Wikipedia

Ero sivun ”Sykloheksaani” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
viitteetteettömän tiedon korvaus
Ei muokkausyhteenvetoa
Rivi 15:
'''Sykloheksaani''' on kuuden hiiliatomin muodostama rengasrakenteinen [[sykloalkaani]], josta käytetään myös nimiä ''heksahydrobentseeni'' ja ''heksametyleeni''.
 
25°C ja/tai 1 [[Normaali-ilmakehä|atm]] oloissa sukloheksaanin [[taitekerroin]] on 1.4235, [[leimahduspiste]] on -20°C, [[itsesyttymislämpötila]] 245°C ja liukoisuus veteen 0.058 g per kg H<sub>2<sub/sub>O.<ref name=":crc">{{Kirjaviite|Tekijä=WM Haynes & DR Lide & TJ Bruno|Nimeke=CRC Handbook of Chemistry and Physics|Vuosi=2014|Sivu=3-132, 5-163, 16-25|Selite=95. painos|Julkaisupaikka=Boca Raton, Florida|Julkaisija=CRC Press|Tunniste=[[OCLC]]: 908078665|Isbn=9781482208689|www=https://books.google.com/books?id=bNDMBQAAQBAJ}}</ref>
 
==Stereokemia==
Rivi 23:
 
===Rengaskäännös ja konformaatiot===
Yleisin [[konformaatio]] sykloheksaanilla on tuoli. Se voi läpikäydä rengaskäännöksen, jossa sykloheksaanin aksiaaliset sidokset muuttuvat ekvatoriaalisiksi ja päinvastoin (kuva alla). Käännös on tasapainoreaktio, ja se esitetään kaksoisnuolin (⇌).<ref name=":1" />
[[Tiedosto:Cyclohexane ring flip.svg|kuva=Cyclohexane_ring_flip.svg|keski|pienoiskuva|600x600px|Sykloheksaanin olennaisimmat konformaatiot ovat tuoli- (1), puolituoli- (2), kierrevene- (3) ja venekonformaatiot (4), koska ne ovat osa rengaskäännöstä. Punainen vety muuntuu ekvatoriaalisesta aksiaaliseksi; sinisellä vedyllä asia on päinvastoin. Pinkit ja oranssit nuolet osoittavat kohdat joista rungon hiilten voidaan ajatella työntyvän kunkin nuolen osoittaman suuntaan rengaskäännöksen edetessä vasemman yläkulman rakenteesta muiden muotojen (2, 3, 4) kautta lopulta vasemman alakulman rakenteeseen.<ref name=":1" />]]
 
===Konformeerit===
[[Tiedosto:Cyclohexane twist-boat.svg|pienoiskuva|170x170px|Kierreveneen eräs esitystapa.]]
Sykloheksaanin hiiliatomit ovat sp<sup>3</sup> [[Hybridisaatio|hybridisoituneet]], joten ne pyrkivät [[tetraedri]]mäiseen muotoon. Tuolikonformaatiossa asia on näin, joten siinä ei ole [[rengasjännitys]]tä. Siten se on vakain ja sykloheksaaniliuoksissa yleisin konformaatio. RengaskäännösilmiöönRengaskäännökseen tarvittava energia on pieni, 43 [[kilojoule]]a per [[mooli]] (kJ/mol), joten sitä tapahtuu jatkuvasti ja nopeasti jo huoneenlämpötilassa.<ref name=":1">{{Kirjaviite|Tekijä=J Clayden, N Greeves, S Warren|Nimeke=Organic chemistry|Vuosi=2001|Sivu=367-368, 372-376|Selite=2. painos|Julkaisupaikka=Oxford|Julkaisija=University Press|Tunniste=[[OCLC]]: 867050415|Isbn=9780199270293}}</ref> Sykloheksaanin konformaatioista vakaimmat ovat [[Diastereomeeri|diastereomeereihin]] kuuluvia ''[[Konformeeri|konformeerejä]]'',<ref name=":0">{{Lehtiviite|Tekijä=GP Moss|Otsikko=Basic terminology of stereochemistry (IUPAC Recommendations 1996)|Julkaisu=Pure and Applied Chemistry|Ajankohta=1996-01-01|Vuosikerta=68|Numero=12|Sivut=2193–2222|Doi=10.1351/pac199668122193|Issn=1365-3075|www=https://www.degruyter.com/view/j/pac.1996.68.issue-12/pac199668122193/pac199668122193.xml}}</ref> jotka ovat tuoli ja kierrevene (kuva alla).<ref name=":1" />
 
