Tsükloalkiinide omadused, nomenklatuur, rakendused, näited
The tsükloalküünid need on orgaanilised ühendid, millel on üks või mitu kolmiksidet ja tsükliline üksus. Selle kondenseeritud molekulaarsed valemid järgivad valemit CnH2n-4. Seega, kui n on võrdne 3-ga, siis on nimetatud tsükloalküüni valem C3H2.
Madalamal pildil on kujutatud mitmeid geomeetrilisi jooniseid, kuid tegelikkuses koosnevad need tsükloalküünide näidetest. Igaüks neist võib pidada vastavate tsükloalkaanide oksüdeeritumaks variandiks (ilma topelt- või kolmiksideteta). Kui neil puudub heteroaatom (O, N, S, F jne), on need vaid "lihtsad" süsivesinikud.
Tsükloalkiinide ümbritsev keemia on väga keeruline ja veelgi enam on nende reaktsioonide mehhanismid. Need kujutavad endast paljude orgaaniliste ühendite sünteesi lähtepunkti, mis omakorda sõltuvad võimalikest rakendustest.
Üldiselt on need väga reaktsioonivõimelised, välja arvatud juhul, kui need on üleminekumetallidega "moonutatud" või komplekssed. Samuti võib selle kolmiksidemeid konjugeerida kaksiksidemetega, luues molekulides tsüklilisi ühikuid.
Kui ei, siis on nende lihtsaimates struktuurides võimelised lisama oma kolmekordsetele sidemetele väikesi molekule.
Indeks
- 1 Tsükloalküünide omadused
- 1.1 Apolaarsus ja kolmekordne side
- 1.2 Molekulidevahelised jõud
- 1.3 Nurkpinge
- 2 nomenklatuur
- 3 Rakendused
- 4 Näited
- 5 Viited
Tsükloalküünide omadused
Apolaarsus ja kolmekordne side
Tsükloalküünidele on iseloomulik, et need on apolaarsed molekulid ja seega hüdrofoobsed. See võib muutuda, kui nende struktuuris on neil mõni heteroaatom või funktsionaalne rühm, mis annab märkimisväärse dipoolse hetke; nagu see toimub kolmekordsete sidemetega heterotsüklites.
Aga mis on kolmekordne link? Need on vaid kolm samaaegset interaktsiooni kahe süsinikuaatomi vahel sp-hübridisatsiooniga. Üks link on lihtne (σ) ja teine kaks üksteise suhtes risti. Mõlemal süsinikuaatomil on vaba aatom, mis seondub teiste aatomitega (R-C≡C-R).
Nendel hübriidsetel orbitaalidel on 50% märgist ja 50% märgist p. Kuna orbitaalid on rohkem kui orbitaalid, teeb see asjaolu kolmekordse sideme kaks süsinikku happelisemaks (elektronide aktseptorid) kui alkaanide või alkeenide süsinikud..
Sel põhjusel on kolmiksidem (≡) spetsiifiline punkt elektronide loovutavatele liikidele, mis lisatakse sellele, moodustades lihtsaid linke.
Selle tulemuseks on ühe sideme π purustamine, muutudes kaksiksidemeks (C = C). Lisamine jätkub, kuni saadakse R4C-CR4, see tähendab täielikult küllastunud süsivesinikke.
Ülaltoodut saab seletada ka sel viisil: kolmikside on kahekordne küllastumatus.
Molekulidevahelised jõud
Tsükloalküünimolekulid mõjutavad dispersioonijõudude või Londoni jõudude ja π-π tüüpi interaktsioone. Need vastasmõjud on nõrgad, kuid tsüklite suuruse tõttu (nagu viimased kolm pilti paremal küljel) saavad nad moodustada toatemperatuuril ja rõhul tahkeid aineid..
Nurkne pinge
Kolmik lingi lingid asuvad samal tasapinnal ja ühel real. Seetõttu on -C≡C- lineaarne geomeetria, mille sp orbitaalid on umbes 180º kaugusel.
Sellel on tõsine mõju tsükloalküünide stereokeemilisele stabiilsusele. Sp orbitaalide "painutamiseks" kulub palju energiat, kuna need ei ole paindlikud.
Mida väiksem on tsükloalkiin, seda rohkem tuleb sp orbitaale painutada, et võimaldada selle füüsilist olemasolu. Kujutist analüüsides võib märkida vasakult paremale, et kolmnurga kolmnurga külgedel olevate linkide nurk on väga väljendunud; arvestades, et dekagonis on nad vähem järsud.
