
【化】 reactable naphthene
approve; but; can; may; need; yet
feedback; reaction; response
【醫】 reaction; response
【化】 cycloalkane; naphthene
"可反應的環烷"是石油化學和有機合成領域的專業術語,其英文對應為"reactive cycloalkanes"。根據《英漢化學工程大辭典》(第三版)的釋義,這類化合物特指具有開環反應活性的環狀飽和烴類,其化學通式為CₙH₂ₙ(n≥3),包含三元環至八元環等不同結構。
從分子結構角度分析,環烷烴的反應性主要源于環張力。以環丙烷(cyclopropane)為例,其C-C-C鍵角為60°,與sp³雜化的理想鍵角109.5°存在顯著偏差,導緻較高的角張力和反應活性。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将此類化合物的開環反應歸為加成反應範疇,典型反應包括催化加氫生成直鍊烷烴,以及與鹵化氫的酸催化加成反應。
在石油煉制領域,可反應環烷的價值體現在催化裂解過程中。中國石油化工研究院的研究數據顯示,環戊烷和環己烷在ZSM-5分子篩催化劑作用下,裂解轉化率可達78-85%,産物中低碳烯烴(乙烯、丙烯)占比超過60%,這一特性使其成為提升輕質油收率的關鍵組分。
需要特别說明的是,隨着環的增大,環烷烴的反應活性呈現規律性變化。環己烷(cyclohexane)因具有椅式構象實現無張力環結構,其穩定性顯著高于小環化合物。這種結構-活性關系在《高等有機化學》(Carey & Sundberg著)中有詳細量子化學計算驗證。
“可反應的環烷”通常指具有較高化學活性的環烷烴類化合物,其反應性主要與環的張力(即環的穩定性)有關。根據環的大小不同,環烷烴的反應性差異顯著:
小環化合物(3-4個碳原子)
例如環丙烷、環丁烷。這類環烷由于環張力大(鍵角偏離sp³雜化的109.5°),穩定性差,容易發生開環反應。例如:
普通環化合物(5-7個碳原子)
如環戊烷、環己烷。環張力較小,相對穩定,通常需較劇烈條件才能反應(如高溫、催化劑)。
中環及大環化合物(8個碳以上)
如環辛烷、環十二烷。這類環烷的張力隨環增大逐漸降低,反應性較弱,但某些大環化合物可能因特殊結構(如取代基、共轭效應)表現出特定反應性。
“可反應的環烷”主要指小環(3-4元環)和部分中環化合物,其高環張力使它們容易參與開環或加成反應,而普通環和大環通常較穩定,需特定條件才反應。
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