CIKLOALKINAI: CHARAKTERISTIKOS, TAIKYMO BŪDAI, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Kad cycloalkynes yra organiniai junginiai, turintys vieną arba daugiau trigubus ryšius ir ciklinę vienetą. Jų sutirštintos molekulinės formulės atitinka formulę C _n H _2n-4 . Tokiu būdu, jei n yra lygus 3, tada formulė sakė cycloalkine bus C ₃ H ₂ .

Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduota geometrinių figūrų serija, tačiau iš tikrųjų jas sudaro cikloalkinų pavyzdžiai. Kiekvienas iš jų gali būti laikomas labiau oksiduotu atitinkamų cikloalkanų variantu (be dvigubų ar trigubų jungčių). Kai jiems trūksta heteroatomo (O, N, S, F ir kt.), Jie yra tik „paprasti“ angliavandeniliai.

Nuosavas šaltinis.

Cikloalkinų chemija yra labai sudėtinga, o jų reakcijų mechanizmai yra dar sudėtingesni. Jie yra daugelio organinių junginių, kuriuos savo ruožtu galima panaudoti, sintezės pradžia.

Paprastai tariant, jie yra labai reaktyvūs, nebent jie yra „iškraipyti“ ar sudaryti iš pereinamųjų metalų. Be to, jų trigubieji ryšiai gali būti konjuguoti su dvigubais ryšiais, sukuriant ciklinius vienetus molekulėse.

Jei taip nėra, pagal savo paprasčiausias struktūras jie gali į savo trigubus ryšius įtraukti mažas molekules.

Cikloalkinų charakteristikos

Poliariškumas ir triguba jungtis

Cikloalkinai pasižymi apoliarinėmis molekulėmis, taigi ir hidrofobinėmis. Tai gali pasikeisti, jei jų struktūroje yra heteroatomas arba funkcinė grupė, suteikianti jiems nemažą dipolio momentą; kaip vyksta trigubai sujungtuose heterocikluose.

Bet kas yra triguba jungtis? Tai yra ne daugiau kaip trys vienu metu vykstantys dviejų sp hibridizuotų anglies atomų sąveika. Viena jungtis yra paprasta (σ), o kitos dvi π, statmenos viena kitai. Abu anglies atomai turi laisvą sp orbitalę, kad galėtų jungtis su kitais atomais (RC≡CR).

Šie hibridiniai orbitaliai turi 50% s ir 50% p pobūdį. Kadangi s orbitalės prasiskverbia labiau nei p orbitalės, dėl šios priežasties du trigubos jungties anglai yra rūgštesni (elektronų akceptoriai) nei alkanų ar alkenų angliavandeniliai.

Dėl šios priežasties trigubasis ryšys (≡) žymi specifinį tašką, kurį elektronų donorai turi prie jo pridėti, sudarydami viengubus ryšius.

Dėl to nutrūksta viena iš π jungčių ir tampa dviguba jungtimi (C = C). Lašinimą tęsiasi tol, kol R ₄ , C-CR ₄ gaunamas, tai yra, pilnai sotus anglies atomų.

Tai, kas paaiškinta, taip pat gali būti paaiškinta tokiu būdu: triguba jungtis yra dviguba neprisotinimas.

Tarpmolekulinės jėgos

Cikloalkino molekulės sąveikauja sklaidomosiomis jėgomis arba Londono jėgomis ir π-π tipo sąveikomis. Šios sąveikos yra silpnos, tačiau didėjant ciklų dydžiui (kaip ir paskutiniai trys dešinėje vaizdo pusėje), jie sugeba sudaryti kietas medžiagas kambario temperatūroje ir slėgyje.

Kampinis įtempis

Triguboje jungtyje esančios jungtys yra toje pačioje plokštumoje ir linijoje. Taigi, -C≡C- turi linijinę geometriją, o sp-bitalės yra maždaug 180º viena nuo kitos.

Tai daro rimtą poveikį stereocheminiam cikloalkinų stabilumui. Sporbitales „sulenkti“ reikia daug energijos, nes jos nėra lanksčios.

Kuo mažesnis cikloalkinas, tuo daugiau sp orbitų turi būti sulenktos, kad galėtų fiziškai egzistuoti. Analizuojant vaizdą, iš kairės į dešinę galima pastebėti, kad trikampyje labai ryškus jungčių kampas į trigubos jungties kraštus; tuo tarpu dekagonuose jie yra mažiau staigūs.

