En el artículo consideraremos la preparación de cicloalcanos y las características de su estructura. Intentemos explicar las propiedades características de estas sustancias, en función de las características de su estructura.
Estructura
Para empezar, analicemos la estructura de la clase mencionada de hidrocarburos orgánicos. Todos los compuestos cíclicos se dividen en especies heterocíclicas y carbocíclicas.
El segundo grupo tiene tres átomos de carbono dentro del ciclo cerrado. Los compuestos heterocíclicos, además de carbono, también contienen átomos de azufre, oxígeno, fósforo y nitrógeno en sus moléculas.
Existe una división de los compuestos carbocíclicos en sustancias aromáticas y alicíclicas.
Sustancias alicíclicas
Estos incluyen cicloalcanos. Las propiedades químicas y la producción de estas sustancias están determinadas precisamente por la estructura cerrada de esta clase de hidrocarburos.
Las sustancias alicíclicas son aquellas que tienen uno o más ciclos no aromáticos. La preparación y uso de cicloalcanos se considera en términos de su relación con los compuestos alicíclicos.
Clasificación
El representante más simple de esta clasehidrocarburo es ciclopropano. Tiene solo tres átomos de carbono en su estructura. Los representantes de esta serie homóloga también se denominan parafinas. En cuanto a sus propiedades químicas y físicas, son similares a los hidrocarburos saturados. Las moléculas contienen enlaces simples formados por orbitales híbridos. En los cicloalcanos, el tipo de hibridación es sp3.
La composición total de la clase se expresa mediante la fórmula СНН2н. Estos compuestos son isómeros interclases de hidrocarburos de etileno.
Según la moderna nomenclatura internacional de sustitución, al nombrar representantes de esta clase, se agrega el prefijo "ciclo" al hidrocarburo correspondiente en términos del número de átomos. En este caso, por ejemplo, se obtienen ciclohexano, ciclopentano. La nomenclatura racional proporciona nombres según el número de grupos metileno cerrados CH2. Debido a esto, el ciclopropano se llamará trimetileno y el ciclobutano - tetrametileno.
Esta clase de sustancias orgánicas se caracteriza por una isomería estructural con respecto al número de átomos de carbono en el ciclo, así como una isomería óptica.
Opciones de educación
Ahora veamos cómo funciona la recepción. Los cicloalcanos se pueden obtener de varias formas, dependiendo de qué material de partida se elija para llevar a cabo la transformación química. Analizaremos las principales opciones para la síntesis de parafinas.
Entonces, ¿cómo es conseguirlos? Los cicloalcanos se forman por ciclación de derivados diahalógenos de hidrocarburos saturados. De manera química similar,ciclos de cuatro y tres miembros. Por ejemplo, ciclopropano. Consideremos su preparación con más detalle: los cicloalcanos, que son los primeros representantes de esta serie homóloga, se forman por la acción del magnesio o zinc metálico sobre el derivado dihalógeno del alcano correspondiente.
¿Y cómo se pueden formar compuestos cíclicos de cinco y seis miembros, cómo se obtienen? Es bastante difícil crear cicloalcanos con tal número de átomos de carbono en la estructura, ya que debido a la conformación habrá un problema con la ciclación de la molécula. Este fenómeno se explica por la libre rotación en el enlace C-C, lo que reduce significativamente la probabilidad de obtener un compuesto cíclico. Para la formación de estos representantes de cicloalcanos, los derivados de 1, 2- o 1, 3-dihalógeno del alcano correspondiente actúan como materiales de partida.
Entre los métodos para la síntesis de parafinas, también destacamos el proceso de descarboxilación de ácidos y sales dicarboxílicos. Los cicloalcanos de cinco y seis miembros se obtienen por condensación intermolecular.
Y entre los métodos especiales de su formación, observamos la reacción entre alquenos y carbenos, la reducción de derivados de ciclocompuestos que contienen oxígeno.
Propiedades químicas
Todas las formas posibles de obtener cicloalcanos y su interacción están determinadas por las peculiaridades de la estructura química. Dada la presencia de una estructura cíclica, entre las principales propiedades químicas de los cicloalcanos, destacamos las reacciones de adición de hidrógeno (hidrogenación), su eliminación (deshidrogenación).
Para reaccionesse utiliza un catalizador, en cuyo papel puede actuar el platino, el paladio. La interacción se lleva a cabo a una temperatura elevada, su valor depende del tamaño del ciclo. Cuando una molécula de hidrocarburo cíclico se expone a la radiación UV, se puede llevar a cabo una reacción de cloración (adición de cloro).
Como todos los representantes de compuestos orgánicos, el cicloalcano puede entrar en una reacción de combustión, formando después de la interacción dióxido de carbono, vapor de agua. Esta reacción se refiere a procesos exotérmicos, ya que va acompañada de la liberación de una cantidad suficiente de calor.
Conclusión
Las parafinas son compuestos de hidrocarburos cerrados formados a partir de alcanos dihalogenados u otros compuestos orgánicos. Las características de su estructura determinan las propiedades químicas básicas de los cicloalcanos y sus áreas de aplicación. Se utilizan principalmente en síntesis orgánica para obtener sustancias orgánicas que contienen oxígeno.
