Химические свойства циклопропана и его производных

Среди циклоалканов циклопропан занимает особое место. С одной стороны его свойства крайне схожи со свойствами линейных алканов: циклопропан устойчив к действию окислителей и прочих реакционно способных веществ.

Но с другой стороны, в связи с увеличением $\pi$-характера $C-C$-связей в циклопропане, в некоторых случаях он может реагировать как алкен. Например, он подвергается гидрогалогенированию с минеральными кислотами с получением линейных алкилгалогенидов. Замещенные циклопропана также реагируют, следуя правилу Марковникова.

Рисунок 1.

Особые свойства циклопропанового кольца

Циклопропановое кольцо настолько стабильно к действию окислителей, что алкилциклопропаны реагируют только по $\alpha$-положению без раскрытия цикла. Наиболее наглядным примером такого рода реакции является озонолиз тетраспироциклопропана, приводящий к моно- и диспирокетонам.

Рисунок 2.

Аналогично окислительный озонолиз транс-1,2-дифенилциклопропана дает транс-циклопропан-1,2-дикарбоновую кислоту:

Рисунок 3.

Циклопропан является наиболее сильной $C-H$ кислотой из всех циклоалканов. Арилциклопропаны отщепляют протон уже при действии раствора трет-бутилата калия в ДМСО.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Химические свойства циклопропана и его производных 440 руб.
  • Реферат Химические свойства циклопропана и его производных 230 руб.
  • Контрольная работа Химические свойства циклопропана и его производных 230 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Рисунок 4.

Свойства циклопропана, характерные и прочим циклоалканам

  1. Гидрирование циклопропана (каталитический гидрогенолиз).

    Напряжение цикла циклопропана проявляется во многих его реакциях. В частности он подвергается каталитическому гидрогенолизу с образованием пропана, однако при жестких условиях по сравнению с гидрогенолизом этилена и пропилена.

    Рисунок 5.

  2. Реакции присоединения. К реакциям присоединения среди циклоалканов в первую очередь склоннен именно циклопропан (в меньшей мере также и циклобутан, который вступает в них в более жестких условиях):

    Рисунок 6.

    При действии галогеноводородов на производные циклопропана реакция проходит по правилу Марковникова:

    Рисунок 7.

  3. Реакции замещения в циклопропане. Несмотря на то, что реакции замещения более характерны для пяти-, шестичленных и высших циклов, циклопропан и и его производные также вступают в этот тип реакций. Например, при хлорировании на свету они образуют смесь моно- и дихлоропроизводных:

    Рисунок 8.

    Кроме того, в зависимости от условий при реакции с хлором протекать реакция с раскрытием цикла

    Рисунок 9.

    При аналогичной реакции с бромом образуется только 1,3-дибромпропан.

    Рисунок 10.

  4. Изомеризация циклопропана. Для циклоалканов характерна изомеризация цикла с его расширением или сужением. Только циклопропан изомеризуется при нагревании в присутствии некоторых металлов с расщеплением до пропилена:

    Рисунок 11.

    Изомеризация циклопропана происходит также при реакциях замещения, причем цикл сужается или расширяется, как правило, на один атом углерода (М. Кижнер, В. Марковников):

    Рисунок 12.

Реакции с солями ртути

Производные циклопропана реагируют с солями ртути. Эти реакции, были открыты Р. Я. Левиной, и напоминают оксимеркурирование алкенов. Направление раскрытия цикла также как и в случае прочих реакций присоединения соответствует правилу Марковникова.

Рисунок 13.

Метиленциклопропан

Метиленциклопропан представляет собой органическое соединение с формулой $(CH_2)_2CCH_2$.

Рисунок 14.

Это бесцветный легко сжижаемый газ, который используется в качестве реагента в органическом синтезе.

Будучи напряженной и ненасыщенной молекула метиленциклопропана претерпевает множество реакций, особенно в присутствии металлических катализаторов. Например, метиленциклопропаны могут быть преобразованы в циклобутеноны в присутствии платинового катализатора. Этот процесс можно рассматривать аналогично расширению цикла самого циклопропана и прочих его производных:

Рисунок 15.