Sykloheksaanin konformaatioista vakaimmat ovat [[Diastereomeeri|diastereomeereihin]] kuuluvia ''[[Konformeeri|konformeerejä]]'',<ref name=":0">{{Lehtiviite|Tekijä=GP Moss|Otsikko=Basic terminology of stereochemistry (IUPAC Recommendations 1996)|Julkaisu=Pure and Applied Chemistry|Ajankohta=1996-01-01|Vuosikerta=68|Numero=12|Sivut=2193–2222|Doi=10.1351/pac199668122193|Issn=1365-3075|www=https://www.degruyter.com/view/j/pac.1996.68.issue-12/pac199668122193/pac199668122193.xml}}</ref> jotka ovat tuoli ja kierrevene (kuva alla).<ref name=":1" />
[[Tiedosto:Cyclohexane ring flip and relative conformation energies.svg|kuva=Cyclohexane_ring_flip_and_relative_conformation_energies.svg|keski|pienoiskuva|571x571px|Tuoli- (<span style=color:#181>'''A'''</span>), kierrevene- (<span style=color:#0AF>'''B'''</span>), vene- (<span style=color:#FA0>'''C'''</span>), puolituolikonformaatiot (<span style=color:#F00>'''D'''</span>), joiden väliset potentiaalienergiaerot ovat vasemmalla. Vaaleanpunainen käyrä osoittaa energiaerojen muutoksen rengaskäännöksen aikana, joka etenee vasemmalta oikealle.<ref name=":1" /> A ja B ovat paikallisia energiaminimejä ja siten ne luokitellaan konformeereiksi.<ref name=":0" />]]Veneellä ei ole kulmajännitystä, mutta sillä on [[Steerinen jännitys|steeristä]] ja [[torsionaalinen jännitys|torsionaalista jännitystä]] ja on siksi epävakaampi kuin tuoli.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=J McMurry|Nimeke=Organic chemistry|Vuosi=2008|Sivu=119-120|Julkaisija=Brooks/Cole|Tunniste=[[OCLC]]: 701208906. [[LCCN]]: 2010936830|Isbn=9780840054449}}</ref> Puolituoli on energiatilaltaan korkeimmalla kaikista sykloheksaanin konformaatioista ja siksi vähiten suotuisa. Vääntynyt venekonformaatio on hieman venekonformaatiota vakaampi.<ref name=":1" />▼
 
▲[[Tiedosto:Cyclohexane ring flip and relative conformation energies.svg|kuva=Cyclohexane_ring_flip_and_relative_conformation_energies.svg|keski|pienoiskuva|571x571px|Tuoli- (<span style=color:#181>'''A'''</span>), kierrevene- (<span style=color:#0AF>'''B'''</span>), vene- (<span style=color:#FA0>'''C'''</span>), puolituolikonformaatiot (<span style=color:#F00>'''D'''</span>), joiden väliset potentiaalienergiaerot ovat vasemmalla. Vaaleanpunainen käyrä osoittaa energiaerojen muutoksen rengaskäännöksen aikana, joka etenee vasemmalta oikealle.<ref name=":1" /> A ja B ovat paikallisia energiaminimejä ja siten ne luokitellaan konformeereiksi.<ref name=":0" />]]Veneellä ei ole kulmajännitystä, mutta sillä on [[Steerinen jännitys|steeristä]] ja [[torsionaalinen jännitys|torsionaalista jännitystä]] ja on siksi epävakaampi kuin tuoli.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=J McMurry|Nimeke=Organic chemistry|Vuosi=2008|Sivu=119-120|Julkaisija=Brooks/Cole|Tunniste=[[OCLC]]: 701208906. [[LCCN]]: 2010936830|Isbn=9780840054449}}</ref> PuolituoliPuolituolin onkokonaisenergia energiatilaltaan korkeimmallasuurin kaikista sykloheksaanin konformaatioista ja siksi se on vähiten suotuisa. Vääntynyt venekonformaatio on hieman venekonformaatiota vakaampi.<ref name=":1" />
 
