Cikloalkinske značilnosti, nomenklatura, aplikacije, primeri



The cikloalkini gre za organske spojine, ki imajo eno ali več trojnih vezi in ciklično enoto. Njegove zgoščene molekulske formule so v skladu s formulo CnH2n-4. Torej, če je n enak 3, potem bo formula omenjenega cikloalkina C3H2.

Na spodnji sliki je prikazana vrsta geometrijskih likov, v resnici pa so sestavljeni iz primerov cikloalkinov. Vsak od njih se lahko obravnava kot bolj oksidirana različica cikloalkanov (brez dvojnih ali trojnih vezi). Če nimajo heteroatoma (O, N, S, F itd.), So le "preprosti" ogljikovodiki.

Kemija okoli cikloalkinov je zelo kompleksna, še bolj pa so mehanizmi, na katerih temeljijo njihove reakcije. Predstavljajo izhodiščno točko za sintezo mnogih organskih spojin, ki so lahko predmet uporabe.

Na splošno so zelo reaktivni, razen če so "izkrivljeni" ali kompleksni s prehodnimi kovinami. Prav tako se lahko njene trojne vezi konjugirajo z dvojnimi vezmi, kar ustvarja ciklične enote znotraj molekul.

Če ne, v svojih najpreprostejših strukturah lahko dodajo majhne molekule v svoje trojne vezi.

Indeks

  • 1 Značilnosti cikloalkinov
    • 1.1 Apolarnost in trojna vez
    • 1.2 Medmolekularne sile
    • 1.3 Kotna napetost
  • 2 Nomenklatura
  • 3 Aplikacije
  • 4 Primeri
  • 5 Reference

Značilnosti cikloalkinov

Apolarnost in trojna vez

Za cikloalkile so značilne nepolarne molekule in zato hidrofobne. To se lahko spremeni, če imajo v svojih strukturah nekaj heteroatomov ali funkcionalnih skupin, ki dajejo velik dipolni trenutek; kot se dogaja v heterociklih s trojnimi vezmi.

Toda kaj je trojna povezava? So le tri hkratne interakcije med dvema atomoma ogljika s sp hibridizacijo. Ena povezava je preprosta (σ), druga dva π pa pravokotna drug na drugega. Oba atoma ogljika imata prosto sp orbitalo, ki se veže na druge atome (R-C≡C-R).

Te hibridne orbitale imajo 50% značaja in 50% znaka p. Ker so orbitale bolj prodorne kot orbitale, to dejstvo naredi dva ogljika trojne vezi bolj kisle (sprejemniki elektronov) kot ogljikovi alkani ali alkeni.

Zato trojni vez (represents) predstavlja specifično točko, ki jo za dodajanje elektronov lahko dodamo, tako da oblikuje preproste povezave.

Posledica tega je prekinitev ene od vezi π, ki postane dvojna vez (C = C). Dodatek se nadaljuje, dokler se ne doseže R4C-CR4, to je popolnoma nasičen ogljik.

Zgoraj navedeno je mogoče razložiti tudi na ta način: trojna vez je dvojna nenasičenost.

Intermolekularne sile

Cikloalkinske molekule medsebojno delujejo z disperzijskimi silami ali londonskimi silami in z interakcijami π-π tipa. Te interakcije so šibke, vendar se s povečanjem velikosti ciklov (kot zadnje tri na desni strani slike) ustvari trdne snovi pri sobni temperaturi in tlaku..

Kotna napetost

Povezave v trojni povezavi se nahajajo v isti ravnini in eni vrstici. Torej ima C-C- linearno geometrijo s sp orbitali približno 180 ° narazen.

To ima resne posledice v stereokemijski stabilnosti cikloalkinov. Potrebno je veliko energije za "upogibanje" sp orbitalov, ker niso prilagodljivi.