1-Бромпропан — 1-Bromopropane

1-бромпропан ( п -propylbromide или ПБ ) представляет собой броморганическое соединение с химической формулой CH 3 CH 2 CH 2 Br. Это представляет собой бесцветную жидкость, которая используется в качестве растворителя. Он имеет характерный запах углеводородов. Его промышленное применение резко возросло в 21 — м веке.

подготовка

Промышленные маршруты к 1-бромпропану включают свободнорадикальный дополнения в соответствующих алкен. Таким образом, анти-Марковникова продукт получается.

Лабораторный синтез включает обработку пропанола со смесью бромистоводородных и серной кислот :

СН 3 СН 2 СН 2 ОН + HBr → СН 3 СН 2 СН 2 Br + Н 2 О

Альтернативные пути синтеза включают обработку пропанола с трибромидом фосфора . или с помощью реакции Hunsdiecker с масл ной кислоты .

Приложения

Как и во многих других жидких галоидоуглеводородах, 1-бромпропан находит применение в качестве жидкого или газообразного растворителя . Это является растворителем для клеев в аэрозольных клеях , что клей прокладок из пены вместе. Это представляет собой растворитель , в асфальтовом производстве, в авиационной промышленности для технического обслуживания, а также в производстве синтетического волокна. Это является растворителем для обезжиривания пластмасс, оптики и на металлических поверхностях, чтобы удалить остатки от пайки электронных плат.

Его все более широкое использование в 21 — м веке в результате необходимости замены хлорфторуглеродов и перхлорэтилен (тетрахлорэтилен) в качестве растворителя для сухой чистки.

регулирование

В ЕС 1-бромпропан был классифицирован как репродуктивных токсикантов на регистрации, оценки, разрешения и ограничения химических веществ , что делает его «субстанция повышенного внимания».

С 2007 года он был одобрен для использования в США ЕРА политике существенных новых альтернативах (SNAP) в качестве подходящей замены химических веществ , разрушающих озоновый слой. US EPA объявила , что на основе плана работы , подготовленной в соответствии с токсичными веществами Закон о контроле от 1976 года , в 2013 году начнет полную оценку риска 1-Бромпропан.

Каролина Департамент Северной отдела охраны труда и промышленной гигиене лейбористов издало оповещения опасности в 6/2014, так как он «не регулируется, чтобы защитить работников, потребителей или окружающей среды».

безопасности

В 2003 году Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) установить взвешенной по времени среднее значение порогового предела для 8-часовой экспозиции на 10 частей на миллион (частей на миллион). В 2014 году была принята ACGIH нижний пороговый предел 0,1 частей на миллион в виде 8-часового времени средневзвешенного. Администрация безопасности и здоровья Калифорнии труда установить допустимый предел воздействия на 5 частей на миллион в 2010 году Хотя симптомы чрезмерного воздействия может начаться в течение 2 -х дней воздействия, как правило , длительное воздействие является более вредным.

В 2008 году США CDC рекомендовал использовать 1-бромпропана в качестве замены перхлорэтилена может потребовать корректировки и модификации оборудования, улучшение вентиляции, а также использование средств индивидуальной защиты .

В 2013 году , группа рецензирования созвано США Национальной токсикологической программы единогласно рекомендовал 1-бромпропана, классифицируются как разумно предполагаемых человеческих канцерогенов .

Расширенное профессиональное воздействие 1-бромпропан в более высоких концентрациях , чем рекомендовано привело к значительным травмам работникам в Соединенных Штатах. Его использование в качестве растворителя в аэрозольных клеях , используемых для склеивания прокладок из пены было особенно спорным. Отмеченные симптомы чрезмерного воздействия влияют на нервную систему и включают спутанность сознания, невнятная речь , головокружение, парестезии , и трудности при ходьбе , необычная усталость и головные боли, развитие артралгии , нарушения зрения (трудность фокусировки) и подергивание мышц. Симптомы могут сохраняться в течение одного года. Другие симптомы включают раздражение слизистых оболочек , глаза , верхние дыхательные пути и кожи, а также временную потерю сознания. Потеря чувствительности в ногах, пример парестезии, разговорно называют «мертвой ноги» рабочие , которые страдают от нее. Из общенациональных «более чем 140 подушки рабочих по всей стране, в основном из растений в штате Юта, Миссисипи и Северная Каролина, , которые были подвергнуться воздействию опасных уровней химических веществ, многие из них заболели и не может ходить». Длительное воздействие одного работника в результате неврологической был компенсирован в Нью — Йорк Таймс. Отбор проб воздуха для уровня 1-бромпропана и мониторинга рабочих мочи на метаболиты являются эффективными при измерении рабочих экспозиции.

