Мақалада циклоалкандардың алынуын және олардың құрылыс ерекшеліктерін қарастырамыз. Осы заттардың құрылымдық ерекшеліктеріне сүйене отырып, олардың сипаттамалық қасиеттерін түсіндіруге тырысайық.
Құрылым
Бастау үшін органикалық көмірсутектердің аталған класының құрылымын талдап көрейік. Барлық циклді қосылыстар гетероциклді және карбоциклді түрлерге бөлінеді.
Екінші топта тұйық цикл ішінде үш көміртегі атомы бар. Гетероциклді қосылыстар көміртектен басқа молекулаларында күкірт, оттегі, фосфор және азот атомдарын да қамтиды.
Карбоциклді қосылыстардың ароматты және алициклды заттарға бөлінуі бар.
Алициклді заттар
Оларға циклоалкандар жатады. Бұл заттардың химиялық қасиеттері мен өндірісі көмірсутектердің осы класының жабық құрылымымен дәл анықталады.
Алициклді заттар – бір немесе бірнеше хош иісті емес циклдері бар заттар. Циклоалкандарды дайындау және қолдану олардың алициклді қосылыстармен байланысы тұрғысынан қарастырылады.
Жіктеу
Осы сыныптың ең қарапайым өкілікөмірсутек - циклопропан. Оның құрылымында тек үш көміртек атомы бар. Бұл гомологтық қатардың өкілдерін парафиндер деп те атайды. Химиялық және физикалық қасиеттері бойынша олар қаныққан көмірсутектерге ұқсас. Молекулаларда гибридті орбитальдар түзетін жалғыз байланыстар болады. Циклоалкандарда будандастыру түрі sp3.
Кластың жалпы құрамы СНН2н формуласымен өрнектеледі. Бұл қосылыстар этилен көмірсутектерінің классаралық изомерлері болып табылады.
Қазіргі халықаралық алмастыру номенклатурасы бойынша осы класс өкілдерін атау кезінде атомдар саны бойынша сәйкес көмірсутектерге «цикло» префиксі қосылады. Бұл жағдайда, мысалы, циклогексан, циклопентан алынады. Рационалды номенклатурада CH2 жабық метилен топтарының санына сәйкес атаулар берілген. Осыған байланысты циклопропан триметилен, ал циклобутан - тетраметилен деп аталатын болады.
Органикалық заттардың бұл класы циклдегі көміртегі атомдарының санына қатысты құрылымдық изомериямен, сондай-ақ оптикалық изомериямен сипатталады.
Білім опциялары
Енді қабылдау қалай жұмыс істейтінін қарастырайық. Химиялық түрлендіруді жүзеге асыру үшін қандай бастапқы материал таңдалғанына байланысты циклоалкандарды бірнеше жолмен алуға болады. Біз парафиндер синтезінің негізгі нұсқаларын талдаймыз.
Сонымен оларды алу қандай? Циклоалкандар қаныққан көмірсутектердің диагалоген туындыларының циклденуінен түзіледі. Осыған ұқсас химиялық жолмен,төрт және үш мүшелі циклдар. Мысалы, циклопропан. Оның дайындалуын толығырақ қарастырайық – осы гомологтық қатардың алғашқы өкілдері болып табылатын циклоалкандар металдық магнийдің немесе мырыштың сәйкес алканның дигалоген туындысына әсерінен түзіледі.
Ал бес мүшелі және алты мүшелі циклді қосылыстар қалай түзіледі, олар қалай алынады? Құрылымында көміртегі атомдары бар циклоалкандарды жасау өте қиын, өйткені конформацияға байланысты молекуланың циклизациясында проблема туындайды. Бұл құбылыс Ц-С байланысындағы еркін айналумен түсіндіріледі, бұл циклдік қосылыс алу ықтималдығын айтарлықтай төмендетеді. Циклоалкандардың бұл өкілдерінің түзілуі үшін бастапқы материал ретінде сәйкес алканның 1, 2- немесе 1, 3-дигалогенді туындылары әрекет етеді.
Парафиндерді синтездеу әдістерінің ішінде дикарбон қышқылдары мен тұздарының декарбоксилдену процесін де атап өтеміз. Бес және алты мүшелі циклоалкандар молекулааралық конденсация арқылы алынады.
Ал оларды түзудің арнайы әдістерінің ішінде алкендер мен карбендер арасындағы реакцияны, циклоқосылыстардың оттегі бар туындыларының тотықсыздануын атап өтеміз.
Химиялық қасиеттері
Циклоалкандарды алудың барлық мүмкін жолдары және олардың әрекеттесуі химиялық құрылымның ерекшеліктерімен анықталады. Циклоалкандардың негізгі химиялық қасиеттерінің ішінде циклдік құрылымның болуын ескере отырып, сутегінің қосылуы (гидрленуі), оның жойылуының (дегидрленуі) реакцияларын бөліп аламыз.
Реакциялар үшінкатализатор пайдаланылады, оның рөлінде платина, палладий әрекет ете алады. Өзара әрекеттесу жоғары температурада жүзеге асырылады, оның мәні цикл мөлшеріне байланысты. Циклді көмірсутек молекуласы ультракүлгін сәулеленуге ұшыраған кезде хлорлау реакциясы (хлорды қосу) жүргізілуі мүмкін.
Органикалық қосылыстардың барлық өкілдері сияқты, циклоалкан да көмірқышқыл газы, су буы өзара әрекеттесуден кейін түзілетін жану реакциясына түсуге қабілетті. Бұл реакция экзотермиялық процестерге жатады, өйткені ол жылудың жеткілікті мөлшерінің бөлінуімен бірге жүреді.
Қорытынды
Парафиндер - дигалогенделген алкандардан немесе басқа органикалық қосылыстардан түзілген жабық көмірсутекті қосылыстар. Олардың құрылымының ерекшеліктері циклоалкандардың негізгі химиялық қасиеттерін және олардың қолдану аймақтарын анықтайды. Олар негізінен құрамында оттегі бар органикалық заттарды алу үшін органикалық синтезде қолданылады.
