13. Алициклические углеводороды

К алициклическому ряду относятся карбоциклические соединения, не обладающие ароматическим характером, в частности не содержащие бензольных колец.

Простейшими соединениями алициклического ряда являются циклоалканы. Их называют также циклопарафинами, полиметиленовыми углеводородами или нафтенами.

Наряду с циклоалканами существуют циклоалкены, циклоалкины.

Изомерия. Номенклатура

Строение алициклов разнообразно:

моноциклический спирановый мостиковая бициклический

алкан углеводород структура алкан

В дальнейшее уделим внимание только моноциклическим алканам.

Для моноциклических алканов характерна структурная изомерия следующих видов.

1. По величине кольца:

циклогексан метилциклопентан этилциклобутан

Для обозначения алициклов чаще используют сокращенные формулы, в которых не записываются символы углеродов и связанных с ними водородов, входящих в состав кольца:

2. По положению заместителей в кольце:

1,2-диметилциклогексан 1,4-диметилциклогексан

3. По строению заместителей:

пропилциклопропан изопропилциклопропан

При наличии двух заместителей в кольце помимо структурной изомерии возможна стереоизомерия, как геометрическая, так и оптическая.

Циклоалканы с одним кольцом называют путем добавления приставки цикло к названию соответствующего алкана. Нумерация всегда начинается с углерода, содержащего старший заместитель (функциональную группу) и ведется таким образом, чтобы сумма цифр, показывающая положения заместителей, была минимальной.

Существует много алициклических соединений, молекулы которых содержат несколько конденсированных циклов. Для таких соединений удобна следующая номенклатура. В названии учитывают все атомы углерода, входящие в циклы, а в скобках показывают число атомов углерода, находящихся между общими углеродными атомами. Нумерацию производят от разветвления по наиболее длинной цепи:

бициклононан (4,3,0) бициклогексан (2,2,0)

Способы получения

Циклоалканы могут быть получены либо из соединений жирного ряда, либо из производных с соответствующим циклом. Циклопрарафины с пятью и шестью членами в цикле могут быть выделены из соответствующих фракций некоторых нефтей.

Кроме того, способы получения алициклических соединений можно разделить на общие, применяемые для получения соединений с различной величиной цикла, и специальные, область применения которых ограничена только одним типом цикла.

Из многочисленных общих способов получения циклоалканов рассмотрим только три:

1. Дегалогенирование дигалогенопроизводных под действием цинка (разновидность реакции Вюрца):

1,4-дихлорбутан циклобутан

Этим методом обычно получают трех-, четырех- или пятичленные циклы.

2. Взаимодействие дигалогенопроизводных с натрий-малоновым эфиром. Этим методом получают соединения с 3 – 6 членными циклами:

3. Пиролиз солей двухосновных кислот, начиная с шести атомов углерода в цепи. Этот метод применим для получения соединений с 5,6 и более членами в цикле: