Циклопентан

Обычные циклы

Циклобутан

В циклобутане наблюдаются два вида напряжений: угловое и торсионное, причем оба напряжения менее выражены, чем в циклопропане. Циклобутан имеет не плоское строение, угол складчатости по линии С1−С3 примерно 26°. Такая конформация обусловлена стремлением уменьшить торсионное взаимодействие восьми заслонённых С−Н связей.

В плоской модели циклопентана угол отклонения валентных связей от их нормального тетраэдрического направления составляет менее 1°, поэтому байеровское напряжение здесь практически отсутствует. Однако Питцеровское напряжение (заслонение связей С−Н) должно было бы вызвать в плоской конформации циклопентана дополнительное напряжение, равное около 63 кДж/моль. В действительности же за счет перехода в неплоскую конформацию конверта и твист-конформацию энергия напряжения снижается до 27 кДж/моль. Связи С−С в циклопентане (0.155 нм) несколько длиннее, чем в алканах (0.153 нм), что объясняется отталкиванием трансанулярного типа, поскольку расстояние между несвязанными атомами углерода в циклопентане (0.244 нм) меньше, чем в н-алканах (0.255 нм). Таким образом, в молекуле циклопентана наиболее выражено только напряжение Питцера, и этот цикл является устойчивым. В реакциях производных циклопентана отмечается большая способность к сохранению конфигурации у асимметрических атомов, чем в алифатическом ряду.

Для циклопентана характерен процесс свободного “псевдовращения” при котором в конформации конверта атомы углерода поочерёдно выходят из плоскости остальных четырёх атомов, образующих плоскость цикла. При этом, если смотреть на молекулу циклопентана сверху, атомы углерода поочерёдно будут совершать волнообразные движения, отклоняясь то вверх, то вниз от плоскости цикла.

Дата добавления: 2014-12-08