سيكلوألكين

في الكيمياء العضوية ، يُعدّ السيكلوألكين أو السيكلوأوليفين نوعًا من الهيدروكربونات الألكينية التي تحتوي على حلقة مغلقة من ذرات الكربون ورابطة مزدوجة واحدة أو أكثر ، ولكنها تفتقر إلى الصفة العطرية . يمكن استخدام بعض السيكلوألكينات، مثل السيكلوبوتين والسيكلوبنتين ، كمونومرات لإنتاج سلاسل بوليمرية . ^{[ 1 ]} نظرًا للاعتبارات الهندسية، فإن السيكلوألكينات الأصغر حجمًا تكون دائمًا تقريبًا من المتصاوغات المقرونة (cis) ، وغالبًا ما يُحذف مصطلح "cis" من الأسماء. تتطلب السيكلوألكينات تداخلًا كبيرًا في المدارات p على شكل جسر بين الرابطة المزدوجة بين ذرتي الكربون؛ ومع ذلك، فإن هذا غير ممكن في الجزيئات الأصغر حجمًا بسبب زيادة الإجهاد الذي قد يؤدي إلى تفكك الجزيء. في السيكلوألكينات ذات عدد ذرات الكربون الأكبر، يؤدي إضافة _بدائل CH₂ إلى تقليل الإجهاد. ^{[ 2 ]} لا تتشكل الألكينات الحلقية المتحولة (trans-Cycloalkenes) التي تحتوي على 7 ذرات كربون أو أقل في الحلقة في الظروف العادية نظرًا للإجهاد الحلقي الكبير المطلوب. في الحلقات الأكبر (8 ذرات أو أكثر)، قد يحدث التماكب الهندسي (cis - trans) للرابطة المزدوجة. يشكل نمط الاستقرار هذا جزءًا من أصل قاعدة بريدت ، وهي الملاحظة التي تفيد بأن الألكينات لا تتشكل عند رأس الجسر في العديد من أنواع أنظمة الحلقات الجسرية لأن الألكين سيكون بالضرورة في وضعية ترانس (trans) في إحدى الحلقات.

• 
  سيكلوبروبين
• 
  سيكلوبوتين
• 
  سيكلوبنتين
• 
  سيكلوهكسين
• 
  سيكلوهيبتين
• 
  سيكلوبنتاديين
• 
  1,3-سيكلوهكسادين
• 
  1,4-سيكلوهكسادين
• 
  سيكلوهيبتاتريين
• 
  1,5-سيكلوأوكتاديين
• 
  سيس-سيكلوأوكتين
• 
  ترانس-سيكلوأوكتين

تتبع الألكينات الحلقية نظام تسمية مشابهًا للألكينات ، ولكن يتم ترقيم ذرات الكربون بدءًا من ذرة الكربون الموجودة على الرابطة المزدوجة، ثم عبر الرابطة المزدوجة وحول الحلقة. ^{[ 3 ]} تُستخدم هذه الطريقة للحفاظ على أرقام الفهرس صغيرة.

• 
  1-ميثيل سيكلوهكسين
• 
  3-ميثيل سيكلوهكسين

تتميز الألكينات الحلقية ذات الحلقة الصغيرة بإجهاد زاوية رابطة أكبر بحوالي 20 درجة من الألكان الحلقي ذي الحجم نفسه. ^{[ 4 ]} ويعود ذلك إلى أن زاوية الرابطة في الألكين، CC=C، تبلغ 122 درجة، بينما تبلغ زاوية الرابطة في الألكان، CCC، 112 درجة. وعندما تشكل ذرات الكربون هذه حلقة صغيرة، فإن الألكين، ذو زاوية الرابطة الأكبر، سيتعرض لضغط أكبر من الألكان، مما يؤدي إلى إجهاد زاوية رابطة أكبر. ^{[ 4 ]}

تتميز الألكينات الحلقية بانخفاض درجة انصهارها مقارنةً بالألكانات الحلقية ذات الحجم نفسه. ويعود انخفاض درجة الانصهار إلى الرابطة المزدوجة التي تمنع المركب من التراص بشكل متراص. ^{[ 5 ]}

تعكس الألكينات الحلقية عمومًا الخصائص الفيزيائية للألكانات الحلقية المكونة لها. في الحالة الفيزيائية، تكون الألكينات الحلقية الأصغر حجمًا فقط غازية، بينما تكون البقية سائلة في الغالب. كما أن هذه الجزيئات أكثر تفاعلية من الألكانات الحلقية نظرًا لزيادة كثافة الإلكترونات في الرابطة المزدوجة. ^{[ 6 ]}

كما ذُكر سابقًا، تُظهر المتصاوغات من نوع سيس (cis) للحلقات الألكينية استقرارًا أكبر من المتصاوغات من نوع ترانس (trans)؛ إلا أن هذه الخاصية، على المستويين التجريبي والحسابي، تنطبق فقط على الحلقات الألكينية التي تحتوي على 10 ذرات كربون أو أقل. ومع ازدياد عدد ذرات الكربون، يزداد احتمال ظهور المتصاوغ من نوع ترانس. ^{[ 2 ]} وفيما يلي الاعتبارات الهندسية التي تم تحليلها باستخدام التحليل الحسابي.

تُظهر المتصاوغات المتحولة الأكثر استقرارًا للحلقات الألكينية ذات العشر حلقات أو أكثر أربعة انحرافات عن المعايير الهندسية القياسية. يتمثل الانحراف الأول في التواء مستويات البدائل على طول الرابطة المزدوجة C=C. باستخدام C=C كمحور استقرار، يمكن تصور بديلين لذرة كربون واحدة على نفس المستوى، وينطبق الأمر نفسه على ذرة الكربون الأخرى. هذه المستويات ليست مستوية، بل يلتوي مستوى أحد بدائل الكربون على طول المحور بعيدًا عن مستوى ذرة الكربون الأخرى أو باتجاهها. يؤدي هذا الالتواء إلى تكوين شكل هرمي، وهو الانحراف الثاني. عادةً ما ينتج عن زاوية الالتواء الأكبر حلقات ذات عدد ذرات كربون أقل، وتقل هذه الزاوية مع ازدياد عدد ذرات الكربون. يُعدّ التكوين الهرمي مهمًا في الحلقات ذات عدد ذرات الكربون الأعلى، لأنه يزيد من تداخل المدارات p لتحقيق الاستقرار، ويقلل من الإجهاد الالتوائي. ^{[ 2 ]}

يختلف طول الرابطة بين ذرة الكربون المزدوجة (C=C) وذرات الكربون الفينيلية المقابلة لها. في الألكينات الحلقية الأصغر، من المتوقع أن تكون الروابط أطول بشكل موحد لتعويض الإجهاد المتزايد، ولكن على سبيل المثال، يحتوي ترانس-سيكلوهيبتان على أطوال روابط متفاوتة. كذلك، تُظهر ذرات الكربون الفينيلية في ترانس-سيكلوهكسان أطوال روابط أطول من نظيراتها في سيس، وذلك في ترانس-سيكلوهيبتان إلى ترانس-سيكلونونين (ألكينات حلقية ذات 7 و9 ذرات كربون). ^{[ 2 ]}

• بيرفلوروسيكلوألكين (PFCA)
• مركب حلقي
• أوليفين
• سيكلوألكاين
• سيكلو ألكان
• الروح البيضاء