Cykloalkinové charakteristiky, názvosloví, aplikace, příklady



cykloalkiny jsou to organické sloučeniny, které mají jednu nebo více trojných vazeb a cyklickou jednotku. Jeho kondenzované molekulární vzorce splňují vzorec CnH2n-4. Jestliže tedy n je rovno 3, potom vzorec uvedeného cykloalkynu bude C3H2.

V dolním obrázku je znázorněna řada geometrických obrazců, ale ve skutečnosti se skládají z příkladů cykloalkynů. Každý z nich může být považován za oxidovanější verzi příslušných cykloalkanů (bez dvojných nebo trojných vazeb). Když jim chybí heteroatom (O, N, S, F, atd.), Jsou to jen "jednoduché" uhlovodíky.

Chemie kolem cykloalkinů je velmi složitá a ještě více jsou to mechanismy jejich reakcí. Představují výchozí bod pro syntézu mnoha organických sloučenin, které zase podléhají možným aplikacím.

Obecně jsou velmi reaktivní, pokud nejsou "zkreslené" nebo složité s přechodovými kovy. Podobně, jeho trojné vazby mohou být konjugovány s dvojnými vazbami, vytvářejícími cyklické jednotky uvnitř molekul.

Pokud ne, jsou v jejich nejjednodušších strukturách schopny přidat malé molekuly do svých trojných vazeb.

Index

  • 1 Charakteristika cykloalkenů
    • 1.1 Apolarita a trojná vazba
    • 1.2 Mezimolekulární síly
    • 1.3 Úhlové napětí
  • 2 Nomenklatura
  • 3 Aplikace
  • 4 Příklady
  • 5 Odkazy

Charakteristika cykloalkynů

Apolarita a trojná vazba

Cykloalkiny jsou charakterizovány nepolárními molekulami, a proto jsou hydrofobní. To se může změnit, pokud mají ve svých strukturách nějaký heteroatom nebo funkční skupinu, která uděluje značný dipólový moment; jak se to děje v heterocyklech s trojnými vazbami.

Co je to trojitý odkaz? Jsou to pouze tři simultánní interakce mezi dvěma atomy uhlíku s sp hybridizací. Jeden odkaz je jednoduchý (σ) a dva dva π, kolmé na sebe. Oba atomy uhlíku mají volný sp orbitál vázat se k jiným atomům (R-C-C-R).

Tyto hybridní orbitály mají 50% charakteru a 50% charakteru p. Protože orbitály jsou pronikavější než orbitály, tato skutečnost činí dva uhlíky trojné vazby kyselější (akceptory elektronů) než uhlíky alkanů nebo alkenů..

Z tohoto důvodu trojitá vazba (≡) představuje specifický bod pro elektron darující druhy, které mají být přidány k němu, tvořící jednoduché vazby.

To má za následek porušení jedné z vazeb π, která se stává dvojnou vazbou (C = C). Přidávání pokračuje, dokud se nedosáhne R4C-CR4, to znamená plně nasycené uhlíky.

Výše uvedené lze také vysvětlit tímto způsobem: trojná vazba je dvojitá nenasycenost.

Mezimolekulární síly

Molekuly cykloalkynu interagují disperzními silami nebo londýnskými silami a interakcemi typu π-π. Tyto interakce jsou slabé, ale jak se zvětšuje velikost cyklů (jako poslední tři na pravé straně obrazu), podaří se vytvořit pevné látky při pokojové teplotě a tlaku.

Úhlové napětí

Spojky v trojitém spoji jsou umístěny ve stejné rovině a jednom řádku. Proto -C-C- má lineární geometrii, s sp orbitály přibližně 180 ° od sebe.

To má vážný dopad na stereochemickou stabilitu cykloalkynů. Trvá spoustu energie, aby se "orto" sp orbitály, protože nejsou flexibilní.

