Нефтяные циклоалканы

Моноциклические нафтены (от С₅ до C₁₂ в одном цикле).
Как известно, стабильность углеводородных циклов определяется совокупностью многих факторов (как термодинамических, так и кинетических), из которых наиболее существенными являются:
-угловое напряжение, т.е. напряжение цикла, возникаюшее из-за отклонения углов между валентными связями в цикле от равновесной величины;
-напряжение внутреннего заполнения (транс-аннулярное напряжение), возникающее из-за взаимодействия (отталкивания) атомов водорода, расположенных внутри цикла на противоположных его сторонах;
-стерические препятствия из-за соприкосновения заместителей близко расположенных (соседних) атомов углерода, образующих цикл.
Совместное действие этих факторов для циклов, состоящих из СН₂-групп, дает сложную зависимость стабильности циклов от их величины



Число СН₂-групп в цикле
Рисунок 26 – Зависимость стабильности циклов от числа
3.3 МЕТИЛЕНОВЫХ ГРУПП

Если не считать С₃, то вначале стабильность возрастает из-за уменьшения углового напряжения, затем она уменьшается из-за действия внутреннего заполнения и, наконец, на последнем участке вновь возрастает в результате исчезновения пространственных затруднений.

В нефтяных бензино-керосиновых фракциях цикланы C₅-C₈ распространены как в виде нормальных циклов, так и в виде изомеров с боко­выми метильными и этильными группами. В низкокипящих бензиновых фракциях преобла­дают алкилпроизводные циклопентана и циклогексана. На их долю приходится от 10 до 86 % (масс.) всех углеводородов..
Суммарно моноциклические нафтены содержатся во фракци­ях до
300°С (примерно 20-30 масс. %) в парафинистых нефтях (ставропольские, дагестанские нефти) и до 85-90% (масс.) в неф­тях нафтенового типа (анастасиевская, бузачинские и др.)[13].
В бензиновых фракциях преобладают метилпроизводные; в значительно меньшей степени представлены углеводороды, содержащие этильные группы, очень невелико содержание углеводородов с пропильными и бутильными группами.
В бензиновых фракциях найден циклопентан (до 0,5%), циклогексан (до 7% ), метилциклогексан (до 10-12%). В общем виде моноциклические нафтены бензиновых фракций можно представить следующими структурами:




где R -CH₃, -C₂H₅, редко – С₃Н₇, – C₄H₉
Транс-изомеры производных циклопентана и циклогексана преобладают над цис-изомерами.
Геминальные замещенные (1,1- диметилциклопентан и 1,1 - диметилциклогексан) содержатся обычно в небольших количествах (до 10% от суммы других изомеров. Из тризамещенных производных циклопентана и циклогексана в значительно меньших количествах по сравнению с другими изомерами содержатся 1,1,2 – триметилпроизводные. В значительно больших количествах обнаруживаются 1,1,3- и 1,1,4- триметилциклогексаны. В керосиновых фракциях моноциклические нафтены представлены следующими структурами:


где R = C₈H₁₂