Extras din curs

Mulţi compuşi organici conţin cicluri de atomi. Carbohidraţii pe care îi consumăm sunt compuşi ciclici, nucleotidele ce constituie AND-ul şi ARN-ul sunt compuşi ciclici, antibioticele utilizate în tratarea maladiilor sunt compuşi ciclici. În acest capitol cicloalcanii sunt exemple pentru a discuta proprietăţile şi stabilitatea compuşilor ciclici.

Izomeria geometrică a cicloalcanilor Ca şi alchenele, inelul cicloalcanilor are restricţie la rotaţia liberă. La cicloalcanii substituiţi, doi substituenţi pot fi fie de o parte (cis) fie de cealaltă parte a ciclului(trans).

Datorită structurii şi comportării chimice diferite, cicloalcanii se împart în funcţie de mărimea ciclului în :

a. cicloalcani cu inele mici(C3-C4)

b. cicloalcani cu inele normale (C5-C7)

c. cicloalcani cu inele mari (peste C7)

Metode de obţinere

Cele mai multe metode de obţinere au la bază reacţii de ciclizare ale compuşilor aciclici cu funcţiuni.

Sinteza tip Wurtz,

Metode speciale

a. hidrogenarea catalitică a arenelor :

b. dehidrogenarea cicloalcanilor:

c. izomerizarea cicloalcanilor:

Proprietăţi fizice

Cicloalcanul formula Punct de fierbere (oC) Punct de topire (oC) densitate

ciclopropan C3H6 -33 -128 0,72

ciclobutan C4H8 -12 -50 0,75

ciclopentan C5H10 49 -94 0,74

ciclohexan C6H12 81 7 0,78

cicloheptan C7H14 118 -12 0,81

ciclooctan C8H16 148 14 0,83

Caracteristici spectraleIR: Spectrele prezintă vibraţii de valenţă simetrice şi asimetrice ale grupărilor CH2. RMN : Deplasările chimice specifice grupărilor CH2 variază cu mărimea ciclului.

ciclopropan Ciclobutan ciclopentan ciclohexan

IR: sim 3020 2896 2868 2853

IR: asim - 2974 - 2927

IR: - 1444 1445 1450

RMN: ppm 0,22 1,96 1,52 1,44

Conformaţia cicloalcanilor

Conformaţia şi stabilitatea ciclurilor poate fi influenţată de următoarele tensiuni: tensiunea angulară , Baeyer(devierea valeţelor de la unghiul tetraedric normal); tensiunea de torsiune, Pitzer( devierea de la conformaţia intercalată); tensiuni sterice (datorate forţelor de repulsie şi de atracţie dintre atomii nelegaţi: interacţii 1,3-diaxiale, tensiune Van der Waals; interacţii dipol-dipol).

Ciclopropanul Ciclopropanul este singurul cicloalcan plan

Ciclobutanul Este un cicloalcan neplan deşi o vreme a fost considerat plan.

Ciclopentanul Chiar dacă este reprezentat ca un pentagon regulat plan, unghiurile de legătură vor fi 108o, o valoare foarte apropiată de unghiul tetraedric de 109,5o. Ciclopentanul adoptă o conformaţie tip „plic”, conformaţie care reduce tensiunile din ciclu.

Ciclohexanul nu are structură plană. Ciclohexanul poate prezenta două conformaţii mai stabile: „baie” şi „scaun” . Dintre acestea, conformaţia „scaun” este cea mai stabilă.