Cycloalkines egenskaber, nomenklatur, anvendelser, eksempler



den cycloalkynes de er organiske forbindelser, som har en eller flere tredobbelt bindinger og en cyklisk enhed. Dens kondenserede molekylære formler overholder formlen CnH2n-4. Således, hvis n er lig med 3, så vil formlen af ​​cycloalkylen være C3H2.

I det nederste billede er en række geometriske figurer illustreret, men i virkeligheden består de af eksempler på cycloalkyner. Hver af dem kan betragtes som en mere oxideret version af de respektive cycloalkaner (uden dobbelt eller tredobbelt bindinger). Når de mangler et heteroatom (O, N, S, F osv.), Er de kun "simple" carbonhydrider.

Kemien omkring cycloalkiner er meget kompleks, og endnu mere er mekanismerne bag deres reaktioner. De repræsenterer et udgangspunkt for syntesen af ​​mange organiske forbindelser, som igen er genstand for mulige anvendelser.

Generelt er de meget reaktive, medmindre de er "forvrænget" eller kompleks med overgangsmetaller. Ligeledes kan dens tredobbelte bindinger konjugeres med dobbeltbindinger, hvilket skaber cykliske enheder inden for molekylerne.

Hvis ikke, kan de i deres enkleste strukturer tilføje små molekyler til deres tredobbelte bindinger.

indeks

  • 1 Karakteristika for cycloalkyner
    • 1.1 Apolaritet og den tredobbelte binding
    • 1.2 Intermolekylære kræfter
    • 1.3 Vinkelspænding
  • 2 nomenklatur
  • 3 applikationer
  • 4 eksempler
  • 5 referencer

Karakteristika for cycloalkyner

Apolaritet og den tredobbelte binding

Cycloalkyner er kendetegnet ved at være apolære molekyler og derfor hydrofobe. Dette kan ændre sig, hvis de i deres strukturer har noget heteroatom eller funktionel gruppe, der giver et betydeligt dipolmoment; som det sker i heterocykler med tredobbelt bindinger.

Men hvad er et tredobbelt link? De er kun tre samtidige interaktioner mellem to carbonatomer med sp hybridisering. Et link er simpelt (σ), og de to andre π, vinkelret på hinanden. Begge carbonatomer har en fri sp orbital til at binde til andre atomer (R-C≡C-R).

Disse hybrid orbitaler har 50% karakter og 50% tegn p. Fordi orbitalerne er mere gennemtrængende end orbitalerne, gør denne kendsgerning de to carbonater i den tredobbelte binding mere sure (elektronacceptorer) end carbonerne i alkanerne eller alkenerne.

Af denne grund repræsenterer triplebindingen (≡) et specifikt punkt for elektrondonerende arter, der skal tilføjes til det danner enkle links.

Dette resulterer i brud på en af ​​bindingerne π, der bliver en dobbeltbinding (C = C). Tilsætningen fortsætter indtil R er opnået4C-CR4, det vil sige fuldt mættede carbonatomer.

Ovennævnte kan også forklares på denne måde: Den tredobbelte binding er en dobbelt umættethed.

Intermolekylære kræfter

Cykloalkynmolekyler interagerer med dispersionskræfter eller Londonkræfter og ved interaktioner af π-π-typen. Disse vekselvirkninger er svage, men når størrelsen af ​​cyklusserne stiger (som de sidste tre på højre side af billedet) formår de at danne faste stoffer ved stuetemperatur og tryk.

Vinkelspænding

Links i triple linket er placeret i samme plan og en linje. Derfor har -C≡C- en lineær geometri med sp orbitaler ca. 180º fra hinanden.

Dette har en alvorlig implikation i cycloalkynernes stereokemiske stabilitet. Det kræver meget energi at "bøje" sp orbitalerne, da de ikke er fleksible.

