Малые циклы: получение и раскрытие

8 заданий

Получение малых циклов

Цикл получают, замыкая два конца одной цепи.

Как получить циклоалкан

Внутримолекулярный Вюрц (Густавсон): \(\ce{BrCH2CH2CH2Br + Zn -> C3H6 + ZnBr2}\).
Карбены и Симмонс — Смит (уроки 127–128) — циклопропаны из алкенов.
Пиролиз солей дикарбоновых кислот: адипинат бария → циклопентанон → (Клемменсен) циклопентан.
Гидрирование аренов: бензол → циклогексан.

1,5-Дибромпентан → циклопентан; адипиновая кислота → циклопентанон → циклопентан

Примеры

1. 1,3-Дибромпропан + Zn → циклопропан.

2. 1,4-Дибромбутан + Na → циклобутан (с примесями).

3. Адипиновая кислота + \(\ce{Ba(OH)2}\), \(t\) → циклопентанон.

errorЦикл на атом меньше

При кетонизации дикислоты уходит \(\ce{CO2}\): из шести атомов углерода адипиновой кислоты получается пятичленный цикл.

edit_noteПопробуйте сами

Какой кетон даст пиролиз соли гептандиовой (пимелиновой) кислоты?

expand_moreПоказать решение

Циклогексанон.

Раскрытие малых циклов

Напряжение делает циклопропан «почти алкеном».

Как предсказать раскрытие цикла

Циклопропан присоединяет \(\ce{H2}\) (Ni, 80 °C), \(\ce{Br2}\), HBr — цикл раскрывается.
Замещённый циклопропан: протон к наименее замещённому атому, галоген — к тому, где устойчивее катион (Марковников).
Циклобутан раскрывается только водородом при 200 °C; циклопентан и циклогексан — не раскрываются.
\(\ce{KMnO4}\) и \(\ce{K2Cr2O7}\) циклопропан не окисляют — так его отличают от пропена.

Циклопропан и метилциклопропан: HBr и водород

Примеры

1. Циклопропан + HBr → 1-бромпропан.

2. Метилциклопропан + HBr → 2-бромбутан.

3. Циклопропан + \(\ce{Br2}\) (\(h\nu\)) → 1,3-дибромпропан; + \(\ce{Cl2}\) (\(h\nu\)) → хлорциклопропан и 1,3-дихлорпропан.

errorБром на свету — и присоединение, и замещение

С циклопропаном хлор на свету частично замещает водород (хлорциклопропан), частично раскрывает цикл.

edit_noteПопробуйте сами

Как отличить циклопропан от пропена?

expand_moreПоказать решение

Перманганатом: пропен обесцвечивает раствор, циклопропан — нет.

push_pinГлавное

Малые циклы напряжены (циклопропан ~115, циклобутан ~110 кДж/моль) и поэтому раскрываются: циклопропан присоединяет \(\ce{H2}\) (Ni, 80 °C), \(\ce{Br2}\), HBr — как алкен, но медленнее, и не окисляется перманганатом. Замещённые циклопропаны раскрываются по Марковникову. Циклопропаны получают внутримолекулярным Вюрцем (1,3-дибромпропан + Zn), карбенами, Симмонсом — Смитом; циклопентанон — пиролизом солей адипиновой кислоты.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.