===Substituointi===
Yksi- eli monosubstituenttisen sykloheksaanin substituentin eli siihen liittyneen atomin/atomiryhmän (jokin muu kuin vety) ollessa aksiaalisesti, hylkivät substituoidun sykloheksaanin aksiaaliset vetyatomit liittynyttä substituenttia – siksi monosubstitituoitu sykloheksaani on lähinnä konformaatiossa, jossa substituentti on ekvatoriaalisesti.<ref name=":1" />
 
Rengaskäännösilmiön painottuneisuus [[substituentti|substituentin]] ekvatoriaaliseen muotoon riippuu erityisesti substituentin koosta, mutta myös muista ominaisuuksista. [[Metyylisykloheksaani]]ssa energiaero aksiaalisen ja ekvatoriaalisen muodon välillä on 7.3 kJ/mol, ja aksiaalinen muoto on 19 kertaa yleisempi kuin ekvatoriaalinen. ''tert''-butyylisykloheksaanissaButyylisykloheksaanissa ero on jo yli 20 kJ/mol ja ekvatoriaalinen on yli 3000 kertaa yleisempi.<ref name=":1" /> Alla on ''tert''-butyylisykloheksaanin rakenne. Vedyt hiilissä 5 ja 3 hylkivät [[propyyli]]äryhmää (vihreä, ympyröity), ja [[Kemiallinen tasapaino|tasapaino]] on voimakkaasti ekvatoriaalisen muodon suuntaan:
 
[[Tiedosto:Tert-Butyl eq vs ax.png|440x440px]]
 
Edeltävän kaltaisen ekvatoriaalisuotuisuuden vuoksi monosubstituenttisen tuolimuotoisen sykloheksaanin substituentti merkitään yleisesti ekvatoriaaliseksi ja jos substituentteja on monta, on vakain muoto se, jossa suurin substituentti on ekvatoriaalinen.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Jonathan Clayden, Nick Greevs, Stuart Warren, Peter Wothers|Nimeke=Organic Chemistry|Vuosi=2008|Sivu=464|Julkaisija=Oxford University Press|Tunniste=ISBN 9780198503460}}</ref>
 
==Valmistus==
Rivi 45 ⟶ 47:
 
Suurin osa tuotetusta sykloheksaanista hapetetaan [[koboltti]]- tai [[boorihappo]]katalyyttien avulla [[sykloheksanoli]]ksi tai [[sykloheksanoni]]ksi, joita käytetään edelleen [[adipiinihappo|adipiinihapon]] ja [[kaprolaktaami]]n valmistukseen. Sykloheksaania voidaan lisätä myös polttoaineeseen tai käyttää eteenin valmistukseen tai laimentimena polymeerisynteeseissä. Sykloheksaanin liuotinominaisuudet ovat hyvät ja bentseenin kaltaiset, mutta se ei ole yhtä myrkyllistä kuin bentseeni. Liuottimena sitä usein käytetään seoksena muiden hiilivetyjen kanssa.<ref name="alen" /><ref name="kirk-othmer" /><ref name="ullmann" />
 
==Katso myös==
*[[Heksaani]]
*[[Sykloheksanoli]]
*[[Syklohekseeni]]
 
==Lähteet==
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Sykloheksaani”