Циклоалкінові характеристики, номенклатура, застосування, приклади



The циклоалкіни вони є органічними сполуками, які мають одну або кілька потрійних зв'язків і циклічну одиницю. Його конденсовані молекулярні формули підкоряються формулі СnH2n-4. Таким чином, якщо n дорівнює 3, то формула згаданого циклоалкина буде C3H2.

На нижньому зображенні проілюстровано ряд геометричних фігур, але насправді вони складаються з прикладів циклоалкінів. Кожен з них може розглядатися як більш окислений варіант відповідних циклоалканов (без подвійних або потрійних зв'язків). Коли їм не вистачає гетероатома (O, N, S, F і т.д.), вони є лише "простими" вуглеводнями.

Хімія навколо циклоалкінів дуже складна, а тим більше механізми, що стоять за їхніми реакціями. Вони є відправною точкою для синтезу багатьох органічних сполук, які в свою чергу підлягають можливим застосуванням.

Загалом, вони дуже реактивні, якщо вони не "спотворені" або складні з перехідними металами. Аналогічно, його потрійні зв'язки можуть бути кон'юговані з подвійними зв'язками, створюючи циклічні одиниці в межах молекул.

Якщо ні, то в своїх найпростіших структурах вони здатні додати до своїх потрійних зв'язків невеликі молекули.

Індекс

  • 1 Характеристики циклоалкінів
    • 1.1 Полярність і потрійна зв'язок
    • 1.2 Міжмолекулярні сили
    • 1.3 Кутова напруга
  • 2 Номенклатура
  • 3 Програми
  • 4 Приклади
  • 5 Посилання

Характеристика циклоалкінів

Аполярність і потрійний зв'язок

Циклоалкіни характеризуються бути аполярними молекулами і, отже, гідрофобними. Це може змінитися, якщо в їхніх структурах вони мають певну гетероатом або функціональну групу, яка надає значний дипольний момент; як це відбувається в гетероциклах з потрійними зв'язками.

Але що таке потрійний зв'язок? Вони є лише трьома одночасними взаємодіями між двома атомами вуглецю з sp гібридизацією. Одне ланка просто (σ), а два інших π, перпендикулярні один одному. Обидва атома вуглецю мають вільну sp орбіталь, що зв'язується з іншими атомами (R-C≡C-R).

Ці гібридні орбіталі мають 50% характеру та 50% символу p. Оскільки орбіталі є більш проникливими, ніж орбіталі, цей факт робить два вуглецю потрійного зв'язку більш кислими (акцепторами електронів), ніж вуглеводи алканів або алкенів..

З цієї причини потрійний зв'язок (point) є специфічною точкою для донорських електронів, які додаються до неї, утворюючи прості ланки.

Це призводить до розриву однієї з зв'язків π, ставши подвійним зв'язком (C = C). Додавання продовжують до тих пір, поки не буде отримано R4C-CR4, тобто повністю насичені вуглеводи.

Вищезгадане також можна пояснити таким чином: потрійний зв'язок є подвійною ненасиченістю.

Міжмолекулярні сили

Молекули циклоалкіна взаємодіють силами дисперсії або лондонськими силами та взаємодіями π-π типу. Ці взаємодії слабкі, але з ростом розміру циклів (як і останні три на правій стороні зображення), їм вдається створити тверді речовини при кімнатній температурі і тиску..

Кутове напруження

Ланки в потрійній лінії зв'язку розташовані в одній площині і в одній лінії. Отже, -C-C- має лінійну геометрію з sp орбіталями приблизно на 180º.

Це має серйозний вплив на стереохімічну стабільність циклоалкінів. Це вимагає багато енергії, щоб "згинати" sp орбіталі, оскільки вони не є гнучкими.

Чим менше циклоалкіна, тим більше повинні бути зігнуті sp-орбіталі, щоб дозволити фізичному її існуванню. Аналізуючи зображення, можна помітити, зліва направо, що в трикутнику кут ланок по боках потрійного зв'язку дуже виражений; тоді як у декагоні вони менш круті.

