В) с алюмогидридом лития

По аналогии с пропиленом циклопропан с LiAlH₄ образует трипропилалюминий:

2CH₂-CH₂

LiAlH₄ CH₂

СН₂ – СН₂ СН₂ – СН₂ CH₃-CH₂-CH₂-AlH₂ (CH₃CH₂CH₂)₃Al

СН₂ – LiH СН₂…..AlH₃

циклопропил- пропилдигидроалюминий трипропилалюминий

тригидроалюминий

Однако в такие реакции, типичные для непредельных углеводородов, как озонирование, окисление перманганатом калия, полимеризация, циклопропан не вступает.

Производное циклопропана, такое как 1,2-циклопропандикарбоновая кислота имеет два вида изомерии: геометрическую и оптическую:

НООС СООН НООС СООН НООС Н Н СООН

1СН 2СН 1НС 2СН 1НС 2СН НС1 2СН

СН₂ СН₂ СН₂ СН₂

цис-форма транс-форма

имеет плоскость молекулы, не имеет плоскости молекулы,

не имеет антиподов ( то же самое ) имеет антиподы

оптическинедеятельно онтически деятельно

ЦИКЛОГЕКСАН

Особый интерес представляет циклогексан и его производные. Как было сказано выше, ученые Заксе и Мор предложили теорию о неплоском строении молекулы циклогексана. При этом были выбраны возможные две неравные по устойчивости конформации циклогексана, когда 4 атома углерода находились в одной плоскости, а 2 – в другой или 3 атома углерода в одной плоскости, а 3 – в другой:

● ●

● ●

● ● ●

●

● ●

● ●

конформация «ванна» конформация «кресло»

Различными физико-химическими методами исследования (ИК-, ПМР-спектры, спектры комбинационного рассеивания, термохимические данные)было показано, что в обычных условиях циклогексан находится в конформации «кресло», у которого двугранные углы равны между собой и знаки их чередуются (атомы водорода пространственно всех дальше удалены друг от друга). Конформация «кресло» устойчивее конформации «ванна» на 29,3 кДж/моль. В конформации «ванна» значения двух двугранных углов равны нулю, а атомы в положении 1,2,4 и 5 находятся в заслоненном состоянии (обозначения знаков введены Прелогом). Существует еще третья конформация, свободная от углового напряжения – «твист». Эта конформация образуется при закручивании формы «ванна», энергия конформации «твист» на 5,44 кДж/моль ниже энергии «ванна» вследствие уменьшения отталкивания между атомами водорода в положении 1,4. Взаимодействие в положении 3 и 6 практически отсутствует. Эта конформация имеет 2 оси симметрии.

3 6

6 3 4 1

5 4

1 2 2 5

«кресло» «ванна» «твист»

Между конформациями «кресло» и «твист» существует равновесие, хотя вклад последней незначителен. При комнатной температуре их соотношение равно 1:10 000. Быстрое взаимное превращение при обычных температурах делает возможным их разделение. Существует еще одна конформация «конверт», где 5 атомов углерода лежат в одной плоскости, а один атом углерода выходит из этой плоскости:

«конверт»

В форме «кресло» различают два типе связей между атомами углерода и водорода: аксиальные (полюсные) и экваториальные (радиальные). Аксиальные связи попеременно направлены в противоположные стороны от плоскости кольца, экваториальные направлены радиально от плоскости кольца и попеременно отклонены вверх и вниз.

Кольцо находится в инверсии и при этом конформация СI переходит в конформацию IC, а аксиальные связи становятся экваториальными:

Н

а Н Н е е

а е Н

а Н Н е Н

Н а Н е е

а а Н

Н Н

конформация IC

ось симметрии

конформация СI

У монозамещенных циклогексана заместитель может занять положение либо аксиальное, либо экваториальное:

Н а СН₃

а Н Н е е

а е Н

а Н Н е Н

Н а е СН₃Н е е

а а Н

Н Н

конформация СI конформация IC

е-конформер а-конформер

Изменение электронной дифракции показало, что если возможен выбор, заместитель становится в экваториальное положение. Это не означает, что с появлением заместителей прекращается инверсия кольца. В случае метилциклогексана инверсия происходит со скоростью 10⁶ качаний в 1 секунду. Но в равновесии будет преобладать экваториальная форма, так как в этом случае наблюдается меньше пространственных затруднений.

Монозамещенныецикланы всегда имеют плоскость симметрии, проходящую через заместитель, водородный атом и углеродный атом, с которым оба они связаны, и для монозамещенных цикланов невозможна цис-, транс-изомерия.

Дизамещенныецикланы при наличии двух заместителей, одинаковых или разных, но находящихся при разных углеродных атомах цикла, могут иметь цис-, транс-изомерию. В этом случае цис-соединения всегда имеют плоскость симметрии, следовательно, оно оптически недеятельно, а его зеркальное изображение тождественно с оригиналом. Транс-соединения не имеют плоскости симметрии, в нем появляются сразу два асимметрических центра, и для таких изомеров характерна оптическая изомерия.