در این مقاله به تهیه سیکلوآلکان ها و ویژگی های ساختار آنها خواهیم پرداخت. بیایید سعی کنیم ویژگی های مشخصه این مواد را بر اساس ویژگی های ساختار آنها توضیح دهیم.
ساختار
برای شروع، اجازه دهید ساختار کلاس نامگذاری شده هیدروکربن های آلی را تجزیه و تحلیل کنیم. همه ترکیبات حلقوی به گونه های هتروسیکلیک و کربوسیکلیک تقسیم می شوند.
گروه دوم دارای سه اتم کربن در داخل چرخه بسته است. ترکیبات هتروسیکلیک، علاوه بر کربن، حاوی اتم‌های گوگرد، اکسیژن، فسفر و نیتروژن نیز در مولکول‌های خود هستند.
ترکیبات کربوسیکلیک به مواد معطر و آلی حلقه ای تقسیم می شوند.
مواد آلی حلقوی
اینها شامل سیکلوآلکان ها می شوند. خواص شیمیایی و تولید این مواد دقیقاً توسط ساختار بسته این دسته از هیدروکربن ها تعیین می شود.
مواد آلی حلقوی آنهایی هستند که یک یا چند چرخه غیر معطر دارند. تهیه و استفاده از سیکلوآلکان ها از نظر ارتباط آنها با ترکیبات آلی حلقوی مورد توجه قرار می گیرد.
طبقه بندی
ساده ترین نماینده این کلاسهیدروکربن سیکلوپروپان است. در ساختار خود فقط سه اتم کربن دارد. به نمایندگان این سری همولوگ پارافین نیز گفته می شود. از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی مشابه هیدروکربن های اشباع شده هستند. مولکول ها حاوی پیوندهای منفرد هستند که توسط اوربیتال های هیبریدی تشکیل شده اند. در سیکلوآلکان ها، نوع هیبریداسیون sp3 است.
ترکیب کل کلاس با فرمول СНН2н بیان می شود. این ترکیبات ایزومرهای بین‌طبقه‌ای هیدروکربن‌های اتیلن هستند.
طبق نامگذاری جایگزینی بین المللی مدرن، هنگام نامگذاری نمایندگان این کلاس، پیشوند "cyclo" از نظر تعداد اتم ها به هیدروکربن مربوطه اضافه می شود. در این مورد، به عنوان مثال، سیکلوهگزان، سیکلوپنتان به دست می آید. نامگذاری منطقی با توجه به تعداد گروه های متیلن بسته CH2 نام ها را ارائه می دهد. به همین دلیل سیکلوپروپان تری متیلن و سیکلوبوتان - تتراماتیلن نامیده می شود.
این دسته از مواد آلی با ایزومری ساختاری در مورد تعداد اتم‌های کربن در چرخه و همچنین ایزومری نوری مشخص می‌شوند.
گزینه های آموزشی
حالا بیایید به نحوه عملکرد دریافت نگاه کنیم. بسته به اینکه کدام ماده اولیه برای انجام تبدیل شیمیایی انتخاب شود، سیکلوآلکان ها را می توان به روش های مختلفی به دست آورد. ما گزینه های اصلی برای سنتز پارافین ها را تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.
پس گرفتن آنها چگونه است؟ سیکلوآلکان ها از چرخه شدن مشتقات دی هالوژن هیدروکربن های اشباع تشکیل می شوند. به روش شیمیایی مشابه،چرخه های چهار و سه نفره به عنوان مثال، سیکلوپروپان. اجازه دهید آماده سازی آن را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم - سیکلوآلکان ها، که اولین نمایندگان این سری همولوگ هستند، از اثر منیزیم یا روی فلزی بر روی مشتق دی هالوژن آلکان مربوطه تشکیل می شوند.
و چگونه می توان ترکیبات حلقوی پنج عضوی و شش عضوی را تشکیل داد، چگونه به دست می آیند؟ ایجاد سیکلوآلکان با چنین تعداد اتم کربن در ساختار نسبتاً دشوار است، زیرا به دلیل ترکیب مشکلی در چرخه شدن مولکول وجود خواهد داشت. این پدیده با چرخش آزاد در پیوند C-C توضیح داده می شود که به طور قابل توجهی احتمال به دست آوردن یک ترکیب حلقوی را کاهش می دهد. برای تشکیل این نمایندگان سیکلوآلکانها، مشتقات 1، 2 یا 1، 3 دی هالوژن از آلکان مربوطه به عنوان مواد اولیه عمل می کنند.
در میان روشهای سنتز پارافین‌ها، فرآیند کربوکسیلاسیون اسیدها و نمک‌های دی کربوکسیلیک را نیز برجسته می‌کنیم. سیکلوآلکان های پنج و شش عضوی از تراکم بین مولکولی به دست می آیند.
و در میان روش های خاص تشکیل آنها، واکنش بین آلکن ها و کاربن ها، کاهش مشتقات حاوی اکسیژن سیکلوترکیبات را یادداشت می کنیم.
خواص شیمیایی
همه راه های ممکن برای به دست آوردن سیکلوآلکان ها و برهمکنش آنها با ویژگی های ساختار شیمیایی تعیین می شود. با توجه به وجود ساختار حلقوی، در میان خواص شیمیایی اصلی سیکلوآلکان ها، واکنش های افزودن هیدروژن (هیدروژناسیون)، حذف آن (هیدروژناسیون) را مشخص می کنیم.
برای واکنش هااز یک کاتالیزور استفاده می شود که در نقش آن پلاتین، پالادیوم می تواند عمل کند. این تعامل در دمای بالا انجام می شود، مقدار آن به اندازه چرخه بستگی دارد. هنگامی که یک مولکول هیدروکربن حلقوی در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می گیرد، یک واکنش کلرزنی (افزودن کلر) می تواند انجام شود.
مانند تمام نمایندگان ترکیبات آلی، سیکلوآلکان قادر است وارد یک واکنش احتراق شود و پس از برهمکنش دی اکسید کربن و بخار آب تشکیل دهد. این واکنش به فرآیندهای گرمازا اشاره دارد، زیرا با انتشار مقدار کافی گرما همراه است.
نتیجه گیری
پارافین ها ترکیبات هیدروکربنی بسته ای هستند که از آلکان های دی هالوژنه یا سایر ترکیبات آلی تشکیل می شوند. ویژگی‌های ساختار آنها خواص شیمیایی پایه سیکلوآلکانها و حوزه‌های کاربرد آنها را تعیین می‌کند. آنها عمدتاً در سنتز آلی برای به دست آوردن مواد آلی حاوی اکسیژن استفاده می شوند.
