10.1. Способы получения

Одним из наиболее ранних методов синтеза алициклических соединений является внутримолекулярный вариант реакции Вюрца

Дегалогенирование протекает с лучшим выходом при применении цинковой пыли в спиртовом растворе. Этот тип 1,3-элиминирования нашел широкое распространение в синтезе некоторых высоко напряженных циклопропанов

Присоединение карбенов и карбеноидов к олефинам является общим путем синтеза циклопропанов. Циклопропанирование под действием иодистого метилена и цинк-медной пары носит название реакции Симмонса-Смита

Диазосоединения так же при взаимодействии с олефинами в присутствии катализаторов дают циклопропаны через стадию образования промежуточного гетероциклического интермедиата

Циклические гидразоны, являющиеся диазоаналогами отмеченных интермедиатов, при нагревании в присутствии катализатора разлагаются с образованием циклопропанов и циклобутанов в зависимости от размера цикла

Среди других реакций, имеющих общее синтетическое значение, следует отметить реакцию [2+2]-циклоприсоединения, которая приводит к циклобутанам. Известны как термический, так и фотохимический пути. При нагревании алленов происходит их димеризация с образованием четырех членного цикла

УФ-облучение 1,3-диенов или смеси простых и сопряженных олефинов также приводит к образованию циклобутанов

Реакцией по Перкину взаимодействием α,ω-дигалоидалканов (префикс «α,ω-» применяется для обозначения функциональных групп на концах цепи) с натриймалоновым эфиром получают диэтоксикарбонильное производное циклобутана

10.2. Химические свойства

Многие из реакций алифатических соединений, рассмотренных выше, применимы также для алициклических соединений. Подобно им циклоалканы вступают в реакцию ионного и свободно-радикального галогенирования, окисления и нитрования без изменения скелета или разрыва углерод-углеродной связи. Различия в химическом поведении часто обусловлены наличием в некоторых циклических структурах избыточного углового напряжения.

Напряженность молекулы циклопропана, как уже отмечалось, приводит к тому, что С-С-связи занимают в нем промежуточное положение между обычными σ- и π-связями. В этом состоит особенность химического поведения циклопропана и циклобутана. Так, они гидрируются на никеле Ренея с разрывом С-С-связи, причем, если в циклопропане это происходит при 80ºС, то в циклобутане – только при 120ºС.

Раскрытие кольца циклопропана и циклобутана происходит также в некоторых реакциях присоединения. Так, при действии брома, бромистого водорода и серной кислоты циклопропан дает соответственно 1,3–дибромпропан, н-пропилбромид и н-пропилсульфат; циклобутан в этих реакциях менее активен

При действии хлора наряду с образованием ациклического дихлорида протекает реакция металепсии с замещением водородов и сохранением цикла

Электроноакцепторные заместители в кольце стабилизирует его, а электронодонорные, наоборот, облегчают раскрытие цикла.

Многие реакции циклопропанового кольца говорят о его аналогии с двойной связью. Так, электроноакцепторные заместители направляют реакцию гидробромирования против правила Марковникова

Аналогично α,β-ненасыщенным сопряженным системам они вступают в реакции 1,4–сопряженного присоединения. А алкилзамещенные циклопропаны легко присоединяют ацетат ртути

Хлористый водород присоединяется к сабинену по крайним атомам сопряженной системы циклопропан – двойная связь

Сопряжение циклопропана с двойной связью фиксируется и в ИК- и УФ-спектрах.

Циклопропан – газ, анестетик общего действия, применяется при хирургических операциях, не вызывает нежелательных последствий для организма.

Следует отметить, что непредельные трех- и четырехчленные циклы неустойчивы, поэтому имеют крайне ограниченное применение в органической химии.