サイクランの追加。サイクランにおける付加反応の種類

の反応添加それらを通して興味深い数の有機物質を開発することができるので、有機合成に関して重要な行動です。

付加反応が起こるためには、炭素鎖に2つの結合部位を作成する必要があります。これは、鎖が不飽和の場合にのみ発生します（ piリンク). したがって、piリンクが切断されると、サイトはチェーンに表示されます。

さらに合成に使用できる物質のグループは次のとおりです。 シクロアルカンまたはサイクラン、環状および飽和鎖を持つ炭化水素のグループ。それらはpiリンクを持たないため、加算の一般的な規則を免れますが、いくつかの条件によって異なります （熱、触媒金属、酸性媒体） それらは2つの炭素原子間で鎖が切断され、追加が行われるために2つの結合部位が現れる可能性があります。しかし、これらの化合物の使用を制限するという事実があります。事実は電話です アドルフVによって提案されたリング応力理論。 1885年のバイエル.

炭素間のシグマ結合が切断されるためには、炭素間に特定の不安定性がなければなりません。この不安定性は、炭素間の結合角に関連しています。バイエルによると、 優れた安定性 シグマリンク用 109.47です^O. したがって、炭素間の角度が109.47未満の鎖^O それらは、鎖を形成する炭素間のシグマ結合が不安定になる傾向があり、理想的な外部条件に関連するそれらの破壊に有利に働きます。

109.47よりも小さい角度を持つ唯一のシクロアルカン^O その炭素の中には シクロプロパン（60^O）、シクロブタン（90^O）およびシクロペンタン（108^O). シクロペンタンの角度は109.47に非常に近い^O 非常に安定したシグマ結合を持っているため、付加反応を起こすことはできません。以下に、これら3つのシクロアルカンの構造を示します。

それぞれシクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタンの構造式

観察： 鎖に5個を超える炭素を含むシクロアルカンは、次の置換反応を実行します。たとえば、炭素原子間のシグマ結合は非常に大きいため、加算することはありません。安定。

シクロアルカンで起こりうる付加反応は基本的にすべてですが、シクロペンタンでは水素化とハロゲン化だけが起こります。以下は、シクロアルカンの添加例とその発生条件です。

a）水素化

加熱（約180°C）の存在下での粉末金属触媒（亜鉛、ニッケルまたは白金）の存在下でのシクロアルカンと水素分子との反応

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^ONS）。この反応では、シクロアルカンは アルカン. この反応では、サイクルが切断された後、切断されたシグマ結合の各炭素に1つの水素原子が追加されます。

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水素を用いたシクロブタンの付加反応

b）ハロゲン化

塩化鉄III触媒（FeCl）の存在下でのシクロアルカンとハロゲン分子（塩素、臭素、ヨウ素など）との反応₃). この反応では、シクロアルカンは 有機ハロゲン化物 鎖に2つのハロゲン原子があります。サイクルが切断された後、切断されたシグマ結合の各炭素にハロゲン原子が追加されます。

臭素を用いたシクロブタンの付加反応

c）ハロゲン化水素酸塩（酸ハロゲン化物）との反応

シクロアルカンとハロゲン含有無機水和物分子（HCl、HBr、HI）との反応。反応物として酸を使用しているため、触媒は使用していません。この反応では、シクロアルカンは 有機ハロゲン化物 鎖にハロゲン原子が1つしかない。サイクルが中断された後、切断されたシグマ結合の炭素の1つに水素原子が追加され、もう1つの炭素にハロゲンが追加されます。マルコフニコフの法則に従う（最も水素化された炭素ではH、最も水素化されていない炭素ではハロゲン）。

注：これは、シクロプロパンとシクロブタンでのみ発生します。

塩酸を用いたシクロプロパンの付加反応

注：これは、シクロプロパンとシクロブタンでのみ発生します。

d）水分補給

硫酸の存在下でのシクロアルカンと水分子との反応および加熱。この反応では、シクロアルカンは モノアルコール （鎖にOH基が1つしかないアルコール）。サイクルが中断された後、切断されたシグマ結合の炭素の1つに水素原子が追加され、もう1つの炭素にヒドロキシル（OH）が追加されます。マルコフニコフの法則に従います（最も水素化された炭素ではH、最も水素化されていない炭素ではヒドロキシル）。

注：これは、シクロプロパンとシクロブタンでのみ発生します。

塩酸を用いたシクロプロパンの付加反応