CYCLOALKINES: CIRI, APLIKASI, CONTOH - KIMIA - 2024

The cycloalkynes adalah sebatian organik yang mengandungi satu atau lebih ikatan rangkap tiga dan satu unit siklik. Formula molekul pekat mereka mematuhi formula C _n H _2n-4 . Oleh itu, jika n sama dengan 3, maka formula sikloalkin tersebut akan menjadi C ₃ H ₂ .

Serangkaian angka geometri digambarkan dalam gambar di bawah, tetapi sebenarnya terdiri daripada contoh sikloalkin. Masing-masing dari mereka boleh dianggap sebagai versi yang lebih teroksidasi dari sikloalkana masing-masing (tanpa ikatan berganda atau tiga). Apabila mereka kekurangan heteroatom (O, N, S, F, dll.), Mereka hanya hidrokarbon "sederhana".

Sumber sendiri.

Kimia di sekitar sikloalkin sangat kompleks, dan mekanisme di sebalik reaksi mereka lebih kompleks. Mereka mewakili titik permulaan untuk sintesis sebilangan besar sebatian organik, yang pada gilirannya tertakluk kepada kemungkinan aplikasi.

Secara umum, mereka sangat reaktif kecuali "diputarbelitkan" atau dikomplekskan dengan logam peralihan. Ikatan rangkap tiga mereka juga boleh disatukan dengan ikatan berganda, mewujudkan unit siklik dalam molekul.

Sekiranya ini tidak berlaku, dalam struktur termudah mereka mampu menambahkan molekul kecil ke ikatan rangkap tiga mereka.

Ciri-ciri sikloalkin

Apolariti dan ikatan rangkap tiga

Cycloalkines dicirikan oleh molekul apolar, dan oleh itu, hidrofobik. Ini boleh berubah jika dalam struktur mereka mempunyai beberapa kumpulan heteroatom atau fungsional yang memberi mereka momen dipol yang cukup besar; seperti yang berlaku pada heterosikular ikatan tiga.

Tetapi apa itu ikatan tiga? Mereka tidak lebih daripada tiga interaksi serentak antara dua atom karbon hibrida sp. Satu ikatan sederhana (σ), dan dua π yang lain, tegak lurus antara satu sama lain. Kedua-dua atom karbon mempunyai orbital sp bebas untuk terikat dengan atom lain (RC≡CR).

Orbital hibrid ini mempunyai watak 50% s dan watak 50% p. Oleh kerana orbital s lebih menembusi daripada p, fakta ini menjadikan dua karbon ikatan tiga lebih berasid (akseptor elektron) daripada karbon alkana atau alkena.

Atas sebab ini ikatan tiga (≡) mewakili titik khusus untuk spesies penderma elektron untuk menambahkannya, membentuk ikatan tunggal.

Ini mengakibatkan pemecahan salah satu ikatan π, menjadi ikatan berganda (C = C). Penambahan berterusan sehingga R ₄ C-CR ₄ diperoleh, iaitu karbon tepu sepenuhnya.

Perkara di atas juga dapat dijelaskan dengan cara ini: ikatan tiga adalah tak jenuh ganda.

Daya antara molekul

Molekul sikloalkin berinteraksi melalui daya hamburan atau daya London dan dengan interaksi jenis π-π. Interaksi ini lemah, tetapi apabila ukuran kitaran meningkat (seperti tiga yang terakhir di sebelah kanan gambar), mereka berjaya membentuk pepejal pada suhu dan tekanan bilik.

Tekanan sudut

Ikatan dalam ikatan rangkap tiga terletak pada satah dan garis yang sama. Oleh itu, -C≡C- mempunyai geometri linier, dengan orbit sp sekitar 180º.

Ini mempunyai implikasi serius terhadap kestabilan stereokimia sikloalkin. Ia memerlukan banyak tenaga untuk "membengkokkan" orbit sp kerana tidak lentur.

Semakin kecil sikloalkine, semakin banyak orbit sp harus dibengkokkan untuk membolehkan wujudnya fizikal. Menganalisis gambar, dapat dilihat, dari kiri ke kanan, bahawa dalam segitiga sudut ikatan ke sisi ikatan rangkap sangat ketara; semasa di decagon mereka kurang tiba-tiba.

