V članku bomo obravnavali pripravo cikloalkanov in značilnosti njihove strukture. Poskusimo razložiti značilne lastnosti teh snovi na podlagi značilnosti njihove strukture.
Struktura
Za začetek analizirajmo strukturo imenovanega razreda organskih ogljikovodikov. Vse ciklične spojine so razdeljene na heterociklične in karbociklične vrste.
Druga skupina ima tri ogljikove atome znotraj zaprtega cikla. Heterociklične spojine poleg ogljika vsebujejo v svojih molekulah tudi atome žvepla, kisika, fosforja in dušika.
Obstaja delitev karbocikličnih spojin na aromatične in aliciklične snovi.
aliciklične snovi
Ti vključujejo cikloalkane. Kemične lastnosti in proizvodnja teh snovi natančno določa zaprta struktura tega razreda ogljikovodikov.
Aliciklične snovi so tiste, ki imajo enega ali več nearomatskih ciklov. Priprava in uporaba cikloalkanov se obravnavata glede na njihov odnos do alicikličnih spojin.
Razvrstitev
Najenostavnejši predstavnik tega razredaogljikovodik je ciklopropan. V svoji strukturi ima le tri ogljikove atome. Predstavniki te homologne serije se imenujejo tudi parafini. Po svojih kemičnih in fizikalnih lastnostih so podobni nasičenim ogljikovodikom. Molekule vsebujejo enojne vezi, ki jih tvorijo hibridne orbitale. V cikloalkanih je vrsta hibridizacije sp3.
Skupna sestava razreda je izražena s formulo СНН2н. Te spojine so medrazredni izomeri etilenskih ogljikovodikov.
Po sodobni mednarodni nadomestni nomenklaturi se pri poimenovanju predstavnikov tega razreda ustreznemu ogljikovodiku glede na število atomov doda predpona "ciklo". V tem primeru dobimo na primer cikloheksan, ciklopentan. Racionalna nomenklatura daje imena glede na število zaprtih metilenskih skupin CH2. Zaradi tega se bo ciklopropan imenoval trimetilen, ciklobutan pa tetrametilen.
Za ta razred organskih snovi je značilna strukturna izomerija glede števila ogljikovih atomov v ciklu, pa tudi optična izomerija.
Možnosti izobraževanja
Sedaj pa poglejmo, kako deluje sprejemanje. Cikloalkane lahko pridobimo na več načinov, odvisno od tega, kateri vhodni material je izbran za izvedbo kemične transformacije. Analizirali bomo glavne možnosti za sintezo parafinov.
Kako je torej, da jih dobiš? Cikloalkani nastanejo s ciklizacijo diahalogenih derivatov nasičenih ogljikovodikov. Na podoben kemični način,štiri- in tričlenske cikle. Na primer, ciklopropan. Poglejmo si njegovo pripravo podrobneje – cikloalkani, ki so prvi predstavniki te homologne serije, nastanejo z delovanjem kovinskega magnezija ali cinka na dihalogenski derivat ustreznega alkana.
In kako lahko nastanejo pet- in šestčlenske ciklične spojine, kako jih pridobimo? Precej težko je ustvariti cikloalkane s tolikšnim številom ogljikovih atomov v strukturi, saj bo zaradi konformacije prišlo do težav s ciklizacijo molekule. Ta pojav je razložen s prostim vrtenjem v C-C vezi, kar znatno zmanjša verjetnost za pridobitev ciklične spojine. Za tvorbo teh predstavnikov cikloalkanov delujejo kot izhodni materiali 1, 2- ali 1, 3-dihalogeni derivati ustreznega alkana.
Med metodami za sintezo parafinov izpostavljamo tudi postopek dekarboksilacije dikarboksilnih kislin in soli. Pet- in šestčlenske cikloalkane dobimo z medmolekulsko kondenzacijo.
In med posebnimi metodami njihove tvorbe opazimo reakcijo med alkeni in karbeni, redukcijo kisikov vsebujočih derivatov ciklospojin.
Kemijske lastnosti
Vsi možni načini pridobivanja cikloalkanov in njihove interakcije so določeni s posebnostmi kemične strukture. Glede na prisotnost ciklične strukture med glavnimi kemičnimi lastnostmi cikloalkanov izpostavljamo reakcije dodajanja vodika (hidrogenacije), njegove eliminacije (dehidrogenacije).
Za reakcijeuporablja se katalizator, v vlogi katerega lahko deluje platina, paladij. Interakcija se izvaja pri povišani temperaturi, njena vrednost je odvisna od velikosti cikla. Ko je ciklična molekula ogljikovodika izpostavljena UV sevanju, se lahko izvede reakcija kloriranja (dodatek klora).
Kot vsi predstavniki organskih spojin lahko cikloalkan vstopi v reakcijo zgorevanja, pri čemer po interakciji nastane ogljikov dioksid, vodna para. Ta reakcija se nanaša na eksotermne procese, saj jo spremlja sproščanje zadostne količine toplote.
Sklep
Parafini so zaprte ogljikovodične spojine, ki nastanejo iz dihalogeniranih alkanov ali drugih organskih spojin. Značilnosti njihove strukture določajo osnovne kemijske lastnosti cikloalkanov in področja njihove uporabe. Uporabljajo se predvsem v organski sintezi za pridobivanje organskih snovi, ki vsebujejo kisik.
