- Junginių su benzilo grupe pavyzdžiai
- Benzilo vandenilis
- Karbokacijos ir benzilo radikalai
- Rezonansas benzilo grupėje
- Kiti radikalai
- Reakcijos
- Nuorodos
Benzilo arba benzilas yra pakaito grupė, į bendrosios organinės chemijos, kurio formulė yra C 6 H 5 CH 2 - arba Bn. Struktūriškai, ji paprasčiausiai susideda iš metileno grupe, CH sąjungos 2 , su fenilo grupe, C 6 H 5 ; tai yra, sp 3 anglies tiesiogiai susijęs su benzeno žiedu.
Todėl benzilo grupę galima laikyti aromatiniu žiedu, pritvirtintu prie mažos grandinės. Kai tekstuose trumpinio Bn geriausia naudoti, o ne C 6 H 5 CH 2 -, yra lengvai pripažintas bet junginio; ypač kai jis yra prijungtas prie deguonies arba azoto atomo, atitinkamai O-Bn arba NBn 2 .
Benzilo grupė. Šaltinis: „IngerAlHaosului“
Ši grupė taip pat netiesiogiai randama daugelyje plačiai žinomų junginių. Pavyzdžiui, benzoinės rūgšties, C 6 H 5 COOH, gali būti laikomas benzilo, kurio sp 3 anglies turi atlikus nuodugnų oksidaciją; arba benzaldehidas, C 6 H 5 CHO, iš dalinę oksidaciją; ir benzilo alkoholio, C 6 H 5 CH 2 OH, dar mažiau oksiduoti.
Kitą šiek tiek akivaizdus pavyzdys šios grupės gali būti nustatyta, toluene, C 6 H 5 CH 3 , kuris gali atlikti tam tikrą skaičių reakcijų kaip neįprastam stabilumo gauto iš benzilo radikalų arba carbocations rezultatas. Tačiau benzilo grupė skirta apsaugoti OH arba NH2 grupes nuo reakcijų, kurios nepageidaujamai modifikuoja sintetinamą produktą.
Junginių su benzilo grupe pavyzdžiai
Benzilo grupės junginiai. Šaltinis: Jü
Į pirmojo vaizdo bendras atstovavimo junginį susieti su benzilo grupę, buvo parodyta: C 6 H 5 CH 2 -R, kur R gali būti bet kuris kitas molekulinė fragmentas arba atomas. Taigi keičiant R galima gauti daug pavyzdžių; kai kurie paprasti, kiti - tik tam tikram didesnės struktūros ar mazgo regionui.
Benzilo alkoholis, pavyzdžiui, yra kilęs iš pakeisti OH R: C 6 H 5 CH 2 -OH. Jei vietoj OH ji yra NH 2 grupė , tada benzilamino Junginys kyla: C 6 H 5 CH 2 -NH 2 .
Jei Br yra atomas, kuris pakeičia R, gautas junginys yra benzil bromidas: C 6 H 5 CH 2 -Br; R dėl CO 2 Cl sukelia esterį, benzilo chlorkarbonatą (arba karbobenzoksilo chloridą); ir OCH 3 sukelia benzilo metilo eterio, C 6 H 5 CH 2 -OCH 3 .
Įskaitant (nors ir ne visai teisingai), R galima daryti prielaidą vienu elektronu: benzilo radikalu, C 6 H 5 CH 2 ·, radikalo R · išsiskyrimo produktu. Dar vienas pavyzdys, nors ir ne įtraukiama į įrašomą, yra phenylacetonitrile arba benzilas cianidas, C 6 H 5 CH 2 -CN.
Yra junginių, kuriuose benzilo grupė vargu ar žymi konkrečią sritį. Tokiu atveju sutrumpinimas Bn dažnai naudojamas struktūrai ir jos iliustracijoms supaprastinti.
Benzilo vandenilis
Aukščiau išvardyti junginiai turi ne tik aromatinį arba fenilo žiedą, bet ir benzilinius vandenilius; tai yra tie, kurie priklauso sp 3 angliai .
Tokie vandeniliai gali būti atstovaujama kaip: bn-CH 3 , Bn-CH 2 R arba bn-CHR 2 . Bn-CR 3 junginyje trūksta benzilo vandenilio, todėl jo reaktyvumas yra mažesnis nei kitų.
Šie vandeniliai skiriasi nuo tų, kurie paprastai yra prijungti prie sp 3 anglies .
Pavyzdžiui, atsižvelgti metanas, CH 4 , kuris taip pat gali būti parašyta, kaip CH 3 -H. Norint, kad CH 3- H jungtis būtų suskaidyta heterolitiniu skaidymu (radikalų susidarymas), turi būti tiekiamas tam tikras energijos kiekis (104 kJ / mol).
Tačiau to paties C 6 H 5 CH 2- H jungties sulaužymo energija yra mažesnė, palyginti su metano (85 kJ / mol). Kadangi ši energija yra mažesnė, tai reiškia, kad radikalas C 6 H 5 CH 2 · yra stabilesnis nei CH 3 ·. Tas pats nutinka didesniu ar mažesniu laipsniu su kitais benzilo vandeniliais.