Профессиональный контакт с 1-бромпропана , как правило , происходит через дыхательный или контакте с кожей; он легко всасывается в кровь через кожу. Замена 1-бромпропана с водой или ацетоном на основе клеев является предпочтительным вариантом НИОТПГА для контроля профессионального облучения, но другие варианты включают технические средства контроль , такие как изоляцию и вентиляцию, административный контроль , а также средства индивидуальной защиты , которая включает защиту органов дыхания и кожи. 1-бромпропан может проникать большинство перчаток, но не те сделано из поливинилового спирта или ламинат.

исследования на животных

Исследования на животных 1-бромпропана показали , что это канцерогенное вещество в этих моделях. Грызуны воздействию 1-бромпропана разработали легких , толстой кишки и рак кожи при более высоких скоростях.

Воздействие на окружающую среду

Хотя 1-бромпропан естественным образом вырабатывается, это один из очень короткоживущих веществ , разрушающих озоновый слой химических веществ.

дальнейшее чтение

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Жирные кислоты – алифатические карбоновые кислоты – в организме могут находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тканях) либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов.

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, однако в тканях человека и животных в составе простых и сложных липидов найдено около 70 жирных кислот, причем более половины из них в следовых количествах. Практически значительное распространение имеют немногим более 20 жирных кислот. Все они содержат четное число углеродных атомов, главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие С16 и С18 (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Нумерацию углеродных атомов в жирно-кислотной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно 3/4 всех жирных кислот являются непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи.

Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между (9-м и 10-м атомами углеводородов); дополнительные двойные связи чаще бывают на участке между 11-м атомом углерода и метильным концом цепи. Своеобразие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заключается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т.е. между ними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (—СН=СН—СН2—СН=СН—). Подобные двойные связи обозначают как «изолированные».

Систематическое название жирной кислоты чаще всего образуется путем добавления к названию углеводорода окончания -овая. Насыщенные кислоты при этом имеют окончание -ановая (например, октановая кислота – систематическое название, каприловая кислота – тривиальное название), а ненасыщенные кислоты – -еновая (например, октадеценовая кислота – систематическое название, олеиновая кислота – тривиальное название) (табл. 6.1; 6.2).

В соответствии с систематической номенклатурой количество и положение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозначают с помощью цифровых символов: например, олеиновую кислоту как 18:1;9, линолевую кислоту как 18:2;9,12, где первая цифра – число углеродных атомов, вторая – число двойных связей, а следующие цифры – номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в образование двойной связи.

В специальной литературе жирные кислоты часто изображают в виде зигзагообразной вытянутой линии, отражающей жесткость валентного угла атомов углерода в 111° для насыщенной и в 123° – для двойной связи. Однако такая конформация является условной и справедлива только для случая, когда жирная кислота находится в кристаллическом состоянии. В растворах жирно-кислотная цепь может образовывать бесчисленное количество конформаций вплоть до клубка, в котором имеются и линейные участки различной длины в зависимости от числа двойных связей. Клубки могут слипаться между собой, образуя так называемые мицеллы. В последних отрицательно заряженные карбоксильные группы жирных кислот обращены к водной фазе, а неполярные углеводородные цепи спрятаны внутри мицеллярной структуры. Такие мицеллы имеют суммарный отрицательный заряд и в растворе остаются суспендированными благодаря взаимному отталкиванию.