Čím menší cykloalkin, tím více musí být sp orbitály ohnuté, aby umožnily jeho fyzickou existenci. Analýzou obrazu lze pozorovat zleva doprava, že v trojúhelníku je úhel spojů na stranách trojité vazby velmi výrazný; vzhledem k tomu, že v desetiletí jsou méně náhle.

Vzhledem k tomu, že cykloalkin je větší, úhel vazeb sp orbitálů k ideálnímu 180 ° je blíže. Opak nastává, když jsou menší, což je nutí ohýbat a vytvářet úhlové napětí v nich destabilizující cykloalkin.

Větší cykloalkiny tak mají nižší úhlové napětí, což umožňuje jejich syntézu a skladování. Tímto trojúhelníkem je nejstabilnější cykloalkin a ten je z nich nejstabilnější.

Ve skutečnosti je cyklooktin (osmiúhelník) nejmenší známý; jiní existují jen jako momentální prostředníci v chemických reakcích.

Nomenklatura

Aby bylo možné pojmenovat cykloalkeny, musí být použita stejná pravidla, která platí IUPAC jako pro cykloalkany a cykloalkeny. Jediný rozdíl spočívá v příponě -ico na konci názvu organické sloučeniny.

Hlavní řetězec je ten, který má trojnou vazbu a začíná vyjmenovat od konce, který je k němu nejblíže. Pokud máte například cyklopropan, pak se trojná vazba bude nazývat cyklopropin (trojúhelník obrázku). Pokud je methylová skupina navázána na horním vrcholu, pak to bude: 2-methylcyklopropan.

Uhlíky R-C-C-R již mají své čtyři vazby, takže postrádají vodíky (jak se to děje se všemi cykloalkeny v obraze). To se nestane pouze v případě, že trojná vazba je v koncové poloze, tj. Na konci řetězce (R-C = C-H)..

Aplikace

Cykloalkiny nejsou velmi běžné sloučeniny, takže ani jejich aplikace nejsou. Mohou sloužit jako pojiva (skupiny, které jsou koordinovány) s přechodnými kovy, čímž se vytváří nekonečno organokovových sloučenin, které mohou být použity pro velmi přísná a specifická použití..

Obvykle se jedná o rozpouštědla v jejich nejasnějších a nejstabilnějších formách. Když se skládají z heterocyklů, kromě toho, že mají vnitřní cyklické jednotky C = C-C = C-C = C, nacházejí zajímavá a slibná použití jako protirakovinová léčiva; takový je případ dinemycin A. Od toho jiné sloučeniny byly syntetizované se strukturními analogiemi.

Příklady

Obrázek ukazuje sedm jednoduchých cykloalkenů, ve kterých není téměř trojná vazba. Zleva doprava, s jejich příslušnými jmény jsou: cyclopropino, trojúhelník; Cyclobutin, náměstí; cyklopentin, pětiúhelník; cyklohexin, hexagon; cykloheptin, heptagon; Cyclooctin, osmiúhelník; a cyklodecine, desetitisíce.

Na základě těchto struktur a nahrazení atomů vodíku nasycenými uhlíky mohou být získány další sloučeniny z nich odvozené. Mohou také podléhat oxidačním podmínkám pro vytvoření dvojných vazeb na jiných stranách cyklů.

Tyto geometrické jednotky mohou být součástí větší struktury, což zvyšuje pravděpodobnost funkcionalizace celku. Není k dispozici mnoho příkladů cykloalkynů, alespoň ne bez prohloubení hloubek organické syntézy a farmakologie.

Odkazy

  1. Francis A. Carey. Organická chemie (Šesté vydání, P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Cykloalkyne. Převzato z: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (05.5.2013). Pojmenování organických sloučenin. Převzato z: 2.chemistry.msu.edu
  4. Anorganická chemie Cykloalkyny. Převzato z: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosyntéza heterocyklů z izolace do genového klastru. Wiley, strana 181.
  6. Zajímavá organická chemie a přírodní produkty. (17. dubna 2015). Cykloalkyny. Převzato z: quintus.mickel.ch