Charakterystyka cykloalkin, nazewnictwo, zastosowania, przykłady



The cykloalkiny są to związki organiczne, które mają jedno lub więcej potrójnych wiązań i jednostkę cykliczną. Jego skondensowane wzory cząsteczkowe spełniają wzór CnH2n-4. Zatem, jeśli n jest równe 3, wówczas formuła wspomnianego cykloalkinu będzie miała postać C3H2.

Na dolnym obrazie zilustrowano serię figur geometrycznych, ale w rzeczywistości składają się one z przykładów cykloalkin. Każdy z nich można uznać za bardziej utlenioną wersję odpowiednich cykloalkanów (bez podwójnych lub potrójnych wiązań). Gdy brakuje im heteroatomu (O, N, S, F itd.), Są to tylko „proste” węglowodory.

Chemia wokół cykloalkin jest bardzo złożona, a tym bardziej mechanizmy stojące za ich reakcjami. Stanowią one punkt wyjścia do syntezy wielu związków organicznych, które z kolei podlegają możliwym zastosowaniom.

Ogólnie rzecz biorąc, są one bardzo reaktywne, chyba że są „zniekształcone” lub złożone z metalami przejściowymi. Podobnie, jego potrójne wiązania mogą być sprzężone z podwójnymi wiązaniami, tworząc cykliczne jednostki wewnątrz cząsteczek.

Jeśli nie, w ich najprostszych strukturach są w stanie dodać małe cząsteczki do swoich potrójnych wiązań.

Indeks

  • 1 Charakterystyka cykloalkinów
    • 1.1 Apolarność i potrójne wiązanie
    • 1.2 Siły międzycząsteczkowe
    • 1.3 Napięcie kątowe
  • 2 Nazewnictwo
  • 3 aplikacje
  • 4 Przykłady
  • 5 referencji

Charakterystyka cykloalkinów

Apolarność i potrójne wiązanie

Cykloalkiny charakteryzują się tym, że są molekułami niepolarnymi, a zatem hydrofobowymi. Może się to zmienić, jeśli w ich strukturach mają jakąś heteroatom lub grupę funkcyjną, która nadaje znaczny moment dipolowy; jak to się dzieje w heterocyklach z potrójnymi wiązaniami.

Ale co to jest potrójny link? Są to tylko trzy jednoczesne oddziaływania pomiędzy dwoma atomami węgla z hybrydyzacją sp. Jedno łącze jest proste (σ), a drugie dwa π, prostopadłe do siebie. Oba atomy węgla mają wolny orbital sp, aby wiązać się z innymi atomami (R-C≡C-R).

Te hybrydowe orbitale mają 50% znak S i 50% P charakter. Ponieważ s orbitale są penetrujący niż P Fakt ten sprawia, że ​​dwa węgiel więcej kwaśny (akceptorów elektronów), aby węgle alkanów lub alkenów.

Z tego powodu potrójne wiązanie (≡) stanowi specyficzny punkt dla dodawania do niego gatunków dostarczających elektrony, tworząc proste połączenia.

Powoduje to zerwanie jednego z wiązań π, stając się podwójnym wiązaniem (C = C). Dodawanie trwa aż do uzyskania R4C-CR4, to znaczy w pełni nasycone węgle.

Powyższe można również wyjaśnić w ten sposób: wiązanie potrójne jest podwójnym nienasyceniem.

Siły międzycząsteczkowe

Cykloalkiny cząsteczki oddziałują siły dyspersji lub London siły i interakcje typu π-gatunku. Oddziaływania te są słabe, ponieważ rozmiar cykli (ostatnie trzy z prawej strony na rysunku), ale nie w celu wytworzenia stałych składników w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem otoczenia.

Napięcie kątowe

Linki w potrójnym łączu znajdują się w tej samej płaszczyźnie i jednej linii. Dlatego też -C≡C- ma geometrię liniową, z orbitaliami sp o około 180º od siebie.

Ma to poważny wpływ na stabilność stereochemiczną cykloalkin. „Zgięcie” orbitali sp wymaga dużo energii, ponieważ nie są elastyczne.