Jo mindre cycloalkinen er, desto mere skal sp orbitalerne bøjes for at tillade den fysiske eksistens. Ved at analysere billedet kan det bemærkes, fra venstre til højre, at i trekanten er vinklen af ​​linkene på siderne af triple bond meget udtalt; mens i decagon de er mindre bratte.

Da cycloalkinen er større, er vinklen af ​​forbindelserne af sp orbitalerne til den ideelle 180º tættere. Det modsatte sker, når de er mindre, tvinger dem til at bøje og skabe en vinkel spænding i dem destabiliserende cycloalkin.

De større cycloalkiner har således lavere vinkelspænding, hvilket muliggør deres syntese og opbevaring. Med dette er trekanten det mest ustabile cycloalkin, og decagon er den mest stabile af dem alle.

Faktisk er cyclooktenen (oktagonen) den mindste stabile kendt; andre eksisterer kun som øjeblikkelige formidlere i kemiske reaktioner.

nomenklatur

For at kunne benævne cycloalkyner skal de samme regler reguleret af IUPAC som for cycloalkaner og cycloalkener anvendes. Den eneste forskel ligger i suffikset -ico i slutningen af ​​navnet på den organiske forbindelse.

Hovedkæden er en, der har den tredobbelte obligation, og begynder at regne fra slutningen tættest på den. Hvis du for eksempel har cyclopropan, vil der blive kaldt cyclopropin (trianglen af ​​billedet), hvis du har en tredobbelt binding. Hvis en methylgruppe er bundet i toppen, vil det være: 2-methylcyclopropan.

Karbonerne i R-C≡C-R har allerede deres fire bindinger, så det mangler hydrogener (som sker med alle cycloalkynerne i billedet). Dette sker ikke kun, hvis den tredobbelte binding er i en terminalposition, dvs. ved enden af ​​en kæde (R-C≡C-H).

applikationer

Cycloalkiner er ikke meget almindelige forbindelser, så det er heller ikke deres anvendelser. De kan tjene som bindemidler (grupper der koordineres) til overgangsmetallerne og derved skabe en uendelig organometalliske forbindelser, der kan anvendes til meget strenge og specifikke anvendelser.

De er normalt opløsningsmidler i deres mest mættede og stabile former. Når de består af heterocykler, finder de udover at have interne cykliske enheder C = C-C = C-C≡C interessante og lovende anvendelser som kræftmidler; sådan er tilfældet med dinemycin A. Fra dette er andre forbindelser blevet syntetiseret med strukturelle analogier.

eksempler

Billedet viser syv enkle cycloalkyner, hvor der næsten ikke er en tredobbelt binding. Fra venstre til højre, med deres respektive navne er: cyclopropino, trekanten; Cyclobutin, firkanten; cyclopentin, pentagonen; cyclohexin, hexagonen; cycloheptin, heptagonen; Cyclooctin, ottekantet; og cyclodecin, decagon.

Baseret på disse strukturer og erstatning af hydrogenatomer af de mættede carbonatomer kan andre forbindelser deraf hidrørende fra dem opnås. De kan også undergå oxidative betingelser for at danne dobbeltbindinger på andre sider af cyklusserne.

Disse geometriske enheder kan være en del af en større struktur, hvilket øger sandsynlighederne for at funktionalisere hele. Der findes ikke mange eksempler på cycloalkyner, i det mindste ikke uden at fordybe dybden af ​​organisk syntese og farmakologi.

referencer

  1. Francis A. Carey. Organisk kemi (Sjette udgave., S. 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Cycloalkyne. Hentet fra: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (Maj 05, 2013). Navngivning af organiske forbindelser. Taget fra: 2.chemistry.msu.edu
  4. Uorganisk kemi Cycloalkynes. Modtaget fra: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosyntese af heterocykler fra isolation til genklynge. Wiley, side 181.
  6. Interessant organisk kemi og naturlige produkter. (17. april 2015). Cycloalkynes. Modtaget fra: quintus.mickel.ch