Ciklohalkīnu īpašības, nomenklatūra, pielietojumi, piemēri



The cikloalkīni tie ir organiski savienojumi, kuriem ir viena vai vairākas trīskāršas saites un cikliska vienība. Tās saīsinātās molekulārās formulas atbilst formulai CnH2n-4. Tādējādi, ja n ir vienāds ar 3, tad minētā cikloalkīna formula būs C3H2.

Apakšējā attēlā ir attēlota virkne ģeometrisku attēlu, bet patiesībā tie sastāv no cikloalkīnu piemēriem. Katru no tām var uzskatīt par oksidētāku attiecīgo cikloalkānu versiju (bez divkāršām vai trīskāršām saitēm). Ja viņiem nav heteroatomu (O, N, S, F utt.), Tie ir tikai "vienkāršie" ogļūdeņraži.

Ķīmija ap cikloalkīniem ir ļoti sarežģīta, un vēl jo vairāk ir to reakciju mehānismi. Tie ir daudzu organisko savienojumu sintēzes sākumpunkts, kas savukārt ir pakļauti iespējamiem pielietojumiem.

Vispārīgi runājot, tie ir ļoti reaktīvi, ja vien tie nav "izkropļoti" vai sarežģīti ar pārejas metāliem. Tāpat tās trīskāršās saites var konjugēt ar divkāršām saitēm, radot molekulās cikliskas vienības.

Ja nē, tad visvienkāršākajās struktūrās viņi var pievienot mazas molekulas to trīskāršajām obligācijām.

Indekss

  • 1 Ciklohalkīnu raksturojums
    • 1.1. Apolaritāte un trīskāršā saite
    • 1.2. Starp molekulārie spēki
    • 1.3. Stūra spriegums
  • 2 Nomenklatūra
  • 3 Pieteikumi
  • 4 Piemēri
  • 5 Atsauces

Ciklohalkīnu raksturojums

Apolaritāte un trīskāršā saite

Ciklohalkīniem ir raksturīgas apolāras molekulas, un tādēļ tās ir hidrofobas. Tas var mainīties, ja to struktūrā ir kāda heteroatom vai funkcionāla grupa, kas piešķir ievērojamu dipola momentu; kā tas notiek heterocikliem ar trīskāršām saitēm.

Bet kas ir trīskāršā saite? Tie ir tikai trīs vienlaicīgas mijiedarbības starp diviem oglekļa atomiem ar spibridizāciju. Viena saite ir vienkārša (σ), otra - π, perpendikulāri vienam otram. Abiem oglekļa atomiem ir brīvs sp orbitāls, lai saistītos ar citiem atomiem (R-C≡C-R).

Šīm hibrīdajām orbitālēm ir 50% rakstura un 50% rakstzīmes p. Tā kā orbītas ir vairāk iekļūstas nekā orbitāli, šis fakts padara abus trīskāršās saites ogļskābes daudz skābākas (elektronu akceptori) nekā alkānu vai alkēnu oglekļi..

Šā iemesla dēļ trīskāršā saite (≡) ir īpašs punkts elektronu ziedojošām sugām, kas tai jāpievieno, veidojot vienkāršas saites.

Tā rezultātā tiek pārtraukta viena no obligācijām π, kļūstot par divkāršu saiti (C = C). Pievienošana turpinās līdz R iegūšanai4C-CR4, tas ir, pilnīgi piesātināti oglekļi.

Iepriekš minēto var izskaidrot arī šādā veidā: trīskāršā saite ir divkārša nepiesātība.

Starpmolekulārie spēki

Cikloalkinīna molekulas mijiedarbojas ar dispersijas spēkiem vai Londonas spēkiem un π-π tipa mijiedarbību. Šīs mijiedarbības ir vājas, taču ciklu lielums palielinās (tāpat kā pēdējie trīs attēla labajā pusē), tie spēj veidot cietas vielas istabas temperatūrā un spiedienā.

Leņķa spriedze

Saites trīskāršajā saitē atrodas vienā un tajā pašā plaknē. Tāpēc -C≡C- ir lineāra ģeometrija, ar sp orbitālēm aptuveni 180º attālumā.

Tam ir nopietna ietekme uz cikloalkīnu stereoķīmisko stabilitāti. Spriegumu "locīšana" aizņem daudz enerģijas, jo tie nav elastīgi.