Čim manjši je cikloalkin, tem bolj morajo biti sp-orbitale upognjene, da omogočajo fizični obstoj. Če analiziramo sliko, lahko opazimo od leve proti desni, da je v trikotniku kot povezav na straneh trojne vezi zelo izrazit; medtem ko so v nalepki manj nenadni.

Ker je cikloalkin večji, je kot povezav sp orbital na idealno 180º bližje. Nasprotno se zgodi, ko so manjši, zaradi česar se skrivajo in ustvarjajo kotna napetost v njih destabilizira cikloalkin.

Tako imajo večji cikloalkini nižjo kotno napetost, kar omogoča njihovo sintezo in shranjevanje. S tem je trikotnik najbolj nestabilen cikloalkin, dekagon pa je najbolj stabilen od vseh.

Pravzaprav je znano, da je najmanjši cikloktin (osmerokotnik); drugi obstajajo le kot trenutni posredniki v kemijskih reakcijah.

Nomenklatura

Za imenovanje cikloalkinov je treba uporabiti ista pravila, ki jih ureja IUPAC kot za cikloalkane in cikloalkene. Edina razlika je v priponi -ico na koncu imena organske spojine.

Glavna veriga je tista, ki ima trojno vez, in začne šteti od konca, ki mu je najbližje. Če imate, na primer, ciklopropan, se bo imela trojna vez imenovana ciklopropin (trikotnik slike). Če je metilna skupina povezana na vrhu, je to: 2-metilciklopropan.

Ogljiki R-C≡C-R že imajo svoje štiri vezi, tako da nimajo vodikov (kot se dogaja z vsemi cikloalkini na sliki). To se ne zgodi samo, če je trojna vez v terminalnem položaju, to je na koncu verige (R-C = C-H)..

Aplikacije

Cikloalkini niso zelo običajne spojine, zato tudi njihove uporabe niso. Lahko služijo kot veziva (skupine, ki so usklajene) s prehodnimi kovinami in tako ustvarjajo neskončnost organokovinskih spojin, ki se lahko uporabljajo za zelo stroge in specifične uporabe..

Ponavadi so topila v najbolj nasičenih in stabilnih oblikah. Kadar so sestavljene iz heterociklov, imajo poleg notranjih cikličnih enot C≡C-C = C-C≡C zanimive in obetavne uporabe kot zdravila proti raku; to je primer dinemicina A. Iz njega so sintetizirane druge spojine s strukturnimi analogijami.

Primeri

Na sliki je sedem preprostih cikloalkinov, v katerih skorajda ni trojne vezi. Od leve proti desni z ustreznimi imeni sta: ciklopropino, trikotnik; Cyclobutin, kvadrat; ciklopentin, pentagon; cikloheksin, šesterokotnik; cikloheptin, heptagon; Cikloktin, oktagon; in ciklodecin, decagon.

Na podlagi teh struktur in zamenjave vodikovih atomov nasičenih ogljikov je mogoče dobiti druge spojine, ki izhajajo iz njih. Lahko se podvrgnejo tudi oksidacijskim pogojem, da ustvarijo dvojne vezi na drugih straneh ciklov.

Te geometrijske enote so lahko del večje strukture, kar povečuje verjetnosti funkcionalizacije celote. Na voljo ni veliko primerov cikloalkinov, vsaj ne brez poglabljanja globin organske sinteze in farmakologije.

Reference

  1. Francis A. Carey. Organska kemija (Šesta izdaja., P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedija. (2018). Cikloalkina. Vzeto iz: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (5. maj 2013). Imenovanje organskih spojin. Vzeto iz: 2.chemistry.msu.edu
  4. Anorganska kemija Cycloalkynes. Vzeto iz: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana in Girolamo Cirrincione. (2015). Biosinteza heterociklov od izolacije do grozda gena. Wiley, stran 181.
  6. Zanimiva organska kemija in naravni proizvodi. (17. april 2015). Cycloalkynes. Vzeto iz: quintus.mickel.ch