Kluczowa różnica między cyklobutanem a cyklopropanem polega na tym, że cyklobutan jest strukturą cykliczną mającą cztery atomy węgla w strukturze pierścieniowej, podczas gdy cyklopropan jest strukturą cykliczną mającą trzy atomy węgla w strukturze pierścieniowej.
Cyklobutan i cyklopropan to dwa związki organiczne o strukturze pierścieniowej z atomami węgla ułożonymi w cykl. Różnica między cyklobutanem a cyklopropanem zależy od liczby atomów węgla w pierścieniu.
Co to jest cyklobutan?
Cyklobutan to organiczny związek cykliczny o wzorze chemicznym (CH2)4Występuje jako bezbarwny gaz, który jest dostępny w handlu jako gaz skroplony. Masa molowa tego związku wynosi 56 g/mol. Temperatura topnienia tego związku wynosi -91°C, natomiast temperatura wrzenia 12,5°C. Rozważając kąty wiązania tego związku, istnieje znaczne naprężenie między atomami węgla. Z powodu tego naprężenia pierścienia struktura cyklobutanu ma niższą energię wiązania w porównaniu ze strukturą liniową lub strukturą nienaprężoną. Jednak cząsteczka cyklobutanu jest niestabilna w temperaturach powyżej 500°C.
Rysunek 01: Konwersja pomarszczonej struktury
W tej cyklicznej strukturze są cztery atomy węgla; zwykle te cztery atomy węgla nie tworzą struktury koplanarnej. Istnieje jako złożona, „pomarszczona” konformacja. W tej konformacji niektóre oddziaływania zaćmione są zredukowane. Istnieje wiele różnych sposobów wytwarzania cyklobutenu, ale najwcześniejszą i najskuteczniejszą metodą jest uwodornienie cyklobutenu w obecności niklu jako katalizatora.
Co to jest cyklopropan?
Cyklopropan to organiczny związek cykliczny o wzorze chemicznym (CH2)3 Zawiera trzy połączone ze sobą atomy węgla, tworząc strukturę pierścienia, a każdy atom węgla w tym pierścieniu zawiera dwa atomy wodoru. Symetrię molekularną tej cząsteczki można określić jako symetrię D3h. Ponadto, ze względu na małą strukturę pierścienia, występuje duże naprężenie pierścienia.
Cyklopropan występuje jako bezbarwny gaz o słodkim zapachu. Masa molowa tego związku wynosi 42 g/mol. Temperatura topnienia tego związku wynosi -128°C, a temperatura wrzenia -33°C. Co więcej, cyklopropan może działać jako środek znieczulający podczas wdychania.
Rysunek 02: Cyklopropan
Oprócz odkształcenia pierścienia, które powstaje z powodu zmniejszonych kątów wiązania, istnieje również odkształcenie skręcające z powodu konformacji zaćmionej. Dlatego wiązania chemiczne w tej strukturze są stosunkowo słabsze niż odpowiedni alkan. Najwcześniejszą metodą produkcji cyklopropanu była sprzęgło Wurtza.
Jaka jest różnica między cyklobutanem a cyklopropanem?
Cyklobutan i cyklopropan to związki organiczne zawierające atomy węgla ułożone w cykl. Kluczową różnicą między cyklobutanem a cyklopropanem jest to, że cyklobutan jest strukturą cykliczną mającą cztery atomy węgla w strukturze pierścieniowej, podczas gdy cyklopropan jest strukturą cykliczną mającą trzy atomy węgla w strukturze pierścieniowej.
Ponadto, obie te struktury wykazują odkształcenie pierścienia ze względu na zmniejszone kąty wiązania, ale odkształcenie pierścienia w cyklopropanie jest znacznie wyższe niż w cyklobutanie ze względu na mniejszy kąt wiązania. Poza tym w cyklopropanie występuje naprężenie skrętne z powodu zaćmionej konformacji atomów wodoru. Jest to więc kolejna różnica między cyklobutanem a cyklopropanem. Rozważając metodę otrzymywania, najwcześniejszą i najwydajniejszą metodą produkcji cyklobutanu jest uwodornienie cyklobutenu w obecności niklu jako katalizatora, natomiast najwcześniejszą metodą produkcji cyklopropanu było sprzęganie Wurtza.
Poniższa infografika pokazuje więcej porównań dotyczących różnicy między cyklobutanem a cyklopropanem.
Podsumowanie – Cyklobutan kontra Cyklopropan
Cyklobutan i cyklopropan to związki organiczne mające strukturę pierścieniową z atomami węgla ułożonymi w cykl. Kluczową różnicą między cyklobutanem a cyklopropanem jest to, że cyklobutan jest strukturą cykliczną mającą cztery atomy węgla w strukturze pierścieniowej, podczas gdy cyklopropan jest strukturą cykliczną mającą trzy atomy węgla w strukturze pierścieniowej.
