ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкены из "Углеводороды Текст лекций по органической химии" Циклоалканы - углеводороды с циклическим скелетом, содержащие атомы углерода в цикле только в зр -гибридизованном состоянии. Общая формула гомологического ряда (СН2)п. [c.46] Ниже даны примеры названий циклоалканов и их производных по систематической номенклатуре. [c.46] Циклопентан и циклогексан содержатся в некоторых сортах нефти. Вместе с тем фрагменты циклоалканов весьма распространены в природных соединениях. Большинство циклоалканов получают синтетически. [c.47] Сопряженные диены и полнены образуют циклические структуры как при нагревании, так и при фото возбуждении. [c.47] Подробнее об этих реакциях смотри в разделах Алкены и Алкадиены . [c.47] Эта реакция, а также реакции получения алканов с применением металлоорганических реагентов пригодны и в синтезе циклоалканов. [c.48] В качестве примера приводится получение циклопентанона термолизом Са-соли адипиновой кислоты. [c.48] Гидрирование бензола, его гомологов и некоторых производных является надежным источником соответствующих циклогексанон. [c.48] Несмотря на то, что и алканы, и циклоалканы образованы атомами углерода, находящимися в одном и том же состоянии гибридизации (зр ), эти две группы насыщенных углеводородов имеют принципиальные структурные различия. Циклоалканы характеризуются, как правило. [c.48] Угловое напряжение (напряжение Байера) - увеличение энергии молекулы, вызванное отклонением угла между связями от нормального тетраэдрического (109,5°). [c.49] Торсионное напряжение (напряжение Питцера, напряжение заслоненных связей) - увеличение энергии молекулы, вызванное отклонением конформации любого этаноподобного звена от заторможенной. [c.49] Трансаннулярное напряжение (напряжение Прелога) - увеличение энергии молекулы вследствие взаимодействия несвязанных атомов и фрагментов (двойных связей, функциональных групп и т.д.). [c.49] Объективную оценку энергии напряженности цикла в молекуле циклоалкана дает сопоставление экспериментально измеренного значения теплоты образования ДН°г циклоалкана со значением, рассчитанным по аддитивности. Эта оценка основана на следующих закономерностях. [c.49] Отсюда энергия напряжения в молекуле циклопропана оценивается как ДЕ = ДН°зксп - ДН°адд = 27.5 ккал/моль Оценки энергий напряжения для других циклоалканов приведены в табл. 4.1. [c.50] Пространственное строение каждого из циклоалканов является результатом взаимодействия всех типов напряжений в циклах. [c.50] Три атома углерода циклопропана лежат в одной плоскости, а все С-Н связи у соседних С атомов являются заслоненными . Энергия напряжения циклопропана представляет собой сумму углового напряжения (109.5 -60°=49.5 ) и торсионного напряжения (заслоненные взаимодействия 6 пар С-Н связей ориентировочно могут быть оценены величиной 6 ккал/моль). [c.50] Молекула циклобутана является лишь слегка изогнутой и может считаться практически плоской. Энергия напряжения циклобутана также складывается из энергий углового напряжения (109.5°-90°=19.5°) и торсионного напряжения (заслоненные взаимодействия 8 пар С-Н связей у соседних С атомов). [c.51] Каждый атом углерода в кольце циклопентана последовательно выходит из плоскости так, что молекула циклопентана приобретает форму конверта. При чтом все 5 конформеров циклопентана, показанных ниже, имеют одинаковую энергию. [c.51] Молекула циклогексана может принимать несколько конформаций. Ниже показаны конформации кресло и ванна . [c.51] Наиболее стабильной является конформация кресло , поскольку в ней отсутствуют какие-либо напряжения. Она способна претерпевать превращения кресло кресло . При этом аксиальные заместители (их связи с атомами углерода цикла ориентированы параллельно оси симметрии молекулы) в кресле I становятся экваториальными заместителями (их связи направлены в сторону от оси симметрии молекулы) в кресле II и наоборот. [c.52] Вернуться к основной статье