Charakteristika cykloalkínov, názvoslovie, aplikácie, príklady



cykloalkín sú to organické zlúčeniny, ktoré majú jednu alebo viac trojitých väzieb a cyklickú jednotku. Jeho kondenzované molekulárne vzorce majú vzorec CnH2-n-4. Ak je teda n rovné 3, potom vzorec uvedeného cykloalkylénu bude C3H2.

Na spodnom obrázku je znázornená séria geometrických obrazcov, ale v skutočnosti sa skladajú z príkladov cykloalkénov. Každý z nich sa môže považovať za oxidovanejšiu verziu príslušných cykloalkánov (bez dvojitých alebo trojitých väzieb). Keď im chýba heteroatóm (O, N, S, F, atď.), Sú to len "jednoduché" uhľovodíky.

Chémia okolo cykloalkínov je veľmi zložitá a ešte viac sú to mechanizmy, ktoré stoja za ich reakciami. Predstavujú východiskový bod pre syntézu mnohých organických zlúčenín, ktoré zase podliehajú možným aplikáciám.

Vo všeobecnosti sú veľmi reaktívne, pokiaľ nie sú "deformované" alebo komplexné s prechodnými kovmi. Podobne, jeho trojité väzby môžu byť konjugované s dvojitými väzbami, čím sa vytvárajú cyklické jednotky v molekulách.

Ak nie, sú v ich najjednoduchších štruktúrach schopné pridať malé molekuly do svojich trojitých väzieb.

index

  • 1 Charakteristika cykloalkénov
    • 1.1 Apolarita a trojitá väzba
    • 1.2 Medzimolekulové sily
    • 1.3 Uhlové napätie
  • 2 Nomenklatúra
  • 3 Aplikácie
  • 4 Príklady
  • 5 Referencie

Charakteristiky cykloalkénov

Apolarita a trojitá väzba

Cykloalkyny sú charakterizované nepolárnymi molekulami, a preto sú hydrofóbne. To sa môže zmeniť, ak majú vo svojich štruktúrach nejaký heteroatóm alebo funkčnú skupinu, ktorá poskytuje značný dipólový moment; ako sa to deje v heterocykloch s trojitými väzbami.

Ale čo je trojitá väzba? Sú to len tri simultánne interakcie medzi dvoma atómami uhlíka s sp hybridizáciou. Jeden odkaz je jednoduchý (σ) a ďalšie dva π, navzájom kolmé. Oba atómy uhlíka majú voľný sp orbitál, ktorý sa viaže na iné atómy (R-C = C-R)..

Tieto hybridné orbitály majú 50% charakteru a 50% charakteru p. Pretože orbitály sú prenikavejšie ako orbity, táto skutočnosť robí z dvoch uhlíkov trojitej väzby kyslejšie (akceptory elektrónov) ako uhlíky alkánov alebo alkénov..

Z tohto dôvodu trojitá väzba (≡) predstavuje špecifický bod pre elektrón darujúce druhy, ktoré sa k nej pridávajú a tvoria jednoduché väzby.

To vedie k rozbitiu jednej z väzieb π, čím sa stáva dvojitou väzbou (C = C). Pridávanie pokračuje až do získania R4C-CR4, to znamená úplne nasýtené uhlíky.

Vyššie uvedené možno tiež vysvetliť týmto spôsobom: trojitá väzba je dvojitá nenasýtenosť.

Medzimolekulové sily

Molekuly cykloalkynov interagujú disperznými silami alebo londýnskymi silami a interakciami typu π-π. Tieto interakcie sú slabé, ale s rastúcou veľkosťou cyklov (ako posledné tri na pravej strane obrazu) sa im podarilo vytvoriť pevné látky pri izbovej teplote a tlaku.

Uhlové napätie

Spojky v trojitej linke sú umiestnené v tej istej rovine a jednej línii. Preto -C-C- má lineárnu geometriu, pričom sp orbitály sú približne o 180 ° vzdialené.

To má vážny vplyv na stereochemickú stabilitu cykloalkylénov. Trvá veľa energie na to, aby "ohyb" sp orbitals, pretože nie sú flexibilné.

