正ブタンとシクロブタンの違い

n-ブタンとシクロブタンの主な違いは、n-ブタンが脂肪族であるのに対し、シクロブタンは環状化合物であることです...。

n-ブタンとシクロブタンの大きな違いは、n-ブタンが脂肪族であるのに対し、シクロブタンは環状化合物であることです。

ブタンは炭素原子4個の有機化合物で、共有結合を1つしか持たない（二重結合や三重結合を持たない）ため、アルカン化合物と呼ばれる。この4つの炭素原子がさまざまに配置され、脂肪族化合物、環状化合物、分岐化合物など、さまざまな化合物を形成することができる。N-ブタンとシクロブタンは、そのうちの2つの化合物である。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. n-ブタンとは 3. シクロブタンとは 4. 横並び比較 - n-ブタンとシクロブタンの表形式 5. まとめ

正ブタンは何ですか？

N-ブタンは化学式C4H10で表されるアルカンの一種です。室温、大気圧では気体として存在する。また、ブタンは無色で石油のような臭いがする引火性の高いガスである。N-ブタンは脂肪族化合物であり、非環状構造である。ブタンガスは常温で液化しやすく、すぐに蒸発するので、燃料として使うことができるのです。

図1：n-butaneの構造

また、n-ブタンには、分岐していないn-ブタンと、分岐したn-ブタンまたはイソブテンの2種類がある。非分岐構造では分枝鎖を持たないが、分岐構造では炭素3本の直鎖構造にメチル分枝鎖が結合している。この2つの物質は、ブタンの構造異性体またはコンフォメーションとして知られている。

また、ブタンガスを燃焼させると、混合ガス中に十分な酸素が存在する場合は、二酸化炭素と水蒸気が発生する。酸素濃度が低い場合、ブタンの燃焼により、水蒸気とともに、炭素の煙や一酸化炭素が発生する。

ブタンガスの用途としては、ガソリンの混合工程、芳香族抽出溶剤、エチレンやブタジエンの製造原料、合成ゴムの主原料など、さまざまなものがある。

シクロブタンは何ですか？

シクロブタンは化学式C4H8で表されるアルカンである。無色のガスとして発生する環状構造で、液化ガスとして市販されている。構成は以下の通りです。

図2：シクロブタンの構造

シクロブタンの構造を考えると、炭素原子間の結合角が著しく締まっているため、この結合の結合エネルギーは対応する直鎖状または非伸縮性の炭化水素よりも低くなっている。また、シクロブタンは高温になると不安定になる。この化合物は平面ではなく、折りたたまれたような構造をしている。このコンフォメーションでは、分子は日食相互作用のいくつかを減らすことができる。

また、シクロブタンは、1,4-ジハロブタンを還元性金属で脱ハロゲン化した後にシクロブタンに変換するなど、様々な方法で調製される。同時に、オレフィンは紫外線照射により二量化し、シクロブタンが生成される。