cyclobutane是什麼意思，cyclobutane的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

環丁烷（Cyclobutane）是一種重要的有機化合物，屬于環烷烴家族，其分子結構由四個碳原子通過單鍵連接形成閉合的環狀結構，每個碳原子再與兩個氫原子結合，因此分子式為C₄H₈。

以下是關于環丁烷的詳細解釋：

1. 分子結構與鍵角張力

   環丁烷的四個碳原子理論上應形成平面正方形結構，鍵角為90°。然而，碳原子的理想sp³雜化軌道鍵角應為109.5°。這種實際鍵角（約88°）與理想鍵角的顯著偏差産生了較大的角張力（Angle Strain）。為了部分緩解這種張力，環丁烷分子實際上采取一種非平面的折疊構象，稱為“蝶式構象”（Puckered Conformation），使得部分鍵角可以略大于90°，從而降低體系的能量。這種張力是環丁烷相對不穩定的主要原因之一。

2. 物理性質

   環丁烷在常溫常壓下是一種氣體。它具有類似石油醚的氣味。其沸點相對較低（約12.5°C），熔點為-90.7°C。這種低沸點與其較小的分子量和非極性性質相符。

3. 化學性質與穩定性

   由于存在顯著的角張力，環丁烷比更大的環烷烴（如環戊烷、環己烷）更不穩定，具有更高的反應活性。它容易發生開環反應，例如：

   • 加氫反應：在催化劑存在下，環丁烷可以加氫生成正丁烷。
   • 加鹵素反應：環丁烷可以與鹵素（如溴）發生加成反應，開環生成相應的鹵代烷烴。
   • 燃燒反應：與其他烴類一樣，環丁烷可以在空氣中燃燒，生成二氧化碳和水。

4. 存在與合成

   環丁烷結構存在于一些天然産物（如某些萜類化合物和生物活性分子）和藥物分子中。實驗室中通常通過小環化合物的合成方法來制備，例如：

   • 1,4-二鹵代烷烴在鋅粉作用下的分子内Wurtz偶聯反應。
   • 環加成反應（如[2+2]環加成）也是構建環丁烷環的重要方法。

5. 重要性與應用

   環丁烷本身作為燃料或溶劑的應用有限，但其結構單元在化學中非常重要：

   • 基礎研究：它是研究小環化合物張力、構象和反應性的模型分子。
   • 藥物化學：含有環丁烷結構的分子常因其特定的空間構型和代謝穩定性而被用于藥物設計。
   • 材料科學：環丁烷衍生物可用于合成特殊的高分子材料。

參考來源：

• 環丁烷的結構、性質與合成方法可參考權威有機化學教材，如《Organic Chemistry》by Paula Yurkanis Bruice 或《March's Advanced Organic Chemistry》。
• 關于環丁烷的物理常數和基礎信息可查詢化學數據庫，如美國國家标準與技術研究院（NIST）的Chemistry WebBook 。
• 環丁烷在藥物化學中的應用實例可查閱相關專業文獻數據庫，如PubMed 或SciFinder。

網絡擴展資料

Cyclobutane（環丁烷） 是一種四元環結構的環烷烴，以下是其核心信息：

1. 基本定義與結構
   分子式為 $text{C}_4text{H}_8$，由四個碳原子通過單鍵連接成環，每個碳原子連接兩個氫原子。其環狀結構因鍵角張力較大，穩定性較低。

2. 物理性質

   • 熔點：-80°C
   • 沸點：13.08°C（壓力為741 Torr時）
   • 密度：0.7125 g/cm³（5°C條件下）。

3. 衍生物與用途
   環丁烷可通過取代反應生成多種衍生物，例如：

   • 溴甲基環丁烷（CAS 17247-58-4）：含溴取代基，用于有機合成。
   • 矽氧基環丁烷（CAS 959289-85-1）：含矽基團，可能用于材料化學。
   • 甲氧甲氧基環丁烷（CAS 104620-61-3）：含醚基團，可能作為中間體。

4. 其他信息

   • CAS號：287-23-0（常見編號）或7236-82-0（異構體）。
   • 安全性：需注意其揮發性及潛在可燃性。

如需更完整的物化數據或合成方法，可參考化學數據庫（如、8的CAS來源）。

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