Известно также, что при наличии двойной связи в жирнокислотной цепи вращение углеродных атомов относительно друг друга ограничено. Это обеспечивает существование ненасыщенных жирных кислот в виде геометрических

изомеров (рис. 6.1), причем природные ненасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию и крайне редко транс-конфигурации. Считают, что жирной кислоте с несколькими двойными связями цис-конфигурация придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид. По этой причине молекулы этих кислот занимают больший объем, а при образовании кристаллов упаковываются не так плотно, как транс-изомеры. Вследствие этого цис-изомеры имеют более низкую температуру плавления (олеиновая кислота, например, при комнатной температуре находится в жидком состоянии, тогда как элаидиновая – в кристаллическом). Цис-конфигурация делает ненасыщенную кислоту менее стабильной и более подверженной катаболизму.

Рис. 6.1. Конфигурация 18-углеродных насыщенных (а) и мононенасыщенных (б) жирных кислот.

Предыдущая страница | Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ

Решите цепочки. 150 баллов. Спасибо! Циклопропан ——1-бромпропан—(+Na)—— X1 —— (+Pt, t=300) —— X2—-толуол—-(+KMnO4, H2SO4) —-X3 C6H5 ———COONa——-C6H6- (+C2H4)———X1—(+Cl2)——X2———C6H5-CH=CH2———(+Br2)———-X3

1. Продолжи смысловой ряд, выбрав одно название из предложенных вариантов ответов.Смысловой ряд:гранит, молоко, _______.Варианты ответа:А — сталь;Б — чугун;В — дым.2. Отстаиванием можно разделить смесьводы и этилового спиртамела и солисахара и водыводы и растительного масла3. Фильтрованием можно разделить смесьводы и глиныводы и щелочипеска и мелаводы и глицерина4. Выпариванием можно разделить смесь:воды и щелочиводы и спиртаводы и глиныжелезных и деревянных опилок5. Что из перечисленного химического оборудования потребуется для выпаривания?фильтровальная бумагачашка для нагревания раствораделительная воронкагазоотводная трубка6. Перегонкой (дистилляцией) можно разделить смесь:спирта и водыводы и щелочижелезных и деревянных опилокводы и деревянных опилок7. Что из перечисленного химического оборудования потребуется для перегонки?холодильникоткрытый сосудконусовидная воронкаделительная воронка 1. Написать структурные формулы соединений: а) 3,5-диметилгептанон-2 б) 4-метилпентанон-2 в) 3,5-диметилгексанон-2 Ребята, помогите пожалуйста Какие из перечисленных средств, используемых в быту, являются продуктами бытовой химии (возможно несколько вариантов ответа)? Это: деревянная расчёска средство для удаления накипи все перечисленные средство для мытья окон Суміш аміноетанової та етанової кислот масою 54г. прореагувала з розчином нітратної кислоти масою 200г. з масовою часткою 6,3%. Обчисліть масу етаново ї кислоти у розчині.Помогите пожалуйста​ Ребята, помогите пожалуйста Закончить уравнения реакций и написать их в ионном виде: а) нитрат бария + сульфат калия б) гидроксид магния + соляная кислота в) фосфорная кислота + гидроксид калия ХЕЛП Определи массу осадка, который образуется в реакции 240 г 8%-ного раствора хлорида бария с избытком раствора сульфата калия. Точность промежуточн ых вычислений — до тысячных. Ответ округли до десятых. Например: 0,3. ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТАА Какой объем аммиака образуется при взаимодействии азота с 67,2л водорода, если объемная доля выхода аммиака составляет 90% На каталітичне окиснення 10 г технічного ацетальдегіду витратили 18,6 г купрум (ІІ) гідроксиду. Розрахуйте масову частку ацетальдегіду в технічному зр азку

Циклопропан: строение и структура

Циклопропан был открыт в 1881 году Августом Фройндом, который также предложил правильную структуру для нового вещества в своей первой работе. Фройнд обрабатывал 1,3-дибромпропан с натрием, вызывая внутримолекулярную реакцию Вюрца, ведущую непосредственно к циклопропану.

$BrCH_2CH_2CH_2Br + 2Na \to (CH_2)_3 + 2NaBr$

Выход реакции была улучшен Густавсоном в 1887 году с использованием цинка вместо натрия. Циклопропан не имел никакого коммерческого применения, пока Хендерсон и Лукас обнаружили его анестетические свойства в 1929 году; промышленное производство началось с 1936 года.