Jo mazāks ir cikloalkīns, jo vairāk sp orbitāļu jābūt saliektām, lai tās fiziski varētu pastāvēt. Analizējot attēlu, no kreisās uz labo pusi var pamanīt, ka trijstūrī trīskāršās saites saikņu leņķis ir ļoti izteikts; tā kā decagonā tie ir mazāk pēkšņi.

Tā kā cikloalkīns ir lielāks, sp orbitālu savienojumu leņķis līdz ideālajam 180º ir tuvāks. Pretēji notiek, ja tie ir mazāki, liekot viņiem saliekt un radīt a leņķa spriedze tajos, destabilizējot cikloalkīnu.

Tādējādi lielākiem cikloalkīniem ir zemāka leņķa spriedze, kas ļauj to sintēzi un uzglabāšanu. Ar to trīsstūris ir visstabilākais cikloalkīns, un dekagons ir visstabilākais no tiem.

Faktiski ciklooctīns (astoņstūris) ir mazākais stabils, kas zināms; citi ir tikai kā īslaicīgi starpnieki ķīmiskajās reakcijās.

Nomenklatūra

Lai nosauktu cikloalkīnus, jāpiemēro tie paši noteikumi, ko regulē IUPAC, kā cikloalkāniem un cikloalkēniem. Vienīgā atšķirība ir saistīta ar sufiksu -ico organiskā savienojuma nosaukuma beigās.

Galvenā ķēde ir tā, kurai ir trīskāršā saite, un sāk uzskaitīt no tā tuvākā gala. Ja jums ir, piemēram, ciklopropāns, tad ar trīskāršu saiti sauc par ciklopropīnu (attēla trīsstūris). Ja augšējā virsotnē ir piesaistīta metilgrupa, tad tā būs: 2-metilciklopropāns.

R-C≡C-R ogļhidrātiem jau ir četras saites, tāpēc tai trūkst ūdeņraža (kā tas notiek ar visiem attēla cikloalkīniem). Tas nenotiek tikai tad, ja trīskāršā saite ir terminālā stāvoklī, ti, ķēdes beigās (R-C≡C-H).

Programmas

Ciklohalkīni nav ļoti bieži sastopami savienojumi, tāpēc arī to pielietojumi nav. Tie var kalpot kā saistvielas (grupas, kas ir koordinētas) pārejas metāliem, tādējādi radot bezgalīgu organometālisko savienojumu, ko var izmantot ļoti stingram un specifiskam lietojumam..

Tie parasti ir šķīdinātāji, kas ir visvairāk piesātināti un stabili. Ja tie sastāv no heterocikliem, papildus iekšējām cikliskām vienībām C CC-C = C-C≡C, tās atrod interesantus un daudzsološus lietojumus kā pretvēža zāles; tāds ir Dinemicīna A gadījums. No tā ir sintezēti citi savienojumi ar strukturālām analoģijām.

Piemēri

Attēlā parādīti septiņi vienkāršie cikloalkīni, kuros gandrīz nav trīskāršās saites. No kreisās uz labo pusi ar attiecīgajiem nosaukumiem ir: ciklopropīns, trīsstūris; Ciklobutīns, laukums; ciklopentīns, piecstūris; cikloheksīns, sešstūris; cikloheptīns, heptagons; Ciklooktīns, astoņstūris; un ciklodecīns, dekagons.

Pamatojoties uz šīm struktūrām un aizvietojot piesātināto ogļūdeņražu atomus, var iegūt citus no tiem iegūtus savienojumus. Tās var arī pakļaut oksidatīviem apstākļiem, lai radītu dubultās saites citās ciklā.

Šīs ģeometriskās vienības var būt daļa no lielākas struktūras, palielinot varbūtību, ka kopumā tiks funkcionalizēts. Nav pieejami daudzi ciklohalkīnu piemēri, vismaz ne tikai padziļinot organiskās sintēzes un farmakoloģijas dziļumu.

Atsauces

  1. Francis A. Carey. Organiskā ķīmija (Sestais izdevums, P 372, 375). Mc Graw kalns.
  2. Vikipēdija. (2018). Ciklohalkīns. Uzņemts no: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (2013. gada 5. maijs). Organisko savienojumu nosaukšana. Ņemts no: 2.chemistry.msu.edu
  4. Neorganiskā ķīmija Ciklohalkīni. Uzņemts no: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Heterociklu biosintēze no izolācijas līdz gēnu klasterim. Wiley, 181. lpp.
  6. Interesanti organiskā ķīmija un dabīgie produkti. (2015. gada 17. aprīlis). Ciklohalkīni. Ņemts no: quintus.mickel.ch