De cykloalkiner De är organiska föreningar som har en eller flera trippelbindningar och en cyklisk enhet. Dess kondenserade molekylformler följer formeln CnH2n-4. Sålunda, om n är lika med 3, kommer cykloalkinens formel att vara C3Htvå.
En serie geometriska figurer illustreras i bilden nedan, men de består faktiskt av exempel på cykloalkiner. Var och en av dem kan betraktas som en mer oxiderad version av respektive cykloalkaner (utan dubbel- eller trippelbindningar). När de saknar en heteroatom (O, N, S, F, etc.) är de bara "enkla" kolväten..
Kemien kring cykloalkiner är mycket komplex, och mekanismerna bakom deras reaktioner är ännu mer komplexa. De utgör en utgångspunkt för syntesen av många organiska föreningar, som i sin tur är föremål för möjliga tillämpningar.
Generellt sett är de mycket reaktiva såvida de inte är "förvrängda" eller komplexbundna med övergångsmetaller. På samma sätt kan dess trippelbindningar konjugeras med dubbelbindningar, vilket skapar cykliska enheter inom molekylerna..
Om detta inte är fallet kan de i sina enklaste strukturer lägga till små molekyler till sina trippelbindningar..
Artikelindex
Cykloalkiner kännetecknas av att de är apolära molekyler och därför hydrofoba. Detta kan förändras om de i sina strukturer har någon heteroatom eller funktionell grupp som ger dem ett betydande dipolmoment; som det händer i heterocykler med trippelbindningar.
Men vad är ett trippelband? De är inte mer än tre samtidiga interaktioner mellan två kolatomer med sp-hybridisering. En bindning är enkel (σ) och de andra två π, vinkelrätt mot varandra. Båda kolatomerna har en fri sp-orbital att binda med andra atomer (R-C≡C-R).
Dessa hybridorbitaler har 50% s karaktär och 50% p karaktär. Eftersom s-orbitalerna är mer penetrerande än p, gör detta faktum att de två kolerna i trippelbindningen är surare (elektronacceptorer) än kolerna i alkanerna eller alkenerna..
Av denna anledning representerar trippelbindningen (≡) en specifik punkt för elektrondonatorarter att lägga till den och bildar enkelbindningar..
Detta resulterar i att en av π-bindningarna bryts och blir en dubbelbindning (C = C). Tillägget fortsätter tills R4C-CR4, dvs helt mättade kol.
Ovanstående kan också förklaras på detta sätt: trippelbindningen är en dubbel omättnad.
Cykloalkinmolekyler interagerar genom spridningskrafter eller Londonkrafter och genom interaktioner av π-π-typen. Dessa interaktioner är svaga, men när storleken på cyklerna ökar (som de tre sista på höger sida av bilden) lyckas de bilda fasta ämnen vid rumstemperatur och tryck..
Bindningarna i trippelbindningen ligger på samma plan och en linje. Därför har -C≡C- en linjär geometri, med sp-orbitalerna åtskilda av cirka 180 °.
Detta har en allvarlig inverkan på cykloalkinernas stereokemiska stabilitet. Det tar mycket energi att "böja" sp-orbitalerna eftersom de inte är flexibla.
Ju mindre cykloalkin, desto mer måste sp-orbitalerna böjas för att möjliggöra dess fysiska existens. När man analyserar bilden kan man se, från vänster till höger, att i triangeln är bindningsvinkeln mot sidorna av trippelbindningen mycket uttalad; medan de i decagon är mindre branta.
Ju större cykloalkin, desto närmare kommer bindningsvinkeln för sp-orbitalerna till ideal 180 °. Motsatsen inträffar när de är mindre, vilket tvingar dem att böja sig och skapa en vinkelstress i dem destabiliserar cykloalkinen.
Således har de större cykloalkinerna lägre vinkelspänning, vilket möjliggör deras syntes och lagring. Med detta är triangeln den mest instabila cykloalkinen, och decagon den mest stabila av dem alla..
Egentligen är cyklooktinoen (den med oktagon) den minsta och mest stabila kända storleken; de andra existerar bara som tillfälliga mellanhänder i kemiska reaktioner.
Samma IUPAC-standarder som för cykloalkaner och cykloalkener måste tillämpas på namngivning av cykloalkiner. Den enda skillnaden ligger i suffixet -ico i slutet av namnet på den organiska föreningen..
Huvudkedjan är den som har trippelbindningen och börjar numreras från slutet närmast den. Om du till exempel har cyklopropan, kommer det att kallas cyklopropino (triangeln i bilden) att ha en trippelbindning. Om en metylgrupp är bunden till toppkanten kommer den att vara: 2-metylcyklopropino.
Kolen i R-C≡C-R har redan sina fyra bindningar, så det saknar väten (som är fallet med alla cykloalkiner i bilden). Detta händer inte bara om trippelbindningen är i ett terminalläge, det vill säga i slutet av en kedja (R-C≡C-H).
Cykloalkiner är inte särskilt vanliga föreningar, så inte heller är deras tillämpningar. De kan fungera som bindemedel (grupper som samordnar) till övergångsmetaller, vilket skapar en oändlighet av organometalliska föreningar som kan användas för mycket rigorösa och specifika användningar..
De är i allmänhet lösningsmedel i sina mest mättade och stabila former. När de består av heterocykler, förutom att ha interna C2C-C = C-C2C cykliska enheter, finner de intressanta och lovande användningar som cancerläkemedel; Så är fallet med Dinemycin A. Andra föreningar med strukturella analogier har syntetiserats ur det..
Bilden visar sju enkla cykloalkiner, i vilka det knappast finns en trippelbindning. Från vänster till höger, med deras respektive namn finns: cyklopropino, triangeln; cyklobutino, torget; cyklopentin, pentagonen; cyklohexin, hexagonen; cykloheptin, heptagonen; cyklooktino, oktagonen; och cyklodecino, decagon.
Baserat på dessa strukturer och genom att ersätta väteatomerna i de mättade kolerna kan andra föreningar härledda från dem erhållas. De kan också utsättas för oxidativa förhållanden för att generera dubbelbindningar på andra sidor av cyklerna..
Dessa geometriska enheter kan vara en del av en större struktur, vilket ökar chanserna för att funktionalisera hela uppsättningen. Det finns inte många exempel tillgängliga på cykloalkiner, åtminstone inte utan att fördjupa sig i de djupa världarna av organisk syntes och farmakologi..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.