Taigi benzilo vandenilis yra reaktyvesnis generuodamas stabilesnius radikalus ar karbokacijas nei tie, kuriuos sukelia kiti vandeniliai. Kodėl? Į klausimą bus atsakyta kitame skyriuje.
Karbokacijos ir benzilo radikalai
Jau buvo apsvarstytas C 6 H 5 CH 2 radikalas , neturint benzilo karbocikacijos: C 6 H 5 CH 2 + . Pirmajame yra nesusijęs ir vienišas elektronas, o antrame - elektroninis trūkumas. Dvi rūšys yra labai reaktyvios ir atstovauja trumpalaikiams junginiams, iš kurių kyla galutiniai reakcijos produktai.
Sp 3 anglies , po to, kai prarasti vieną arba du elektronus sudaro radikalą arba carbocation, atitinkamai, gali priimti sp 2 hibridizacija (Trygonalny plokštuma), tokiu būdu, kad yra mažiausiai įmanoma Repulsja tarp jos elektroninių grupes. Bet jei atsitiks sp 2 , kaip ir aromatinių žiedų angliavandeniliai, gali įvykti konjugacija? Atsakymas yra taip.
Rezonansas benzilo grupėje
Šis konjugacija arba rezonansas yra pagrindinis veiksnys, paaiškinantis šių benzilo arba iš benzilo išvestų rūšių stabilumą. Šis vaizdas iliustruoja tokį reiškinį:
Konjugacija arba rezonansas benzilo grupėje. Kiti vandeniliai buvo praleisti, kad vaizdas būtų paprastesnis. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.
Atkreipkite dėmesį, kad ten, kur buvo vienas iš benzilo vandenilio, ten buvo p orbitalė su nesuporuotu elektronu (radikalas, 1e - ) arba tuščia (su karbokacija, +). Kaip matyti, ši p orbitalė yra lygiagreti aromatinei sistemai (pilkos ir šviesiai mėlynos spalvos apskritimai) su dviguba rodykle, rodančia konjugacijos pradžią.
Taigi tiek neporuotas elektronas, tiek teigiamasis krūvis gali būti pernešti arba išsisklaidyti per aromatinį žiedą, nes jų orbitalių lygiagretumas jį palaiko geometriškai. Tačiau jų nėra nė viename aromatinio žiedo orbitoje; tik tuos, kurie priklauso orto-anglies atomų ir para-padėtyse atžvilgiu CH 2 .
Štai kodėl šviesiai mėlyni apskritimai išsiskiria virš pilkų: juose yra sutelktas neigiamas arba teigiamas radikalų arba karbocitacijos tankis.
Kiti radikalai
Reikėtų paminėti, kad šis konjugacija ar rezonansas negali atsirasti sp 3 anglies atžvilgiu, esančio arčiau žiedo.
Pavyzdžiui, radikalas Cl 6 H 5 CH 2 CH 2 · yra daug daugiau nestabili, nes nesuporinta elektronų negali konjugatas su žiedu dėl tarpiniu CH 2 grupės ir sp 3 hibridizacijos . Tas pats pasakytina apie C 6 H 5 CH 2 CH 2 + .
Reakcijos
Apibendrinant: benzilo vandenilis yra linkęs reaguoti, sukurdamas radikalą arba karbocationą, kuris savo ruožtu sukelia galutinį reakcijos produktą. Todėl jie reaguoja per SN 1 mechanizmą .
Pavyzdys yra tolueno brominimas ultravioletinėje spinduliuotėje:
C 6 H 5 CH 3 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CH 2 Br
C 6 H 5 CH 2 Br + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CHBr 2
C 6 H 5 CHBr 2 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CBr 3
Iš tikrųjų šioje reakcijoje susidaro Br · radikalai.
Kita vertus, pati benzilo grupė reaguoja į OH arba NH2 grupių apsaugą atlikdama paprastą pakaitinę reakciją. Taigi ROH alkoholis gali būti „benzilintas“ naudojant benzilbromidą ir kitus reagentus (KOH arba NaH):
ROH + BnBr => ROBn + HBr
ROBn yra benzilo eteris, į kurį jo pradinė OH grupė gali būti grąžinta, jei jis bus paveiktas redukcine terpe. Šis eteris turėtų likti nepakitęs, o kitos junginio reakcijos vyksta.
Nuorodos
- Morrison, RT ir Boyd, RN (1987). Organinė chemija. (5-asis leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Carey, FA (2008). Organinė chemija. (6-asis leidimas). „McGraw-Hill“, „Interamerica“, „Editores SA“
- Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. Aminai. (10-asis leidimas.). „Wiley Plus“.
- Vikipedija. (2019 m.). Benzilo grupė. Atkurta iš: en.wikipedia.org
- Donaldas L. Robertsonas. (2010 m. Gruodžio 5 d.). Fenilas arba benzilas? Atkurta iš: home.miracosta.edu
- „Gamini Gunawardena“. (2015 m. Spalio 12 d.). Benzilo karbocitacija. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org