Sykloalkiinien ominaisuudet, nimikkeistö, sovellukset, esimerkit



sykloalkyynit ne ovat orgaanisia yhdisteitä, joissa on yksi tai useampi kolmoissidos ja syklinen yksikkö. Sen tiivistetyt molekyylikaavat noudattavat kaavaa CnH2n-4. Siten, jos n on 3, niin mainitun sykloalkynin kaava on C3H2.

Alemmassa kuvassa on esitetty joukko geometrisia kuvioita, mutta todellisuudessa ne koostuvat sykloalkynien esimerkistä. Kukin niistä voidaan pitää hapettuneempana versiona vastaavista sykloalkaaneista (ilman kaksoissidoksia tai kolminkertaisia ​​sidoksia). Kun niillä ei ole heteroatomia (O, N, S, F jne.), Ne ovat vain "yksinkertaisia" hiilivetyjä.

Sykloalkiinien ympärillä oleva kemia on hyvin monimutkainen, ja vielä enemmän ovat niiden reaktioiden takana olevat mekanismit. Ne ovat lähtökohta monien orgaanisten yhdisteiden synteesille, jotka puolestaan ​​ovat mahdollisia sovelluksia.

Yleisesti ottaen ne ovat hyvin reaktiivisia, elleivät ne ole "vääristyneet" tai monimutkaiset siirtymämetallien kanssa. Samoin sen kolmoissidokset voidaan konjugoida kaksoissidoksilla, jolloin muodostuu syklisiä yksiköitä molekyyleissä.

Jos ei, niiden yksinkertaisimmissa rakenteissa he voivat lisätä pieniä molekyylejä kolmoissidoksiinsa.

indeksi

  • 1 Sykloalkynien ominaisuudet
    • 1.1 Apolariteetti ja kolmoissidos
    • 1.2 Molekyylien väliset voimat
    • 1.3 Kulmajännite
  • 2 Nimikkeistö
  • 3 Sovellukset
  • 4 Esimerkkejä
  • 5 Viitteet

Sykloalkynien ominaisuudet

Apolariteetti ja kolmoissidos

Sykloalkyneille on tunnusomaista, että ne ovat apolaarisia molekyylejä ja siten hydrofobisia. Tämä voi muuttua, jos niiden rakenteissa on jonkin verran heteroatomia tai funktionaalista ryhmää, joka antaa huomattavan dipolimomentin; kuten se tapahtuu heterosyklissä, joissa on kolmoissidokset.

Mutta mikä on kolminkertainen linkki? Ne ovat vain kolme samanaikaista vuorovaikutusta kahden hiiliatomin välillä sp-hybridisaatiolla. Yksi linkki on yksinkertainen (σ) ja toinen kaksi π, kohtisuorassa toisiinsa nähden. Molemmilla hiiliatomeilla on vapaa sp orbitaali sitoutumaan muihin atomeihin (R-C-C-R).

Näissä hybridi-orbitaaleissa on 50% merkistä ja 50% merkistä p. Koska kiertoradat ovat läpäisevämpiä kuin kiertoradat, tämä seikka tekee kolmoissidoksen kahdesta hiilestä happamampia (elektroniseptoreita) kuin alkaanien tai alkeenien hiiliat..

Tästä syystä kolmoissidos (≡) edustaa erityistä pistettä elektroneja luovuttaville lajeille, jotka lisätään siihen muodostaen yksinkertaisia ​​linkkejä.

Tämä johtaa yhden sidoksen π rikkoutumiseen, jolloin siitä tulee kaksoissidos (C = C). Lisäys jatkuu, kunnes saadaan R4C-CR4, eli täysin tyydyttyneet hiiliat.

Edellä mainittu voidaan myös selittää tällä tavalla: kolmoissidos on kaksinkertainen tyydyttymättömyys.

Molekyylien väliset voimat

Sykloalkyyni-molekyylit ovat vuorovaikutuksessa dispersiovoimien tai Lontoon voimien ja π-π-tyypin vuorovaikutusten kanssa. Nämä vuorovaikutukset ovat heikkoja, mutta kun syklien koko kasvaa (kuten viimeiset kolme kuvan oikealla puolella), ne pystyvät muodostamaan kiintoaineita huoneenlämpötilassa ja paineessa.

Kulmajännitys

Kolminkertaisen linkin linkit sijaitsevat samassa tasossa ja yhdellä rivillä. Siksi -C≡C- on lineaarinen geometria, jossa sp orbitaalit ovat noin 180º: n päässä toisistaan.

Tällä on vakava vaikutus sykloalkynien stereokemialliseen stabiilisuuteen. Sp orbitaalien taivuttaminen vie paljon energiaa, koska ne eivät ole joustavia.

