Решение. Общий подход:

Общий подход:

В основе получения вещества А лежит реакция Вюрца, которая используется для получения алканов при межмолекулярном взаимодействии галогеналканов с металлическим натрием, а также циклоалканов (с С₃-С₆) при внутримолекулярном взаимодействии. Взаимодействие 1,3–дигалогеналканов с металлическим натрием приводит к образованию циклопропана и его гомологов. При взаимодействии натрия с 1,4-дигалогеналканом образуется циклобутан.

Алициклические углеводороды с малыми циклами (циклопропан, циклобутан) значительно отличаются по своим химическим свойствам от алканов и остальных групп циклоалканов. В зависимости от характера реагента и условий они ведут себя в одних случаях как насыщенные углеводороды, вступая в реакции радикального замещения (S_R), в других случаях – как ненасыщенные соединения, вступая в реакции присоединения, протекающие с раскрытием цикла. Движущей силой реакций присоединения является снятие торсионного напряжения. Способность к раскрытию цикла обусловлена особым строением углерод–углеродных, так называемых t-связей («банановых»), отличных от обычных s-связей. t-Cвязи образуются путем перекрывания sp³-гибридных орбиталей атомов углерода не на прямой, соединяющей ядра атомов, а с внешней стороны от этой прямой. Эффективность такого перекрывания меньше, чем при осевом перекрывании, характерном для s-связи, но больше, чем при боковом (латеральном), характерном для p-связи. Поэтому по энергии, следовательно, по прочности t-связи занимают среднее положение между s- и p-связями.

Образование t-связи энергетически оправдано, так как при этом уменьшается энергия вследствие уменьшения углового напряжения. Квантовомеханическими расчетами показано, что реальные валентные углы циклопропана равны 104⁰, а не 60⁰, как это было бы в случае s-связей.

Некоторый p-характер углерод–углеродных связей в циклопропане подтверждается также их меньшей (0,151 нм), чем в алканах (0,154 нм), длиной.

Этап 1. На первой стадии из 1,3-дибромалкана под действием металлического натрия происходит образование замещенного циклопропана (А).

1,3-Дибром-2-метилпропан Метилциклопропан

Этап 2. 1. Гидрирование метилциклопропана водородом на никелевом катализаторе. Реакция идет с раскрытием цикла в более жестких условиях, чем в случае алкенов

изобутан

2. Г алогенирование метилциклопропана бромом проходит с раскрытием цикла с образованием 1,3–дибромбутана.

1,3-Дибромбутан

Примечание: при хлорировании в условиях, способствующих свободнорадикальным реакциям, циклопропан может вступать в реакции замещения:

хлорциклопропан

3. Гидробромирование, гидратация гомологов циклопропана проходит как реакция электрофильногоприсоединения с раскрытием цикла по правилу Марковникова, то есть водород (электрофильная частица) присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода с образованием наиболее стабильного карбокатиона.

Химизм реакции:

Дата добавления: 2015-07-20