- •Алициклические углеводороды
- •Моноциклические насыщенные углеводороды (циклопарафины, циклоалканы, полиметиленовые углеводороды)
- •Номенклатура циклопарафинов
- •Изомерия циклопарафинов
- •Соединения с четырех- и пятичленными кольцами
- •Соединения ряда циклогексана
- •Способы получения
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Химические свойства соединений с трехчленными циклами
- •1.Реакции присоединения
- •2.Реакции окисления
- •3.Реакции конденсации с ароматическими углеводородами
- •Химические свойства циклобутана и его гомологов
- •2.Окисление
- •3.Реакции термического разложения
- •4.Реакции присоединения
- •Взаимные превращения циклов
Физические свойства
Циклизация углеродной цепи приводит к повышению Ткип, плотности и показателя преломления.
|
Ткип,0С |
d420, г/см3 |
nd20 |
Циклопентан |
49,00 |
0,740 |
1,4065 |
Цис-2-пентен |
36,94 |
0,656 |
1,3700 |
Пентан |
36,00 |
0,626 |
1,3577 |
Циклопропан и циклобутан – газы, следующие члены ряда – жидкости и твердые вещества. Растворимость в воде – ничтожна. В органических растворителях она несколько иная, чем у соединений открытого строения, например, в анилине циклопарафины растворяются лучше, чем парафины. Это используется в анализе углеводородных смесей (метод анилиновых точек).
Химические свойства
Зависят от величины цикла. Согласно теории Байера, устойчивость цикла тем меньше, чем больше отклонение валентного угла в цикле от тетраэдрического. В циклах с шестью и более атомами углерода угловое напряжение фактически отсутствует, почти нет его у циклопентана. Они ведут себя как предельные углеводороды. Соединения с трех- и четырехчленными циклами менее прочны. Напряженная С-С связь в таких циклах легко рвется, и они преимущественно дают реакции за счет разрушения кольца, приближаясь по свойствам к олефинам.
Химические свойства соединений с трехчленными циклами
Циклопропановое кольцо обладает наибольшей напряженностью. Это объясняется необычным видом С-С связей. Максимальные перекрывания электронных облаков в циклопропане не находятся на прямой, соединяющей центры атомов углерода, а расположены на некотором расстоянии – вне треугольника молекулы (банановые связи).
Рисунок .
Такое расположение связей энергетически оказывается более выгодным. Образующиеся “банановые связи” занимают промежуточное положение между обычными и-связями. Гибридизация электронного облака атома углерода в циклопропане отличается от обычнойsp3-гибридизации. Угол между связями в циклопропане =109028/(вместо 600), угол Н-С-Н =1200(как приsp2-гибридизации). Поэтому циклопропан и его гомологи по свойствам близки к олефинам. Наиболее характерными для них являютсяреакции присоединения, протекающие при действии свободно-радикальных или электрофильных реагентов. Сравнительно легко вступают они вреакции окисленияпод действием сильных окислителей и вреакции конденсациис другими органическими соединениями, изомеризуются. Все эти виды превращений идут за счет разрыва С-С связи в трехчленном цикле.
1.Реакции присоединения
а) присоединение водорода
Ni + H2 800C | ||
метилциклопропан |
|
изобутан |
Разрыв кольца может идти по любой связи, но преимущественно в наиболее удаленном положении от радикала
б) присоединение галогенов
солнечный свет (кислород) + Br2 медленно |
|
(бромная вода не действует)
При действии хлора наряду с присоединением происходит и реакция замещения, например, при хлорировании на свету.
|
+Cl2 -
h -HCl |
Cl-CH2-CH2-CH2-Cl | ||
|
+Cl2 -HCl |
|
в) присоединен ие галогеноводородов
t + HI |
реакция протекает в соответствии с правилом Марковникова (протон идет к наиболее гидрированному углероду цикла).