Caracteristicile cicloalchinelor, nomenclatură, aplicații, exemple



cicloalchine ele sunt compuși organici, care au una sau mai multe legături triple și o unitate ciclică. Formulele sale moleculare condensate respectă formula CnH2n-4. Astfel, dacă n este egal cu 3, atunci formula cicloalchinei menționate va fi C3H2.

În imaginea inferioară este ilustrată o serie de figuri geometrice, dar în realitate ele constau în exemple de cicloalchine. Fiecare dintre acestea poate fi considerată ca o versiune mai oxidată a cicloalcanelor respective (fără legături duble sau triple). Atunci când le lipsește un heteroatom (O, N, S, F etc.), ele sunt doar hidrocarburi "simple".

Sursa: proprie.

Chimia din jurul cicloalchinelor este foarte complexă și cu atât mai mult sunt mecanismele care stau în urma reacțiilor lor. Acestea reprezintă un punct de plecare pentru sinteza multor compuși organici, care, la rândul lor, fac obiectul unor aplicații posibile.

În termeni generali, ele sunt foarte reactive, cu excepția cazului în care acestea "denaturează" sau formează complexe cu metale tranziționale. De asemenea, legăturile sale triple pot fi conjugate cu legături duble, creând unități ciclice în cadrul moleculelor.

Dacă nu, în structurile lor cele mai simple sunt capabili să adauge molecule mici la legăturile lor triple.

index

  • 1 Caracteristicile cicloalchinelor
    • 1.1 Apolaritatea și legătura triplă
    • 1.2 Forțele intermoleculare
    • 1.3 Tensiune unghiulară
  • 2 Nomenclatură
  • 3 Aplicații
  • 4 Exemple
  • 5 Referințe

Caracteristicile cicloalchinelor

Apolaritatea și legătura triplă

Cicloalchinele se caracterizează prin faptul că sunt molecule apolare și, prin urmare, hidrofobe. Acest lucru se poate schimba dacă în structurile lor au un anumit heteroatom sau un grup funcțional care conferă un moment dipol considerabil; așa cum se întâmplă în heterocicluri cu legături triple.

Dar ce este o legătură triplă? Sunt doar trei interacțiuni simultane între doi atomi de carbon cu hibridizare sp. O legătură este simplă (σ), iar celelalte două π, perpendiculare între ele. Ambii atomi de carbon au o sp orbitală liberă pentru a se lega de alți atomi (R-C = C-R).

Aceste orbite hibride au 50% din caracter și 50% din caracterul p. Deoarece orbitele sunt mai penetante decât orbitele, acest fapt face ca cei doi atomi de carbon ai legăturii triple să fie mai acide (acceptori de electroni) decât carbonii alcanilor sau alchenelor.

Din acest motiv legătura triplă (≡) reprezintă un punct specific pentru speciile donatoare de electroni care urmează să fie adăugate la acesta, formând legături simple.

Aceasta are ca rezultat ruperea uneia dintre legăturile π, devenind o legătură dublă (C = C). Adunarea continuă până se obține R4C-CR4, adică, carbonii complet saturați.

Cele de mai sus pot fi explicate și în acest fel: legătura triplă este o dublă nesaturare.

Forțele intermoleculare

Moleculele cicloalchine interacționează prin forțele de dispersie sau forțele Londrei și prin interacțiunile tipului π-π. Aceste interacțiuni sunt slabe, dar pe măsură ce dimensiunile ciclurilor cresc (cum ar fi ultimele trei din partea dreaptă a imaginii), ele reușesc să formeze solide la temperatura camerei și presiune.

Tensiune unghiulară

Legăturile din legătura triplă sunt situate pe același plan și pe o linie. Prin urmare, -C≡C- are o geometrie liniară, cu orbitale sp aproape 180 °.

Aceasta are o implicare gravă în stabilitatea stereochimică a cicloalchinelor. Este nevoie de o mulțime de energie pentru a "îndoi" sp orbitalele, deoarece acestea nu sunt flexibile.

