Характеристика циклоалкинов, номенклатура, приложения, примеры
циклоалкины они представляют собой органические соединения, которые имеют одну или несколько тройных связей и циклическую единицу. Его конденсированные молекулярные формулы подчиняются формуле CNH2n-4. Таким образом, если n равно 3, тогда формула указанного циклоалкина будет иметь вид C3H2.
На нижнем изображении показан ряд геометрических фигур, но на самом деле они состоят из примеров циклоалкинов. Каждый из них может рассматриваться как более окисленный вариант соответствующих циклоалканов (без двойных или тройных связей). Когда им не хватает гетероатома (O, N, S, F и т. Д.), Они являются только «простыми» углеводородами..
Химия вокруг циклоалкинов очень сложна, и тем более механизмы их реакций. Они представляют собой отправную точку для синтеза многих органических соединений, которые, в свою очередь, являются предметом возможных применений..
В общих чертах, они очень реактивные, если они не "искажены" или не сложны с переходными металлами. Аналогично, его тройные связи могут быть сопряжены с двойными связями, создавая циклические единицы внутри молекул.
Если нет, то в своих простейших структурах они способны добавлять небольшие молекулы к своим тройным связям..
индекс
- 1 Характеристика циклоалкинов
- 1.1 Аполярность и тройная связь
- 1.2 Межмолекулярные силы
- 1.3 Угловое напряжение
- 2 Номенклатура
- 3 Приложения
- 4 примера
- 5 ссылок
Характеристики циклоалкинов
Аполярность и тройная связь
Циклоалкины характеризуются тем, что являются неполярными молекулами и, следовательно, гидрофобными. Это может измениться, если в их структурах есть какой-то гетероатом или функциональная группа, которая придает значительный дипольный момент; как это происходит в гетероциклах с тройными связями.
Но что такое тройная ссылка? Это только три одновременных взаимодействия между двумя атомами углерода с sp-гибридизацией. Одно звено простое (σ), а два других π перпендикулярно друг другу. Оба атома углерода имеют свободную орбиталь для связывания с другими атомами (R-C≡C-R).
Эти гибридные орбитали имеют 50% символа и 50% символа p. Поскольку орбитали более проникающие, чем орбитали, этот факт делает два атома углерода тройной связи более кислыми (акцепторы электронов), чем атомы углерода алканов или алкенов..
По этой причине тройная связь (represents) представляет собой особую точку для электронодонорных частиц, которые должны быть добавлены к ней, образуя простые связи.
Это приводит к разрыву одной из связей π, превращаясь в двойную связь (C = C). Добавление продолжается до получения R4C-CR4, то есть полностью насыщенные атомы углерода.
Вышесказанное также можно объяснить следующим образом: тройная связь представляет собой двойную ненасыщенность.
Межмолекулярные силы
Молекулы циклоалкина взаимодействуют посредством дисперсионных сил или сил Лондона и взаимодействий типа π-π. Эти взаимодействия слабы, но по мере увеличения размера циклов (как и три последних в правой части изображения) им удается образовывать твердые частицы при комнатной температуре и давлении.
Угловое напряжение
Ссылки в тройной ссылке расположены на одной плоскости и на одной линии. Следовательно, -C≡C- имеет линейную геометрию с sp-орбиталями на расстоянии около 180º.
Это имеет серьезное значение для стереохимической стабильности циклоалкинов. Требуется много энергии, чтобы "согнуть" sp-орбитали, так как они не являются гибкими.
Чем меньше циклоалкин, тем больше sp-орбиталей нужно изгибать, чтобы обеспечить его физическое существование. Анализируя изображение, можно заметить слева направо, что в треугольнике угол связей по сторонам тройной связи очень выражен; тогда как в декагоне они менее крутые.
Поскольку циклоалкин больше, угол связей sp-орбиталей к идеальному составляет 180º. Противоположность происходит, когда они меньше, заставляя их сгибаться и создавая угловое напряжение в них дестабилизирует циклоалкины.
Таким образом, более крупные циклоалкины имеют меньшее угловое натяжение, что делает возможным их синтез и хранение. При этом треугольник является наиболее нестабильным циклоалкином, а декагон - наиболее устойчивым из всех.
На самом деле, циклооктин (восьмиугольник) является наименьшей стабильной из известных; другие существуют только как мгновенные посредники в химических реакциях.
номенклатура
Чтобы назвать циклоалкины, должны применяться те же правила, регулируемые IUPAC, что и для циклоалканов и циклоалкенов. Единственное отличие заключается в суффиксе -ico в конце названия органического соединения..
Основная цепь - это та, которая имеет тройную связь и начинает перечислять с конца, ближайшего к ней. Если у вас есть, например, циклопропан, то наличие тройной связи будет называться циклопропином (треугольник изображения). Если метильная группа связана в верхней вершине, то это будет: 2-метилциклопропан.
Углероды R-C≡C-R уже имеют четыре связи, поэтому в них отсутствуют водороды (как это происходит со всеми циклоалкинами на изображении). Этого не происходит, только если тройная связь находится в концевой позиции, то есть в конце цепи (R-C≡C-H).
приложений
Циклоалкины не являются очень распространенными соединениями, поэтому их применение также не является. Они могут служить связующими (группы, которые скоординированы) с переходными металлами, создавая тем самым бесконечное количество металлоорганических соединений, которые можно использовать для очень строгих и специфических целей..
Они обычно являются растворителями в их наиболее насыщенных и стабильных формах. Когда они состоят из гетероциклов, помимо наличия внутренних циклических единиц C unitsC-C = C-C≡C, они находят интересные и многообещающие применения в качестве противоопухолевых препаратов; так обстоит дело с динемицин А. Из него были синтезированы другие соединения со структурными аналогиями.
примеров
Изображение показывает семь простых циклоалкинов, в которых едва ли есть тройная связь. Слева направо, с соответствующими именами: циклопропино, треугольник; Циклобутин, площадь; циклопентин, пятиугольник; циклогексин, шестиугольник; циклогептин, гептагон; Циклооктин, восьмиугольник; и циклодецин, декагон.
Основываясь на этих структурах и замещая атомы водорода насыщенных атомов углерода, могут быть получены другие соединения, полученные из них. Они также могут подвергаться окислительным условиям для образования двойных связей на других сторонах циклов..
Эти геометрические единицы могут быть частью большей структуры, увеличивая вероятность функционализации целого. Существует не так много примеров доступных циклоалкинов, по крайней мере, без углубления глубины органического синтеза и фармакологии..
ссылки
- Фрэнсис А. Кэри. Органическая химия (Шестое издание., Стр. 372, 375). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Cycloalkyne. Взято из: en.wikipedia.org
- Уильям Реуш. (05 мая 2013 г.) Наименование органических соединений. Взято из: 2.chemistry.msu.edu
- Неорганическая химия Циклоалкины. Взято из: fullquimica.com
- Патриция Диана и Джироламо Цирринчоне. (2015). Биосинтез гетероциклов от выделения до генного кластера. Wiley, стр. 181.
- Интересная органическая химия и натуральные продукты. (17 апреля 2015 г.) Циклоалкины. Взято из: quintus.mickel.ch