Čím menší je cykloalkín, tým viac sa musia sp orbitály ohýbať, aby sa umožnila jeho fyzická existencia. Pri analýze obrazu je možné si všimnúť, zľava doprava, že v trojuholníku je uhol spojov na stranách trojitej väzby veľmi výrazný; keďže v desaťročia sú menej náhle.

Keďže cykloalkín je väčší, uhol spojov sp orbitálov s ideálnym 180 ° je bližšie. Opak nastáva, keď sú menšie, núti ich ohýbať a vytvárať uhlové napätie v nich destabilizuje cykloalkín.

Väčšie cykloalkíny majú teda nižšie uhlové napätie, čo umožňuje ich syntézu a skladovanie. S týmto, trojuholník je najviac nestabilný cykloalkín, a ten je z nich najstabilnejší.

V skutočnosti je cyklooktín (osemuholník) najmenší známy; iné existujú len ako okamžití sprostredkovatelia v chemických reakciách.

názvoslovie

Aby bolo možné pomenovať cykloalkyny, musia sa použiť rovnaké pravidlá, ktoré sa riadia IUPAC ako pre cykloalkány a cykloalkény. Jediný rozdiel spočíva v prípone -ico na konci názvu organickej zlúčeniny.

Hlavný reťazec je ten, ktorý má trojitú väzbu a začína sa od nej vyjímať. Ak máte napríklad cyklopropán, potom trojitá väzba sa bude nazývať cyklopropín (trojuholník obrázku). Ak je metylová skupina naviazaná na vrcholovom vrchole, potom to bude: 2-metylcyklopropán.

Uhlíky R-C-C-R už majú svoje štyri väzby, takže im chýbajú vodíky (ako je to pri všetkých cykloalkénoch v obraze). To sa nestane, len ak je trojitá väzba v koncovej polohe, to znamená na konci reťazca (R-C = C-H)..

aplikácie

Cykloalkíny nie sú veľmi bežnými zlúčeninami, takže ani ich aplikácie nie sú. Môžu slúžiť ako spojivá (skupiny, ktoré sú koordinované) s prechodnými kovmi, čím sa vytvára nekonečno organokovových zlúčenín, ktoré sa môžu použiť na veľmi prísne a špecifické použitie..

Obvykle sú to rozpúšťadlá v ich najsýtnejších a stabilnejších formách. Keď sa skladajú z heterocyklov, okrem toho, že majú interné cyklické jednotky C = C-C = C-C = C, nachádzajú sa zaujímavé a sľubné použitia ako protirakovinové liečivá; Taký je prípad dinemycínu A. Z neho boli syntetizované ďalšie zlúčeniny so štruktúrnymi analógmi.

Príklady

Na obrázku je sedem jednoduchých cykloalkénov, v ktorých je sotva trojitá väzba. Zľava doprava, s ich príslušnými názvami: cyclopropino, trojuholník; Cyclobutin, námestie; cyklopentín, päťuholník; cyklohexín, hexagon; cykloheptín, heptagon; Cyklooktín, osemuholník; a cyklodecín, dekagon.

Na základe týchto štruktúr a nahradením atómov vodíka nasýtených uhlíkov sa môžu získať ďalšie zlúčeniny, ktoré z nich pochádzajú. Môžu tiež podliehať oxidačným podmienkam na vytvorenie dvojitých väzieb na iných stranách cyklov.

Tieto geometrické jednotky môžu byť súčasťou väčšej štruktúry, čo zvyšuje pravdepodobnosť funkcionalizácie celku. Nie je k dispozícii mnoho príkladov cykloalkynov, aspoň nie bez prehlbovania hĺbky organickej syntézy a farmakológie.

referencie

  1. Francis A. Carey. Organická chémia (Šieste vydanie, P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Cykloalkín. Prevzaté z: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (05.5.2013). Pomenované organické zlúčeniny. Prevzaté z: 2.chemistry.msu.edu
  4. Anorganická chémia Cykloalkín. Prevzaté z: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosyntéza heterocyklov z izolácie do génového klastra. Wiley, strana 181.
  6. Zaujímavá organická chémia a prírodné produkty. (17. apríl 2015). Cykloalkín. Prevzaté z: quintus.mickel.ch