Оскільки циклоалкін більший, кут ланок sp орбіталей до ідеального 180º ближче. Протилежне відбувається, коли вони менші, змушуючи їх нахилятися і створювати кутове натяг у них дестабілізують циклоалкіни.

Таким чином, більші циклоалкіни мають меншу кутову напругу, що робить можливим їх синтез і зберігання. При цьому трикутник є найбільш нестабільним циклоалкіном, а деказон є найбільш стійким з усіх.

Фактично, циклооктин (восьмикутник) є найменшим відомим стабільним; інші існують лише як миттєві посередники в хімічних реакціях.

Номенклатура

Для того, щоб назвати циклоалкіни, повинні застосовуватися ті ж самі правила, які регулюються IUPAC, як для циклоалканів і циклоалкенів. Єдина відмінність полягає в суфіксі -ico в кінці назви органічної сполуки.

Основний ланцюг - це той, що має потрійний зв'язок, і починає перераховувати з кінця, найближчого до нього. Якщо у вас, наприклад, циклопропан, то, маючи потрійний зв'язок, будемо називати циклопропином (трикутником зображення). Якщо метильна група пов'язана у верхній вершині, то вона буде: 2-метилциклопропаном.

Вуглеводи R-C≡C-R вже мають свої чотири зв'язки, тому їм не вистачає водню (як це відбувається з усіма циклоалкінями на зображенні). Це не відбувається, тільки якщо потрійний зв'язок знаходиться в кінцевому положенні, тобто в кінці ланцюга (R-C -C-H).

Програми

Циклоалкіни не є дуже поширеними сполуками, тому їх застосування також не є. Вони можуть служити в якості зв'язуючих (групи, які координуються) з перехідними металами, створюючи тим самим нескінченність металоорганічних сполук, які можуть бути використані для дуже жорстких і специфічних застосувань.

Вони зазвичай є розчинниками в їх найбільш насичених і стабільних формах. Коли вони складаються з гетероциклів, крім того, що мають внутрішні циклічні одиниці C≡C-C = C-C≡C, вони виявляють цікаві та перспективні застосування як протиракові препарати; такий випадок динеміцину А. З нього синтезували інші сполуки зі структурними аналогіями.

Приклади

На зображенні зображено сім простих циклоалкінів, в яких навряд чи є потрійний зв'язок. Зліва направо, з їх відповідними назвами, є: циклопропіно, трикутник; Циклобутин, квадрат; циклопентин, п'ятикутник; циклогексин, шестикутник; циклогептин, семиугольник; Циклооктин, восьмикутник; і циклодецином, декагоном.

На основі цих структур і заміни атомів водню насичених вуглеводів можуть бути отримані інші сполуки, що походять з них. Вони також можуть піддаватися окислювальним умовам для генерування подвійних зв'язків в інших сторонах циклів.

Ці геометричні одиниці можуть бути частиною більшої структури, збільшуючи ймовірності функціоналізації цілого. Прикладів циклоалкінів, які є, принаймні не без поглиблення глибин органічного синтезу та фармакології, мало.

Список літератури

  1. Френсіс А. Кері. Органічна хімія (Шосте видання., P 372, 375). Mc Graw Hill.
  2. Вікіпедія. (2018). Циклоалкіна. Взяті з сайту: en.wikipedia.org
  3. Вільям Реуш. (05 травня 2013 р.) Назві органічних сполук. Взяті з: 2.chemistry.msu.edu
  4. Неорганічна хімія Циклоалкіни. Взяті з: fullquimica.com
  5. Патріція Діана і Гіроламо Кірріонсьоне. (2015). Біосинтез гетероциклів від ізоляції до кластера гена. Wiley, стор.
  6. Цікава органічна хімія та натуральні продукти. (17 квітня 2015 р.) Циклоалкіни. Взяті з: quintus.mickel.ch