Mitä pienempi sykloalkiini on, sitä enemmän sp orbitaaleja on taivutettava sen fyysisen olemassaolon mahdollistamiseksi. Kuvaa analysoimalla voidaan huomata vasemmalta oikealle, että kolmiossa kolmoissidoksen sivuilla olevien linkkien kulma on hyvin voimakas; ottaa huomioon, että dekagonissa ne ovat vähemmän äkillisiä.

Koska sykloalkiini on suurempi, sp orbitaalien linkkien kulma on ihanteellinen 180º. Päinvastoin tapahtuu, kun ne ovat pienempiä, pakottaen heidät taivuttamaan ja luomaan a kulmajännitys niissä, destabilisoiva sykloalkiini.

Siten suuremmilla sykloalkineilla on alempi kulmajännitys, mikä mahdollistaa niiden synteesin ja varastoinnin. Tämän ansiosta kolmio on epävakaampi sykloalkiini ja dekagon on kaikkein vakain niistä.

Itse asiassa syklo-oktiini (kahdeksankulmainen) on pienin stabiili tunnettu; toiset ovat vain hetkellisiä välittäjiä kemiallisissa reaktioissa.

nimistö

Sykloalkynien nimeämiseksi on sovellettava samoja sääntöjä, joita IUPAC: n säätelemiä kuin sykloalkaanit ja sykloalkeenit. Ainoa ero on se, että orgaanisen yhdisteen nimen lopussa on -ico.

Tärkein ketju on sellainen, jolla on kolminkertainen sidos, ja alkaa laskea sen lähimpään päähän. Jos sinulla on esimerkiksi syklopropaani, niin kolminkertainen sidos kutsutaan syklopropiiniksi (kuvan kolmio). Jos metyyliryhmä on liitetty yläreunaan, se on: 2-metyylisyklopropaani.

R-C-C-R: n hiilillä on jo neljä sidostaan, joten sillä ei ole vetyä (kuten tapahtuu kaikissa kuvassa olevissa sykloalkyneissä). Tämä ei tapahdu vain, jos kolmoissidos on päätelaitteessa, ts. Ketjun päässä (R-C-C-H).

sovellukset

Sykloalkiinit eivät ole kovin yleisiä yhdisteitä, joten kumpikaan ei ole niiden sovelluksia. Ne voivat toimia sideaineina (ryhmät, jotka ovat koordinoituja) siirtymämetalleihin, jolloin muodostuu ääretön organometalliyhdisteitä, joita voidaan käyttää hyvin tiukkoihin ja erityisiin käyttötarkoituksiin.

Ne ovat tavallisesti liuottimia, jotka ovat kaikkein tyydyttävimpiä ja vakaimpia. Kun ne koostuvat heterosykleistä, niillä on sisäisten syklisten yksiköiden C2C-C = C-C≡C lisäksi mielenkiintoisia ja lupaavia käyttötapoja syöpälääkkeinä; tällainen on Dinemycin A: n tapaus. Tästä on syntetisoitu muita yhdisteitä rakenteellisilla analogeilla.

esimerkit

Kuvassa on seitsemän yksinkertaista sykloalkynia, joissa on tuskin kolminkertainen sidos. Vasemmalta oikealle, niiden nimet ovat: syklopropiini, kolmio; Syklobutiini, neliö; syklopentiini, viisikulmio; sykloheksiini, kuusikulmio; sykloheptiini, heptagon; Sykloktiini, kahdeksankulmainen; ja syklodekiini, dekagon.

Näiden rakenteiden ja tyydyttyneiden hiilivetyjen vetyatomien korvaamisen perusteella voidaan saada muita niistä peräisin olevia yhdisteitä. Ne voivat myös käydä läpi hapettumisolosuhteita kaksoissidosten muodostamiseksi syklien muille puolille.

Nämä geometriset yksiköt voivat olla osa suurempaa rakennetta, mikä lisää koko funktionalisoinnin todennäköisyyttä. Ei ole olemassa monia esimerkkejä sykloalkyneistä, joita ei ole saatavilla, ainakin ei syventämättä orgaanisen synteesin ja farmakologian syvyyksiä.

viittaukset

  1. Francis A. Carey. Orgaaninen kemia (Kuudes painos., P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Sykloalkyynit. Otettu: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (05.5.2013). Orgaanisten yhdisteiden nimeäminen. Otettu: 2.chemistry.msu.edu
  4. Epäorgaaninen kemia Sykloalkyynit. Otettu osoitteesta fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Heterosyklien biosynteesi eristämisestä geeniklusteriin. Wiley, sivu 181.
  6. Mielenkiintoinen orgaaninen kemia ja luonnontuotteet. (17. huhtikuuta 2015). Sykloalkyynit. Otettu: quintus.mickel.ch