Cikloalkinok jellemzői, nómenklatúra, alkalmazások, példák



az cikloalkinek szerves vegyületek, amelyek egy vagy több hármas kötéssel és egy ciklikus egységgel rendelkeznek. A kondenzált molekuláris képletei megfelelnek a C képletneknH2-n-4. Így ha n értéke 3, akkor a cikloalkin képlete C3H2.

Az alsó képen egy sor geometriai ábrát mutatunk be, de a valóságban a cikloalkinok példáiból állnak. Mindegyikük a megfelelő cikloalkánok oxidáltabb változatának tekinthető (kettős vagy hármas kötések nélkül). Ha nincsenek heteroatomok (O, N, S, F, stb.), Csak "egyszerű" szénhidrogének.

A cikloalkinok körüli kémia nagyon bonyolult, és még inkább a reakcióik mögötti mechanizmusok. Számos szerves vegyület szintézisének kiindulópontját képezik, amelyek esetleges alkalmazási területei.

Általánosságban elmondható, hogy nagyon reaktívak, hacsak nem "torzulnak" vagy komplexek az átmenetifémekkel. Hasonlóképpen, a hármas kötései kettős kötéssel konjugálhatók, és a molekulákban ciklikus egységeket hozhatnak létre.

Ha nem, a legegyszerűbb struktúrájukban képesek kis molekulákat adni a hármas kötéseikhez.

index

  • 1 A cikloalkinok jellemzői
    • 1.1 Apolaritás és a hármas kötés
    • 1.2 Intermolekuláris erők
    • 1.3 Szögfeszültség
  • 2 Nómenklatúra
  • 3 Alkalmazások
  • 4 Példák
  • 5 Referenciák

A cikloalkinok jellemzői

Apolaritás és a hármas kötés

A cikloalkineket az apoláris molekulák jellemzik, és ezáltal hidrofóbok. Ez megváltozhat, ha szerkezeteikben valamilyen heteroatom vagy funkcionális csoport van, amely jelentős dipólamot biztosít; a hármas kötéssel rendelkező heterociklusokban.

De mi a hármas kapcsolat? Csak három párhuzamos kölcsönhatás van két szénatom között sp-hibridizációval. Egy kapcsolat egyszerű (σ), a másik kettő π, egymásra merőleges. Mindkét szénatom szabad sp orbitálisan kötődik más atomokhoz (R-C≡C-R).

Ezeknek a hibrid pályáknak a karaktere 50%, a karakter 50% -a. Mivel a pályák jobban behatolnak, mint a pályák, ez a tény a hármas kötés két szénatomját savasabbá teszi (elektron-akceptorok), mint az alkánok vagy alkének szénatomjai..

Emiatt a hármas kötés (≡) egy pontot jelent az elektronadományozó fajok számára, amelyekhez hozzá kell adni az egyszerű linkeket..

Ez az egyik π kötés törését eredményezi kettős kötéssé (C = C). Az addíció addig folytatódik, amíg R-t nem kapunk4C-CR4, azaz teljesen telített szénatomok.

A fentiek így is magyarázhatók: a hármas kötés kettős telítetlenség.

Intermolekuláris erők

A cikloalkin-molekulák kölcsönhatásba lépnek a diszperziós erőkkel vagy a londoni erőkkel, valamint a π-π típusú kölcsönhatásokkal. Ezek a kölcsönhatások gyengék, de ahogy a ciklusok mérete növekszik (mint a kép jobb oldalán lévő utolsó három), szobahőmérsékleten és nyomáson szilárd anyagot képeznek.

Szögfeszültség

A hármas kapcsolat linkjei ugyanazon a síkon és egy soron találhatók. Ezért a -C≡C-nek egy lineáris geometriája van, a sp orbitálisok kb.

Ez komoly következményekkel jár a cikloalkinok sztereokémiai stabilitásában. Sok energiát igényel a sp orbitálisok hajlítása, mivel nem rugalmasak.

Minél kisebb a cikloalkin, annál jobban kell hajlítani az orbitákat, hogy lehetővé tegyék a fizikai létezését. A képet elemezve balról jobbra észrevehető, hogy a háromszögben a hármas kötés oldalán lévő kapcsolatok szöge nagyon kifejezett; mivel a decagonban kevésbé hirtelen vannak.