Kuo didesnis cikloalkinas, tuo artimesnis sp-orbitų jungties kampas artėja prie idealaus 180º kampo. Priešingai, kai jie yra mažesni, verčia juos lenktis ir sukuria juose kampinę įtampą, destabilizuodami cikloalkiną.

Taigi didesni cikloalkinai turi mažesnį kampinį įtempį, kuris įgalina jų sintezę ir kaupimą. Tokiu būdu trikampis yra nestabiliausias cikloalkinas, o dekagonas - stabiliausias iš jų visų.

Faktiškai cikloktino (aštuonkampio) dydis yra mažiausias ir stabiliausias žinomas dydis; kiti egzistuoja tik kaip trumpalaikiai tarpininkai cheminėse reakcijose.

Nomenklatūra

Pavadinant cikloalkines turi būti taikomi tie patys IUPAC standartai, kaip ir cikloalkanams bei cikloalkenams. Vienintelis skirtumas yra priesagoje -ico organinio junginio pavadinimo pabaigoje.

Pagrindinė grandinė yra ta, kuri turi trigubą jungtį, ir pradedama sunumeruoti nuo arčiausiai jos esančio galo. Jei turite, pavyzdžiui, ciklopropaną, tada trigubos jungties turėjimas bus vadinamas ciklopropino (paveikslėlyje esantis trikampis). Jei turite metilo grupę, pritvirtintą prie viršutinės viršūnės, tai bus: 2-metilciklopropino.

RC≡CR angliavandeniliai jau turi keturis ryšius, todėl jame nėra vandenilio (kaip ir visų paveikslėlyje esančių cikloalkinų atveju). Tai neįvyksta tik tuo atveju, jei triguba jungtis yra galinėje padėtyje, tai yra grandinės gale (RC≡CH).

Programos

Cikloalkinai nėra labai paplitę junginiai, todėl jie nėra naudojami. Jie gali tarnauti kaip rišikliai (grupės, kurios koordinuoja) pereinamuosius metalus, tokiu būdu sukuriant metalo organinių junginių, kurie gali būti naudojami labai griežtiems ir specifiniams tikslams, begalybę.

Paprastai jie yra sočiausi ir stabiliausi tirpikliai. Kai jie susideda iš heterociklų, be vidinių C≡CC = CC≡C ciklinių vienetų, jie yra įdomūs ir daug žadantys kaip priešvėžiniai vaistai; toks yra Dinemicinas A. Iš jo buvo susintetinti kiti junginiai su struktūrinėmis analogijomis.

Pavyzdžiai

Paveikslėlyje pavaizduoti septyni paprasti cikloalkinai, kuriuose beveik nėra trigubo ryšio. Iš kairės į dešinę su atitinkamais pavadinimais yra: ciklopropino, trikampis; ciklobutino, aikštė; ciklopentinas, penkiakampis; cikloheksinas, šešiakampis; cikloheptinas, heptagonas; cikloktoktinas, aštuonkampis; ir ciklodecino, dekagoną.

Remiantis šiomis struktūromis ir pakeičiant prisotintų anglies vandenilio atomus, gali būti gauti kiti iš jų gauti junginiai. Jie taip pat gali būti veikiami oksidacinių sąlygų, kad susidarytų dvigubi ryšiai kitose ciklų pusėse.

Šie geometriniai vienetai gali būti didesnės struktūros dalis, padidindami viso komplektavimo funkcionalumo tikimybę. Nėra daug cikloalkinų pavyzdžių, bent jau neapsiribojant giliosiomis organinės sintezės ir farmakologijos sritimis.

Nuorodos

1. Pranciškus A. Carey. Organinė chemija. (Šeštasis leidimas, p. 372, 375). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2018 m.). Cikloalkinas. Paimta iš: en.wikipedia.org
3. Viljamas Reušas. (2013 m. Gegužės 5 d.). Organinių junginių pavadinimai. Paimta iš: 2.chemija.msu.edu
4. Neorganinė chemija. Cikloalkinai. Paimta iš: fullquimica.com
5. Patrizia Diana ir Girolamo Cirrincione. (2015). Heterociklų biosintezė nuo izoliacijos iki genų klasterio. Vilis, 181 puslapis.
6. Įdomi organinė chemija ir natūralūs produktai. (2015 m. Balandžio 17 d.). Cikloalkinai. Paimta iš: quintus.mickel.ch