Ciklobutāns

Ciklobutāns (C4H8) ir bezkrāsaina, ūdenī nešķīstoša, ļoti viegli sašķidrināma gāze ar vāju smaržu. Neierobežoti jaucas ar etanolu un ēteri, viegli šķīst acetonā. Ciklobutāns pieder pie cikloalkāniem. Ciklobutāna maisījumi ar gaisu ir sprādzienbīstami.

Vēsture 
Ciklobutānu ieguvis vācu ķīmiķis Rihards Martins Vilšteters (Richard Martin Willstätter) no dibrompropāna un malonskābes etilestera nātrijorganiskā atvasinājuma.

Molekulas uzbūve 

Ciklobutāna molekulai ir nedaudz ieliekta kvadrāta forma. Viens no oglekļa atomiem veido 25° leņķi ar pārējo 3 atomu plakni — tas notiek ūdeņraža atomu iekšmolekulārās atgrūšanās dēļ. Ciklobutānam ir saspriegti valences leņķi starp oglekļa atomiem, tomēr daudz mazākā mērā nekā ciklopropānam, tādēļ molekula ir stabilāka. Var būt divas ciklobutāna konformācijas, kas viegli pāriet viena otrā. Divaizvietotiem ciklobutāniem iespējama telpiskā izomērija, jo aizvietotāji var novietoties vienā pusē vai abās pusēs ciklam. Piemēram, pazīstami pieci ciklobutāndikarbonskābes izomēri — 3 struktūrizomēri (1,1-; 1,2- un 1,3-ciklobutāndikarbonskābe), turklāt 1,2- un 1,3- izomēriem savukārt iespējami cis- un trans-izomēri. Difenilētās ciklobutāndikarbonskābes sauc par truksilskābēm un truksīnskābēm — to molekulās pie katra oglekļa atoma pievienota vai nu karboksilgrupa, vai fenilgrupa. Truksilskābei abu veidu grupas novietotas ciklobutāna kvadrāta pretējos stūros un tai var būt pieci stereoizomēri, bet truksīnskābei abu veidu grupas ir blakus un tai ir 6 stereoizomēri.

Iegūšana 
Iegūst galvenokārt no 1,4-dibrombutāna, ciklizēšanās reakcijā ar cinku atšķeļot broma atomus.

Atrašanās dabā 
Daži truksilskābes un truksīnskābes izomēri atrodami kokas krūma lapās kopā ar kokaīnu un citiem alkaloīdiem.

Ķīmiskās īpašības 
Ciklobutānam raksturīgas parastās alkānu reakcijas, piemēram, aizvietošanās reakcijas pēc brīvo radikāļu mehānisma. Gaismā reaģējot ar hloru, veidojas hlorciklobutāns. Hidrogenējot paaugstinātā temperatūrā platīna katalizatora klātienē, cikls atveras un rodas butāns.

Izmantošana 
Ciklobutānu izmanto organiskajā sintēzē. Ciklobutāna atvasinājums oktafluorciklobutāns (C4F8) pieder pie freoniem.

Literatūra 
 O. Neilands. Organiskā ķīmija. R:, Zvaigzne, 1977, 137.—139. lpp.

Atsauces 

Cikloalkāni