Chemické vlastnosti
Nižší cykloalkany (cyklopropan a cyklobutan) se od acyklických alkanů liší podstatně vyšší reaktivitou. Ta je dána úhlovým pnutím jejich kruhů. Zatímco u alkanů svírají vazby úhel cca 109°, u cyklopropanu to je 60°. Celý systém je tudíž napjatý a to se projevuje zvýšeným obsahem energie. Takový systém připomíná napjatou pružinu. Při reakci proto snadno dochází k otevření kruhu, čímž se kruhové napětí uvolní.
Základní reakce cyklopropanu jsou uvedeny ve schématu:
Ze schématu vyplývá, že dochází k rozpadu vazby C–C a k otevření kruhu, přičemž ke každému konci se připojí jedna část činidla. Při hydrogenaci tedy vzniká propan, při bromaci 1,3-dibrompropan a při hydroxylaci propan-1,3-diol.
Cyklobutan poskytuje podobné reakce, ale štěpení kruhu už není tak snadné jako u cyklopropanu (to je dáno menším napětím kruhu). Např. hydrogenační štěpení kruhu na butan probíhá až při 200 °C.
Cyklopentan a cyklohexan už jsou v důsledku velmi malého nebo žádného kruhového napětí podobně nereaktivní jako acyklické alkany. Reagují tudíž až při vysokých teplotách radikálovým mechanismem. Průmyslově významná je oxidace cyklohexanu kyslíkem za přítomnosti solí kobaltnatých, při které vzniká směs cyklohexanolu a cyklohexanonu.
Přehled nejdůležitějších cykloalkanů
Cyklopropan
Jedná se o bezbarvý plyn, který se používá jako inhalační anestetikum. V současné době slouží jako výchozí látka pro syntézu organických sloučenin, např. oxetanu, který se využívá k výrobě LED materiálů.
Cyklobutan
Cyklobutan je kapalina vyskytující se v ropě. Nachází využití v potravinářském průmyslu nebo farmacii.
Deriváty cyklobutanu (s přímým řetězcem nebo rozvětveným řetězcem) zesilují, zlepšují a mění vůni jednotlivých vonných složek, čehož se využívá při výrobě potravin a krmiv, nápojů, léčiv a tabákových výrobků.
Cyklopentan
Cyklopentan je kapalina vyskytující se v ropě. Používá se pro výrobu izolačního materiálu (např. tuhých polyuretanových pěn), kdy cyklopentan slouží jako tzv. nadouvadlo.
Cyklohexan
Hořlavá bezbarvá kapalina, nerozpustná ve vodě. Získává se z ropy. Používá se jako rozpouštědlo a jako surovina pro výrobu kyseliny adipové a kaprolaktamu (výroba syntetických vláken).