Cu cât cicloalcina este mai mică, cu atât sp orbitalele trebuie să fie îndoite pentru a permite existența fizică a acesteia. Analizând imaginea, se poate observa, de la stânga la dreapta, că în triunghi unghiul legăturilor către laturile legăturii triple este foarte pronunțat; în timp ce în decagonul ei sunt mai puțin abrupte.

Deoarece cicloalcina este mai mare, unghiul legăturilor sp orbitalului la 180 ° ideal este mai aproape. Opusul are loc când sunt mai mici, forțându-i să se îndoaie și să-i creeze tensiune unghiulară în ele, destabilizarea cicloalcinei.

Astfel, cicloalchinii mai mari au o tensiune unghiulară mai mică, ceea ce face posibilă sinteza și depozitarea acestora. Cu aceasta, triunghiul este cea mai instabilă cicloalcină, iar decagonul este cel mai stabil dintre ei.

De fapt, ciclooctina (octogonul) este cel mai mic stabil cunoscut; ceilalți există doar ca intermediari temporari în reacțiile chimice.

nomenclatură

Pentru a desemna cicloalchinele, trebuie aplicate aceleași reguli reglementate de IUPAC ca și pentru cicloalcani și cicloalceni. Singura diferență constă în sufixul -ico la sfârșitul denumirii compusului organic.

Lanțul principal este cel care are legătura triplă și începe să enumere de la capătul cel mai apropiat de el. Dacă aveți, de exemplu, ciclopropanul, atunci având o legătură triplă se va numi ciclopropină (triunghiul imaginii). Dacă o grupare metil este legată la vârful de sus, atunci va fi: 2-metilciclopropina.

Carbonii din R-C = C-R au deja cele patru legături, astfel că nu au hidrogen (așa cum se întâmplă cu toate cicloalchinii din imagine). Acest lucru nu se întâmplă numai dacă legătura triplă se află într-o poziție terminală, adică la sfârșitul unui lanț (R-C = C-H).

aplicații

Cicloalchinele nu sunt compuși foarte obișnuiți, deci nici aplicațiile lor. Ele pot servi ca lianți (grupuri care se coordonează) metalelor de tranziție, creând astfel o infinitate de compuși organometalici care pot fi utilizați pentru utilizări foarte riguroase și specifice.

Acestea sunt în general solvenți în cele mai saturate și stabile forme. Când ele constau din heterocicluri, în plus față de unitățile ciclice interne C = C-C = C-C = C, aceștia găsesc utilizări interesante și promițătoare ca medicamente anticanceroase; așa este cazul Dinemicinei A. Din aceasta, alți compuși s-au sintetizat cu analogii structurale.

Exemple

Imaginea prezintă șapte cicloalchine simple, în care nu există aproape deloc o legătură triplă. De la stânga la dreapta, cu numele lor sunt: ​​cyclopropino, triunghiul; Cyclobutin, pătrat; ciclopentina, pentagonul; ciclohexina, hexagonul; cicloheptina, heptagonul; Cycloctina, octogonul; și ciclodecina, decagonul.

Bazându-se pe aceste structuri și substituind atomii de hidrogen ai atomilor de carbon saturați, pot fi obținuți și alți compuși care decurg din acestea. Ele pot suferi, de asemenea, condiții oxidative pentru a genera legături duble în alte părți ale ciclurilor.

Aceste unități geometrice pot face parte dintr-o structură mai mare, crescând probabilitățile de funcționare a întregului. Nu există multe exemple disponibile de cicloalchine, cel puțin nu fără aprofundarea adâncimilor de sinteză organică și farmacologie.

referințe

  1. Francis A. Carey. Chimie organică (Ediția a șasea, P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Cicloalchină. Luată de la: en.wikipedia.org
  3. William Reusch. (05 mai 2013). Denumirea compușilor organici. Luat de la: 2.chemistry.msu.edu
  4. Chimie anorganică Cicloalchine. Luat de la: fullquimica.com
  5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosinteza heterociclurilor de la izolarea la grupul de gene. Wiley, pagina 181.
  6. Interesant Chimie organică și produse naturale. (17 aprilie 2015). Cicloalchine. Luat de la: quintus.mickel.ch