химический каталог




Органическая химия

Автор З.Гауптман, Ю.Грефе, Х.Ремане

которых в кольцо одной молекулы «вставлена» молекула соединения с неразветвленной цепью, имеющая по концам объемистые группы.

Номенклатура циклоалканов

В соответствии с правилами IUPAC название насыщенных моноциклических углеводородов образуется из названия н-алкана с тем же числом атомов углерода и приставки «цикло». Например:

циклобутан диклогексаи циклододекан

Насыщенные конденсированные и мостиковые бициклические кольчатые системы называются аналогичным образом, но соответственно обозначаются как бициклоалканы. Для более точного описания строения необходимо в квадратных скобках указать (в порядке уменьшения) числа атомов углерода в каждой из цепей, соединяющих узловые атомы. Нумерацию атомов углерода осуществляют от одного из узловых атомов к другому, таким образом чтобы вначале была пронумерована самая длинная сторона, затем более короткая, а в случае мостиковых систем в заключение нумеруют самый короткий мостик.

бицикле-[4,2, oJoKTaH бицикло[з, 2,1] октан

Правила ШРАС в отношении названий иолициклических систем более сложны. В соответствии с тем, какое число связей в молекуле полициклического углеводорода надо было бы разорвать, чтобы формально превратить его в алкан, говорят о трицикло-, тетрацикло- и т. д. -алка-нах. Для построения названия прежде всего находят основное кольцо, содержащее наибольшее число атомов углерода. В качестве главного мостика выбирают наиболее длинную цепь, образующую с основным кольцом бицикл. После нумерации этого бицикла обозначают последующие мостики, указывая число атомов углерода в них и места разветвления, например;

трицикло[4,3,0,02'9]нонан трицикло[з,3,1,18,7]декан

(адамантан)

Нахождение правильных названий возможно также с помощью специальных программ для ЭВМ [2.1.6].

спиро[з,5]нонан

У спиранов слово «спиро» соединяют с наименованием к-алкана, содержащего то же число атомов углерода в цепи. По аналогии с конденсированными и мостиковыми циклическими системами, в этом случае (также в квадратных скобках, но здесь в порядке возрастания) ставят числа, указывающие число атомов в каждом цикле. Нумерацию осуществляют так, чтобы общий атом получил наименьший номер. Аналогично строят названия диспиро-, триспиро- и т. д. -алканов, например:

диспир о 5,2J додекан

В приведенном примере диспиросоединения нумерация начинается в трехчленном кольце. Цифры, указывающие число С-атомов в отдельных участках циклов, приводят в скобках в последовательности нумерации атомов кольца.

Для многих циклических систем наряду с систематическими употребляются также тривиальные названия, например: бицикло [4,1,0] гептан называют норкараном, бицикло [2,2,1 ] гептан — норборнаном, бицикло [4,3,0] нонан — гидринданом, бицикло [4,4,0] декан — декалином, трицикло [3,3,1,13'7] декан — адамантаном.

Произведенные от циклоалканов одно- или двухвалентные радикалы называют так же, как и в ряду алканов, т. е. окончание «-ан» заменяют на «-«л», «-«лея» или «-илиден>.

Физические свойства циклоалканов

В табл. 2.1.6 приведены температуры плавления и кипения ряда циклоалканов. Из этих данных видно, что при нормальных условиях циклопропан и циклобутан находятся в газообразном состоянии. Насыщенные моноцпклические углеводороды с размером цикла от С5 до Сц представляют собой жидкости, более высшие гомологи — твердые вещества. Сравнение с физическими свойствами «-алканов (см. табл. 2.1.2) показывает, что циклоалканы имеют несколько более высокие температуры плавления и кипения.

ТАБЛИЦА 2.1.6. Физические свойства некоторых циклоалканов

Название Брутто-формула Т. пл., °С Т. кип.. °С

Циклопропан с3н9 — 127,5 -32,8

Циклобутан С4Н8 —90,0 13,0

Цнклопентан С5Н10 -93,8 49,3

Циклогексан с6н12 6,6 80,8

Цнклогептаи С7Н14 -8,0 119

Циклооктан CeHie 14,3 149

Циклононан С9Н,8 9,7 178

Циклодекан С10Н20 10,8 201

Циклоундекан СпНгг —7,2

Циклододекан С12Н24 61,0

Циклопентадекан С15Н30 62,1

Стабильность циклоалканов

По предложению Брауна, Илиела и Прелога в зависимости от размера цикла циклоалканы подразделяют следующим образом. Малые циклы: 3- и 4-члеиные.

Нормальные циклы: от 5- до 7-членных.

Средние циклы: от 8- до 11-членных.

Большие (макро-) циклы: от 12- и более членные.

В основе этой классификации, первоначально кажущейся произвольной, лежит зависимость между размером кольца и существующими в нем напряжениями, влияющими на стабильность.

Способность образовывать цикл (см. ниже) прежде считали мерой его стабильности, однако при этом не учитывали, что скорость реакции циклизации определяется не ДобрО реакции образования конечного продукта, а величиной AG^.

Термохимическая стабильность, а также энергия напряжения цик-лоалкана с размером цикла и может быть рассчитана, если эксперимент тально найти теплоту его сгорания Ac//29s и сравнить ее с величиной п-658,6 кДж-моль-1, представляющей собой теплоту сгорания гипотетического алифатического углеводорода с открытой цепью (СП2)„ с тем же числом атомов углерода. Здесь значение 658,6 кДж-моль-1 соответствует вкладу одной группы СН2 в теплоту сгорания «-алканов с длинной цепью.

Из данных табл. 2.1.7 можно заключить, что при переходе от циклопропана к циклогексану стабильность циклоалканов вначале увеличивается, затем к циклононану падает и в области больших циклов снова достигает максимума. Особенно высоки энергии напряжения у малых и средних циклов.

Относительно высокие теплоты сгорания циклопропана и циклобу-тана, казалось бы, подтверждают теорию напряжения Байера (1885г.), представляющую собой первую попытку объяснения различия стабильности и способности к образованию цикла в зависимости от его размера. Байер исходил из предпосылки, что все циклы построены плоско и что отклонение ['/2(109о28'— х)] угла х между связями в цикле от величины тетраэдрического угла (см. табл. 2.1.7) приводит к напряжению кольца, так называемому угловому или Байеровскому напряжению (см. раздел 1.3.7). При переходе от циклопропана через циклобутан к циклопентану действительно наблюдается соответствие между уменьшением отклонения от тетраэдрического угла и уменьшением углового напряжения. Однако предсказания теории напряжения Байера относительно стабильности циклогексана и более высоких гомологов противоречит данным о стабильности этих углеводородов, полученным из величин теплот их сгорания. Строение циклов этих соединений не является плоским, что было для циклогексана предсказано еще Заксом (1890 г.) и Мором (1918 г.), а теперь принимается также и для циклобутана и циклопентана. В этих соединениях углы между связями близки к тетра-эдрическому, так что угловые напряжения малы. Наблюдаемые напряжения цикла обусловливаются дополнительными торсионным и Питце-ровским напряжениями (см. раздел 1.3.7), а в области средних циклов — трансанулярными несвязными взаимодействиями атомов водорода (см. табл. 2.1.7). Поэтому классическая теория напряжения неприменима к таким циклическим системам.

Не вдаваясь в подробности, следует далее отметить, что согласно квантовомеханическим расчетам в

страница 66
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Органическая химия" (28.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда автобуса
для чего табличка push а англии
стеллаж архивный металлический
Citizen Classic BH1671-55E

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.01.2017)