Semakin besar sikloalkine, semakin dekat sudut ikatan orbit sp menghampiri 180º yang ideal. Kebalikannya berlaku ketika mereka lebih kecil, memaksa mereka membengkok dan menimbulkan ketegangan sudut di dalamnya, mengacaukan sikloalkin.

Oleh itu, sikloalkin yang lebih besar mempunyai tekanan sudut yang lebih rendah, yang memungkinkan sintesis dan penyimpanannya. Dengan ini, segitiga adalah sikloalkine yang paling tidak stabil, dan decagon paling stabil dari semuanya.

Sebenarnya, siklooctino (oktagon) adalah ukuran yang paling kecil dan stabil yang diketahui; yang lain hanya wujud sebagai perantara seketika dalam tindak balas kimia.

Tatanama

Piawaian IUPAC yang sama seperti sikloalkana dan sikloalkena mesti diterapkan untuk penamaan sikloalkin. Satu-satunya perbezaan terletak pada akhiran -ico di akhir nama sebatian organik.

Rantai utama adalah yang mempunyai ikatan tiga, dan mula diberi nombor dari hujung yang paling dekat dengannya. Sekiranya anda mempunyai misalnya siklopropana, maka ikatan tiga akan disebut siklopropino (segitiga dalam gambar). Sekiranya anda mempunyai kumpulan metil yang melekat pada bucu atas, maka ia akan menjadi: 2-methylcyclopropino.

Karbon RC≡CR sudah mempunyai empat ikatannya, jadi kekurangan hidrogen (seperti yang berlaku pada semua sikloalkin pada gambar). Ini tidak berlaku hanya jika ikatan tiga berada dalam kedudukan terminal, iaitu pada akhir rantai (RC≡CH).

Permohonan

Cycloalkines bukan sebatian yang sangat biasa, begitu juga penggunaannya. Mereka boleh berfungsi sebagai pengikat (kumpulan yang berkoordinasi) ke logam peralihan, sehingga mewujudkan sebilangan besar sebatian organometallik yang dapat digunakan untuk kegunaan yang sangat ketat dan spesifik.

Mereka biasanya pelarut dalam bentuk yang paling tepu dan stabil. Apabila terdiri daripada heterosikular, selain mempunyai unit siklik C≡CC = CC≡C dalaman, mereka mendapati penggunaan yang menarik dan menjanjikan sebagai ubat antikanker; seperti kes Dinemycin A. Sebatian lain dengan analogi struktur telah disintesis darinya.

Contoh

Gambar menunjukkan tujuh sikloalkin sederhana, di mana hampir tidak ada satu ikatan tiga. Dari kiri ke kanan, dengan nama masing-masing terdapat: siklopropino, segitiga; siklobutino, dataran; siklopentin, pentagon; sikloheksin, segi enam; sikloheptin, heptagon; siklooctino, oktagon; dan cyclodecino, decagon.

Berdasarkan struktur ini dan menggantikan atom hidrogen dari karbon tepu, sebatian lain yang berasal darinya dapat diperoleh. Mereka juga boleh mengalami keadaan oksidatif untuk menghasilkan ikatan berganda di sisi lain kitaran.

Unit geometri ini boleh menjadi sebahagian daripada struktur yang lebih besar, meningkatkan peluang untuk mengaktifkan keseluruhan set. Tidak banyak contoh siklalkin yang tersedia, paling tidak tanpa menyelidiki bidang sintesis organik dan farmakologi yang mendalam.

Rujukan

1. Francis A. Carey. Kimia organik. (Edisi Keenam, hlm. 372, 375). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2018). Cycloalkyne. Diambil dari: en.wikipedia.org
3. William Reusch. (5 Mei 2013). Menamakan Sebatian Organik. Diambil dari: 2.chemistry.msu.edu
4. Kimia bukan organik. Cycloalkines. Diambil dari: fullquimica.com
5. Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosintesis heterosik dari Pengasingan ke Gene Cluster. Wiley, halaman 181.
6. Kimia Organik dan Produk Semula jadi yang Menarik. (2015, 17 April). Cycloalkynes. Diambil dari: quintus.mickel.ch