Взаимодействие с гомогеноводородными кислотами НХ

Всегда образуется наиболее устойчивый карбкатион.

Вывод: высшие циклы ведут себя как предельные углеводороды, а низшие - как непредельные.

Вывод: при нагревании все циклоалканы окисляются перманганатом калия в при­сутствии Н₂SO₄ с образованием двухосновных кислот

Таким образом: химические свойства низших и высших циклоалканов различны.

Большие циклы, как и парафины, проявляют склонность к реакциям замещения. Малые циклы, подобно олефинам, вступают в реакции присоединения. Окисление и восстановление во всех случаях протекают с раскрытием цикла.

6.2. «Теория напряжения» Байера

Самое раннее объяснение столь различного поведения циклов было сделано Байером (1885 г.).

Число атомов в кольце								Алканы
Отклонение угла между связями С-С от нормального тетраэдрического, в град.	24,4	9,4	0,4	-5,1	-9,3	- 12,5	-24,4
Теплота сгора­ния на одну СН2-группу	168,5		158,7	157,4	158,3	158,3

Как видно из таблицы, в высших циклах напряжение отсутствует, так как они имеют неплоское расположение в пространстве. Отсутствует отклонение угла между валентными связями.

Экспериментальное определение угла в циклопропане показало, что оно составляет не 60°, а 106°, то есть отклонение от 109° 28^/ очень мало. Это достигается образованием «банановых» связей, то есть перекрывание sр³ -орбиталей происходит не вдоль прямой линии, а под некоторым углом к ней.

«Банановая связь» менее прочная, чем σ - связь, но энергетический баланс молекулы выгоднее, чем при сильном искажении угла тетраэдра. Только в одном циклобутане существует напряжение, каким его постулировал Байер. Отклонение угла на 9,4⁰ оказывается более энергетически выгодным, чем образование «банановых» связей.

Дата добавления: 2014-12-26