Строение циклопропана

Циклопропан представляет собой молекулу циклоалкана с молекулярной формулой $C_3H_6$, состоящей из трех атомов углерода, связанных друг с другом с образованием кольца, каждый атомом углерода связан с двумя атомами водорода, что приводит к $D3h$ симметрии молекулы.

Рисунок 1.

Циклопропан и пропилен имеют одинаковую молекулярную формулу — $C_3H_6$, но имеют различные структуры, что делает их структурными изомерами.

  • Курсовая работа Циклопропан: строение и структура 430 руб.
  • Реферат Циклопропан: строение и структура 240 руб.
  • Контрольная работа Циклопропан: строение и структура 190 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

  • Циклопропан

    Рисунок 2.

  • Пропилен — $CH_2=CHCH_3$

    Рисунок 3.

Циклопропан является анестетиком. В современной анестезиологической практике, он был заменен другими агентами, из-за его крайней реактивности при нормальных условиях: когда газ смешивается с кислородом, существует значительный риск взрыва.

Енантиомерия производных циклопропана

Енантиомерия алициклических соединений возникает при наличии хирального атома углерода и отсутствия элементов симметрии, в первую очередь плоскости симметрии. Так, циклопропан с двумя одинаковыми заместителями в транс-1,2-положении или с двумя разными как в транс-1,2, так и в цис-1,2-положении существует в виде энантиомеров:

Рисунок 4.

Соединения с цис-1,2 и транс-1,2 пложениями двух одинаковых заместителей является диастереоизомерами между собой.

Молекулярная структура циклопропана

Молекулярную структуру циклопропана можно представить в виде правильного треугольника с валентными углами между тремя атомами углерода по 60$^\circ$ и углами водород-углерод-водород по 114$^\circ$:

Рисунок 5.

Таким образом валентные углы в цикле циклопропана на 49,5$^\circ$ меньше тетраэдрических углов между углеродными атомами алканов, что приводит к напряжению, называемому угловым напряжением Байера.

Рисунок 6.

Такое отклонение объясняется двумя различными теориями:

Рисунок 7. Схема образования связей в циклопропана: а — структура А, Коулсона и Е. Моффита, б — структура А. Уолша. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Наличие такой связи и внутреннего «байеровського» напряженияе приводит к откланению внутренней энергии циклопропана по сравнению с другими циклоалканами и вызывает его высокую реакционную способность, подобную алкенам. Это означает условно, что циклизация пропана в циклопропан более эндотермических реакцией, которая нуждается в дополнительной энергии — энергии «напряжение» в сравнении с циклизацией гексана в циклогексан. Поэтому в реакциях, которые проходят с расщеплением пропановой цикла, высвобождается тот избыток энергии »напряжение», что и является проявлением его высокой реакционной способности.

Циклопропан, как анестетик

Циклопропан был введен в клиническую практику о американским анестезиологом Ральфом Вотерсом, который использовал закрытую систему с поглощением углекислого газа, чтобы сохранить этот тогда дорогостоящий агент. Циклопропан является относительно мощным анестетиком, не вызывает раздражения и имеет сладкий запах с минимальной альвеолярной концентрацией 17,5% и коэффициентом распределения кровь/газ 0,55. Это означает, что индукция анестезии при вдыхании циклопропана и кислорода была быстрой и не неприятной. Однако при длительной анестезии циклопропаном у пациентов может возникнуть внезапное снижение кровяного давления, что может привести к сердечной аритмии; реакции, известной как «циклопропановый шок». По этой причине, а также из-за его высокой стоимости и его взрывоопасности, его теперь используют только для индукции анестезии, и из клинического использования он исключон с середины 1980-х годов. Баллоны циклопропана и его расходомеры были окрашены в оранжевый цвет.

Циклопропан неактивен для ГАМК и глициновых рецепторов, а вместо этого выступает в качестве антагониста рецептора НМДА. Он также ингибирует рецептор АМПА и никотиновые рецепторв ацетилхолина и активизирует определенные каналы К2П.

Формула циклопропана

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *