Nell'articolo considereremo la preparazione dei cicloalcani e le caratteristiche della loro struttura. Proviamo a spiegare le proprietà caratteristiche di queste sostanze, in base alle caratteristiche della loro struttura.
Struttura
Per cominciare, analizziamo la struttura della classe denominata di idrocarburi organici. Tutti i composti ciclici sono divisi in specie eterocicliche e carbocicliche.
Il secondo gruppo ha tre atomi di carbonio all'interno del ciclo chiuso. I composti eterociclici, oltre al carbonio, contengono anche atomi di zolfo, ossigeno, fosforo e azoto nelle loro molecole.
C'è una divisione dei composti carbociclici in sostanze aromatiche e alicicliche.
Sostanze alicicliche
Questi includono i cicloalcani. Le proprietà chimiche e la produzione di queste sostanze sono determinate proprio dalla struttura chiusa di questa classe di idrocarburi.
Le sostanze alicicliche sono quelle che hanno uno o più cicli non aromatici. La preparazione e l'uso dei cicloalcani è considerata in termini di relazione con i composti aliciclici.
Classificazione
Il rappresentante più semplice di questa classel'idrocarburo è ciclopropano. Ha solo tre atomi di carbonio nella sua struttura. I rappresentanti di questa serie omologa sono anche chiamati paraffine. In termini di proprietà chimiche e fisiche, sono simili agli idrocarburi saturi. Le molecole contengono legami singoli formati da orbitali ibridi. Nei cicloalcani, il tipo di ibridazione è sp3.
La composizione totale della classe è espressa dalla formula СНН2н. Questi composti sono isomeri interclasse di idrocarburi etilenici.
Secondo la moderna nomenclatura di sostituzione internazionale, quando si nominano i rappresentanti di questa classe, il prefisso "ciclo" viene aggiunto all'idrocarburo corrispondente in termini di numero di atomi. In questo caso, ad esempio, si ottengono cicloesano, ciclopentano. La nomenclatura razionale fornisce nomi in base al numero di gruppi metilenici chiusi CH2. Per questo motivo, il ciclopropano sarà chiamato trimetilene e ciclobutano - tetrametilene.
Questa classe di sostanze organiche è caratterizzata da isomeria strutturale relativa al numero di atomi di carbonio nel ciclo, oltre che da isomeria ottica.
Opzioni educative
Ora diamo un'occhiata a come funziona la ricezione. I cicloalcani possono essere ottenuti in diversi modi, a seconda del materiale di partenza scelto per effettuare la trasformazione chimica. Analizzeremo le principali opzioni per la sintesi delle paraffine.
Allora, com'è riceverli? I cicloalcani sono formati dalla ciclizzazione di derivati dialogeni di idrocarburi saturi. In un modo chimico simile,cicli a quattro e tre membri. Ad esempio, ciclopropano. Consideriamo più in dettaglio la sua preparazione: i cicloalcani, che sono i primi rappresentanti di questa serie omologa, sono formati dall'azione del magnesio metallico o dello zinco sul derivato dialogico dell'alcano corrispondente.
E come si possono formare composti ciclici a cinque e sei membri, come si ottengono? È piuttosto difficile creare cicloalcani con un tale numero di atomi di carbonio nella struttura, poiché a causa della conformazione ci sarà un problema con la ciclizzazione della molecola. Questo fenomeno è spiegato dalla rotazione libera nel legame CC, che riduce significativamente la probabilità di ottenere un composto ciclico. Per la formazione di questi rappresentanti dei cicloalcani, i derivati 1, 2- o 1, 3-dialogeni del corrispondente alcano fungono da materiali di partenza.
Tra i metodi per la sintesi delle paraffine, segnaliamo anche il processo di decarbossilazione degli acidi bicarbossilici e dei sali. I cicloalcani a cinque e sei membri sono ottenuti per condensazione intermolecolare.
E tra i metodi speciali della loro formazione, notiamo la reazione tra alcheni e carbeni, la riduzione dei derivati contenenti ossigeno dei ciclocomposti.
Proprietà chimiche
Tutti i modi possibili per ottenere i cicloalcani e la loro interazione sono determinati dalle peculiarità della struttura chimica. Data la presenza di una struttura ciclica, tra le principali proprietà chimiche dei cicloalcani, segnaliamo le reazioni di addizione di idrogeno (idrogenazione), sua eliminazione (deidrogenazione).
Per le reazioniviene utilizzato un catalizzatore, nel ruolo del quale può agire platino, palladio. L'interazione avviene a temperatura elevata, il suo valore dipende dalla dimensione del ciclo. Quando una molecola di idrocarburo ciclico viene esposta ai raggi UV, può essere eseguita una reazione di clorurazione (aggiunta di cloro).
Come tutti i rappresentanti di composti organici, il cicloalcano è in grado di entrare in una reazione di combustione, formando dopo l'interazione anidride carbonica, vapore acqueo. Questa reazione si riferisce a processi esotermici, in quanto è accompagnata dal rilascio di una quantità sufficiente di calore.
Conclusione
Le paraffine sono composti idrocarburici chiusi formati da alcani dialogenati o altri composti organici. Le caratteristiche della loro struttura determinano le proprietà chimiche di base dei cicloalcani e le loro aree di applicazione. Sono utilizzati principalmente nella sintesi organica per ottenere sostanze organiche contenenti ossigeno.