Mivel a cikloalkin nagyobb, a sp orbitálisok és az ideális 180º közötti kapcsolási szög közelebb van. Az ellenkezője akkor fordul elő, ha kisebbek, kényszerítve őket, hogy hajlítsanak és hozzanak létre egy szögfeszültség benne, a cikloalkin destabilizálja.

Így a nagyobb cikloalkinek alacsonyabb szögfeszültségűek, ami lehetővé teszi azok szintézisét és tárolását. Ezzel a háromszög a legstabilabb cikloalkin, és a decagon a legstabilabb az összes közülük.

Valójában a ciklooctin (a nyolcszög) a legkisebb ismert, stabil; mások csak kémiai reakciókban csak pillanatnyi közvetítőként léteznek.

nómenklatúra

A cikloalkinok megnevezéséhez ugyanazokat a szabályokat kell alkalmazni, mint az ciklusalkánok és a cikloalkének esetében. Az egyetlen különbség a -ico utótagban van a szerves vegyület nevének végén.

A fő lánc az a hármas kötésű lánc, amely a legközelebbi végétől kezd elszámolni. Ha van például ciklopropánja, akkor hármas kötést kapunk ciklopropinnak (a kép háromszöge). Ha egy metilcsoport kapcsolódik a felső csúcshoz, akkor ez a következő lesz: 2-metil-ciklopropán.

Az R-C≡C-R szénatomjai már négy kötéssel rendelkeznek, így nincsenek hidrogének (mint ahogy a kép összes cikloalkinjával történik). Ez nem csak akkor történik meg, ha a hármas kötés terminális helyzetben van, azaz egy lánc végén (R-C≡C-H).

alkalmazások

A cikloalkinok nem túl gyakori vegyületek, így ezek alkalmazása sem. Kötőanyagként (összehangolt csoportként) szolgálhatnak az átmeneti fémekhez, ezáltal olyan szerves fémvegyületek végtelenségét képezhetik, amelyek nagyon szigorú és specifikus felhasználásokhoz használhatók..

Ezek általában oldószerek a leginkább telített és stabil formájukban. Ha heterociklusokból állnak, C≡C-C = C-C≡C belső ciklikus egységeken kívül érdekes és ígéretes alkalmazásokat találnak rákellenes szerként; ilyen a Dinemycin A. esetében. Ehhez más vegyületeket szintetizáltunk strukturális analógiákkal.

Példák

A képen hét egyszerű cikloalkin, amelyekben alig van hármas kötés. Balról jobbra, a nevükkel együtt: ciklopropin, a háromszög; Ciklobutin, a tér; ciklopentin, az ötszög; ciklohexin, a hatszög; cikloheptin, a heptagon; Ciklooktin, a nyolcszög; és a ciklodecin, a decagon.

Ezen szerkezetek alapján és a telített szénatomok hidrogénatomjainak helyettesítésével más, ezekből származó vegyületek nyerhetők. Ezenkívül oxidatív körülmények között is végezhetnek kettős kötést a ciklusok másik oldalán.

Ezek a geometriai egységek egy nagyobb szerkezet részét képezhetik, ami növeli a teljes funkcionalizálás valószínűségét. A cikloalkinok nem állnak rendelkezésre sok esetben, legalábbis anélkül, hogy elmélyítenénk a szerves szintézis és a farmakológia mélységeit.

referenciák

  1. Francis A. Carey. Szerves kémia (Hatodik kiadás, P 372, 375). Mc Graw-hegy.
  2. Wikipedia. (2018). Cikloalkinek. Készült: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (2013. május 5.). A szerves vegyületek elnevezése. Készült: 2.chemistry.msu.edu
  4. Szervetlen kémia Cikloalkinek. Készült: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). A heterociklusok bioszintézise az izolálástól a géncsoportig. Wiley, 181. oldal.
  6. Érdekes szerves kémia és természetes termékek. (2015. április 17.). Cikloalkinek. Készült: quintus.mickel.ch