Kuna tsükloalkiin on suurem, siis on sp orbitaalide ja ideaalse 180º vaheliste ühenduste nurk lähemal. Vastupidi, kui nad on väiksemad, sundides neid painutama ja looma a nurga pinge nendes, destabiliseerides tsükloalkiini.
Seega on suurematel tsükloalkiinidel madalam nurkpinge, mis võimaldab nende sünteesi ja säilitamist. Sellega on kolmnurk kõige ebastabiilsem tsükloalkiin ja dekagon on neist kõige stabiilsem.
Tegelikult on tsüklooctin (kaheksanurk) kõige väiksem teadaolev stabiilne; teised eksisteerivad keemiliste reaktsioonide puhul ainult hetkeliste vahendajatena.
Nomenklatuur
Tsükloalküünide nimetamiseks tuleb rakendada samu eeskirju, mida reguleerib IUPAC nagu tsükloalkaanide ja tsükloalkeenide puhul. Ainus erinevus seisneb sufiksis -ico orgaanilise ühendi nime lõpus.
Peamine ahel on kolmekordne võlakiri ja hakkab loendama selle lähimast otsast. Kui teil on näiteks tsüklopropaan, siis kolmekordset sidet nimetatakse tsüklopropiiniks (kujutise kolmnurk). Kui metüülrühm on seotud ülemise tipuga, siis on see: 2-metüültsüklopropaan.
R-C≡C-R süsinikul on juba neli sidet, seega puudub sellel vesinikud (nagu juhtub kõigi tsükloalküünidega pildil). Seda ei juhtu ainult siis, kui kolmikside on terminaalses asendis, st ahela lõpus (R-C≡C-H).
Rakendused
Tsükloalkiinid ei ole väga levinud ühendid, seega ei ole ka nende rakendused. Nad võivad olla sideainetena (koordineeritavad rühmad) üleminekumetallidele, luues seega lõputu metallorgaanilised ühendid, mida saab kasutada väga rangete ja spetsiifiliste kasutusalade jaoks..
Tavaliselt on need lahustid kõige küllastumates ja stabiilsemates vormides. Kui nad koosnevad heterotsüklitest, siis lisaks sisemistele tsüklilistele ühikutele C≡C-C = C-C≡C leiavad nad huvitavaid ja paljutõotavaid kasutusalasid vähivastaste ravimitena; selline on Dinemycin A juhtum. Sellest on sünteesitud teisi ühendeid struktuuriliste analoogidega.
Näited
Pildil on seitse lihtsat tsükloalküüni, milles on peaaegu kolmekordne side. Vasakult paremale, nende nimed on: tsüklopropino, kolmnurk; Tsüklobutiin, ruut; tsüklopentiin, viisnurk; tsükloheksiin, kuusnurk; tsükloheptiin, heptagon; Tsüklooktiin, kaheksanurk; ja tsüklodekiin, kümnend.
Nende struktuuride põhjal ja küllastunud süsinikuaatomite vesiniku aatomite asendamisel võib saada teisi nendest saadud ühendeid. Samuti võivad nad läbida oksüdatiivseid tingimusi, et tekitada tsüklite teistes külgedes topeltsidemeid.
Need geomeetrilised üksused võivad olla osa suuremast struktuurist, suurendades kogu funktsionaliseerimise tõenäosust. Tsükloalküünide kohta ei ole palju näiteid, vähemalt mitte ilma orgaanilise sünteesi ja farmakoloogia sügavust süvendamata.
Viited
- Francis A. Carey. Orgaaniline keemia (Kuues väljaanne., P 372, 375). Mc Grawi mägi.
- Wikipedia. (2018). Cycloalkyne. Vastu võetud: en.wikipedia.org
- William Reusch. (05.05.2013). Orgaaniliste ühendite nimetamine. Välja võetud: 2.chemistry.msu.edu
- Anorgaaniline keemia Tsükloalküünid. Välja võetud: fullquimica.com
- Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Heterotsüklite biosüntees isoleerimisest geeniklastrisse. Wiley, lk 181.
- Huvitav orgaaniline keemia ja looduslikud tooted. (17. aprill 2015). Tsükloalküünid. Välja võetud: quintus.mickel.ch