Reakcie z prídavok sú dôležité činnosti s ohľadom na organické syntézy, pretože prostredníctvom nich možno vyvinúť zaujímavé množstvo organických látok.
Aby adičná reakcia prebehla, je potrebné vytvoriť dve väzbové miesta v uhlíkovom reťazci, ku ktorému dochádza jednoducho vtedy, keď je reťazec nenasýtený (prítomnosť pí odkaz). Keď je teda prepojenie pi prerušené, stránky sa objavia v reťazci.
Skupina látok, ktoré je možné použiť pri syntézach, sú cykloalkány alebo cyklány, skupina uhľovodíkov s cyklickými a nasýtenými reťazcami. Vyhýbajú sa všeobecnému pravidlu sčítania, pretože nemajú pí odkaz, ale v závislosti od určitých podmienok (teplo, kov katalyzátora, kyslé médium) môžu podstúpiť prerušenie reťazca medzi dvoma atómami uhlíka, čo spôsobí, že sa objavia dve väzbové miesta na uskutočnenie adície. Existuje však skutočnosť, ktorá obmedzuje použitie týchto zlúčenín. Faktom je hovor teória kruhového napätia, ktorú navrhol Adolf V. Bayer v roku 1885.
Aby sa sigma väzba medzi uhlíkmi prerušila, musí medzi uhlíkmi existovať určitá nestabilita. Táto nestabilita súvisí s uhlom väzieb medzi uhlíkmi. Podľa Bayera uhol, ktorý poskytuje a
veľká stabilita pre odkaz sigma je 109,47O. Teda reťazce, ktoré majú uhol medzi uhlíkmi menší ako 109,47O majú tendenciu mať nestabilitu v sigma väzbách medzi uhlíkmi, ktoré tvoria reťazce, čo podporuje ich pretrhnutie spojené s ideálnym vonkajším stavom.Jediné cykloalkány, ktoré majú uhol menší ako 109,47O medzi jeho uhlíky patria cyklopropán (60O), cyklobután (90Oa cyklopentán (108O). Cyklopentán má uhol veľmi blízky 109,47O má veľmi stabilné sigma väzby, preto nemôže prejsť žiadnou adičnou reakciou. Nižšie uvádzame štruktúry týchto troch cykloalkánov:
Štruktúrny vzorec cyklopropánu, cyklobutánu a cyklopentánu
Pozorovanie: Akýkoľvek cykloalkán, ktorý má viac ako 5 uhlíkov v reťazci, vykoná substitučnú reakciu za príklad a nikdy nie sčítanie, pretože sigma väzby medzi ich atómami uhlíka sú extrémne stabilný.
Adičné reakcie, ku ktorým môže dôjsť pri cykloalkánoch, sú v podstate všetky, ale pri cyklopentáne jediné, ktorým môže prejsť, sú hydrogenácia a halogenácia. Nižšie sú uvedené príklady prídavkov s cykloalkánmi a podmienky ich výskytu:
a) Hydrogenácia
Reakcia cykloalkánu s molekulou vodíka za prítomnosti práškového kovového katalyzátora (zinok, nikel alebo platina) v prítomnosti zahrievania (okolo 180 °COÇ). Pri tejto reakcii cykloalkán povedie k vzniku a alkán. V tejto reakcii sa po prerušení cyklu pridá jeden atóm vodíka ku každému uhlíku sigma väzby, ktorá bola prerušená.
Adičná reakcia v cyklobutáne s použitím vodíka
b) Halogenácia
Reakcia cykloalkánu s molekulou halogénu (napríklad chlór, bróm, jód) za prítomnosti katalyzátora chloridu železitého (FeCl)3). Pri tejto reakcii cykloalkán povedie k vzniku a organický halogenid s dvoma atómami halogénu v reťazci. Po prerušení cyklu sme pridali atóm halogénu na každý z uhlíkov sigma väzby, ktorá bola prerušená.
Adičná reakcia v cyklobutáne s použitím brómu
c) Reakcia s halogénhydridmi (halogenidy kyselín)
Reakcia cykloalkánu s molekulou anorganického hydrátu obsahujúcou halogén (HCl. HBr, HI). Keďže sa ako reaktant používa kyselina, katalyzátor sa nepoužíva. Pri tejto reakcii cykloalkán povedie k vzniku a organický halogenid len s jedným atómom halogénu v reťazci. Po prerušení cyklu máme pridaný atóm vodíka na jeden z uhlíkov sigma väzby, ktorá bola prerušená, a halogén na druhý uhlík. Dodržiavanie Markovnikovovho pravidla (H na najviac hydrogenovanom uhlíku a halogén na najmenej hydrogenovanom uhlíku).
Poznámka: Vyskytuje sa iba pri cyklopropáne a cyklobutáne.
Adičná reakcia v cyklopropáne s použitím kyseliny chlorovodíkovej
Poznámka: Vyskytuje sa iba pri cyklopropáne a cyklobutáne.
d) Hydratácia
Reakcia cykloalkánu s molekulou vody v prítomnosti kyseliny sírovej a zahrievania. Pri tejto reakcii cykloalkán povedie k vzniku a monoalkohol (alkohol s iba jednou OH skupinou v reťazci). Po prerušení cyklu máme pridanie atómu vodíka na jeden z uhlíkov sigma väzby, ktorá bola prerušená, a hydroxylu (OH) na druhý uhlík. Dodržiavanie Markovnikovovho pravidla (H na najviac hydrogenovanom uhlíku a hydroxyl na najmenej hydrogenovanom uhlíku).
Poznámka: Vyskytuje sa iba pri cyklopropáne a cyklobutáne.
Adičná reakcia v cyklopropáne s použitím kyseliny chlorovodíkovej
Od mňa, Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/adicoes-ciclanos.htm