Im mniejsza cicloalquino, bardziej powinny zginać orbitali sp celu umożliwienia fizycznej egzystencji. Analizując obraz, można zauważyć, od lewej do prawej, że w trójkącie kąt linki do stron potrójne wiązanie wymawiane; natomiast w dziesięciokąta są mniej gwałtowne.

Ponieważ cykloalkina jest większa, kąt połączeń orbitali sp do idealnego 180º jest bliżej. Odwrotność występuje, gdy są mniejsze, zmuszając je do zginania i tworzenia napięcie kątowe w nich destabilizuje cykloalkinę.

Zatem większe cykloalkiny mają niższe napięcie kątowe, co umożliwia ich syntezę i przechowywanie. Dzięki temu trójkąt jest najbardziej niestabilną cykloalkiną, a dekagon jest najbardziej stabilny spośród wszystkich.

W rzeczywistości cyklooktyna (ośmiokąt) jest najmniejszą stabilną znaną; inne istnieją tylko jako chwilowi ​​pośrednicy w reakcjach chemicznych.

Nomenklatura

Aby nazwać cykloalkiny, należy stosować te same zasady, które reguluje IUPAC, jak w przypadku cykloalkanów i cykloalkenów. Jedyną różnicą jest przyrostek -ico na końcu nazwy związku organicznego.

Główny łańcuch to taki, który ma potrójne wiązanie i zaczyna wyliczać od końca najbliższego. Jeśli masz na przykład cyklopropan, wówczas potrójne wiązanie będzie nazywane cyklopropyną (trójkąt obrazu). Jeśli grupa metylowa jest połączona na wierzchołku, będzie to: 2-metylocyklopropan.

Atomów węgla, R-C = C-R, oraz której cztery łącza, więc nie ma atomy wodoru (jak w przypadku wszystkich cykloalkiny obrazu). Nie zdarza się to tylko w przypadku wiązanie potrójne jest w położeniu końcowym, to znaczy na końcu łańcucha (R-C = C-H).

Aplikacje

Związki cykloalkiny nie są bardzo częste, więc nie są ich zastosowania. Mogą one służyć jako łączniki (grup) do koordynowania metalu przejściowego, tworząc w ten sposób nieskończoną liczbę związków metaloorganicznych może być przeznaczone do specyficznych zastosowań i rygorystycznego.

Zazwyczaj są one rozpuszczalnika w jego najbardziej nasyconych i stałych postaciach. Gdy pierścienie heterocykliczne obejmują, oprócz powtarzających się jednostek C = C-C = C-C = C wewnętrzne interesujące i obiecujące zastosowania jako leki przeciwnowotworowe są; Tak jest w przypadku z dynemicyna A z niej zostały zsyntetyzowane z innymi związkami analogii strukturalnej.

Przykłady

Obraz pokazuje siedem prostych cykloalkin, w których prawie nie ma potrójnego wiązania. Od lewej do prawej, z odpowiednimi nazwami to: cyklopropino, trójkąt; Cyklobutyna, kwadrat; cyklopentyna, pięciokąt; cykloheksyna, sześciokąt; cykloheptyna, siedmiokąt; Cyclooctin, octagon; i cyklodecyna, dekagon.

Opierając się na tych strukturach i zastępując atomy wodoru nasyconych atomów węgla, można uzyskać inne pochodzące z nich związki. Mogą również ulegać warunkom utleniającym, aby wytworzyć podwójne wiązania na innych stronach cykli.

Te geometryczne jednostki mogą być częścią większej struktury, zwiększając prawdopodobieństwo funkcjonalizacji całości. Nie ma wielu dostępnych przykładów cykloalkinów, przynajmniej nie bez pogłębienia głębi syntezy organicznej i farmakologii.

Referencje

  1. Francis A. Carey. Chemia organiczna (Wydanie szóste., P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Cykloalkin. Zrobiono z: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (05 maja 2013). Nazywanie związków organicznych. Zaczerpnięte z: 2.chemistry.msu.edu
  4. Chemia nieorganiczna Cykloalkiny. Zrobiono z: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana i Girolamo Cirrincione. (2015). Biosynteza heterocykli od izolacji do klastra genowego. Wiley, strona 181.
  6. Interesująca chemia organiczna i produkty naturalne. (17 kwietnia 2015 r.). Cykloalkiny. Zrobiono z: quintus.mickel.ch