đáng kể xác suất để có được một hợp chất tuần hoàn. Để tạo ra các đại diện của cycloalkanes, các vật liệu ban đầu là các dẫn xuất 1,2 hoặc 1,3-dihalogen của alkane tương ứng.

Trong số các phương pháp tổng hợp parafin, chúng tôi cũng phân biệt quá trình decarboxylation các axit dicacboxylic và muối. Các cycloalkan năm và sáu thành viên thu được bằng cách ngưng tụ giữa các phân tử.

Và trong số các phương pháp đặc biệt cho sự hình thành của chúng, chúng ta lưu ý phản ứng giữa alken và carbenes, sự giảm các dẫn xuất chứa oxy của các hợp chất cyclo.

Tính chất hóa học

Tất cả các cách có thể có được cycloalkanes và tương tác của chúng được xác định bởi các tính năng của cấu trúc hóa học. Với sự hiện diện của một cấu trúc tuần hoàn, trong số các tính chất hóa học cơ bản của cycloalkanes, chúng ta phân biệt các phản ứng của hydro thêm vào (hydrogenation), loại bỏ của nó (dehydrogenation).

Để thực hiện các phản ứng này, một chất xúc tác được sử dụng, trong vai trò của platin, palladium có thể hoạt động. Tương tác được thực hiện ở nhiệt độ cao, độ lớn của nó phụ thuộc vào kích cỡ của chu kỳ. Khi một phân tử tuần hoàn hydrocacbon được tiếp xúc với tia UV, có thể thực hiện phản ứng clo (thêm chlorine).

Giống như tất cả các đại diện của các hợp chất hữu cơ, cycloalkane có thể đi vào một phản ứng cháy, hình thành sau khi tương tác carbon dioxide, hơi nước. Phản ứng này đề cập đến các quá trình tỏa nhiệt, vì nó được đi kèm với việc giải phóng một lượng nhiệt đủ.

Kết luận

Parafin là các hợp chất hydrocacbon đóng kín được tạo thành từ các dẫn xuất dihalogen hóa của alkane hoặc các hợp chất hữu cơ khác. Các tính năng của cấu trúc của chúng xác định các tính chất hóa học cơ bản của cycloalkanes, lĩnh vực ứng dụng của chúng. Chúng chủ yếu được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để tạo ra các chất hữu cơ có chứa oxy.