Cycloalkynes הם תרכובות אורגניות המכילות אחד או יותר אגח משולש ויחידה מחזורית. הנוסחאות המולקולריות המרוכזות שלהם מצייתות לנוסחה C n H 2n-4 . לפיכך, אם n שווה ל 3, הנוסחה של הציקלו-קלקין האמורה תהיה C 3 H 2 .
סדרה של דמויות גיאומטריות מתוארת בתמונה למטה, אך הן למעשה מורכבות מדוגמאות של ציקלקליקים. כל אחד מהם יכול להיחשב כגרסה מחומצנת יותר של הציקלו-אלקנים המתאימים (ללא קשרים כפולים או משולשים). כאשר חסר להם הטרום (O, N, S, F וכו '), הם רק פחמימנים "פשוטים".
מקור משלו.
הכימיה סביב cycloalkines מורכבת מאוד, והמנגנונים העומדים מאחורי התגובות שלהם מורכבים עוד יותר. הם מייצגים נקודת מוצא לסינתזה של תרכובות אורגניות רבות, שבתורן כפופות ליישומים אפשריים.
באופן כללי, הם מגיבים מאוד אלא אם כן "מעוותים" או מורכבים במתכות מעבר. כמו כן, ניתן לקשור קשרים משולשים בקשרים כפולים ויוצרים יחידות מחזוריות בתוך מולקולות.
אם זה לא המקרה, במבנים הפשוטים ביותר שלהם הם מסוגלים להוסיף מולקולות קטנות לקשרים המשולשים שלהם.
מאפייני cycloalkines
אפולריות והקשר המשולש
ציקלו-אלקינים מאופיינים בכך שהם מולקולות אפולריות, ולכן הידרופוביות. זה יכול להשתנות אם במבנים שלהם יש איזשהו קבוצה הטרומית או פונקציונלית המעניקה להם רגע דיפול משמעותי; כפי שקורה במחזורי הטרוציוניים קשורים לשלושה.
אבל מהו קשר משולש? הם לא יותר משלושה אינטראקציות סימולטניות בין שני אטומי פחמן מורכבים. קשר אחד הוא פשוט (σ), והשני השני π, בניצב זה לזה. לשני אטומי הפחמן יש מסלול sp חופשי לקשר עם אטומים אחרים (RC≡CR).
אורביטלים היברידיים אלו בעלי אופי של 50% s ואופי של 50% p. מכיוון שהאורביטלים חודרים יותר מה- p, עובדה זו הופכת את שני הפחמנים של הקשר המשולש לחומציים יותר (מקבלי אלקטרונים) מאשר הפחמימות של אלקנים או אלקנים.
מסיבה זו הקשר המשולש (≡) מייצג נקודה ספציפית עבור מיני תורמי אלקטרונים להוסיף לו ויוצרים קשרים יחידים.
התוצאה היא שבירה של אחד מהקשרים π והופכת לקשר כפול (C = C). התוספת נמשכת עד שמתקבל R 4 C-CR 4 , כלומר פחמן רווי לחלוטין.
ניתן להסביר את האמור לעיל גם בדרך זו: הקשר המשולש הוא רוויה כפולה.
כוחות בין מולקולריים
מולקולות ציקלו-קלקיות אינטראקציות דרך כוחות פיזור או כוחות לונדון ועל ידי אינטראקציות מסוג π-π. אינטראקציות אלה חלשות, אך ככל שגודל המחזורים גדל (כמו השלושה האחרונים בצד ימין של התמונה), הם מצליחים ליצור מוצקים בטמפרטורת החדר ולחץ.
לחץ זוויתי
הקשרים בקשר המשולש ממוקמים באותו מישור וקו. מכאן של- C≡C- יש גיאומטריה ליניארית, כאשר המרחב האורביטאלי זה מזה 180º זה מזה.
יש לכך השלכה רצינית על היציבות הסטריאו-כימית של הציקלקליקים. דרוש אנרגיה רבה כדי "לכופף" את המסלול האורבלי מכיוון שהם אינם גמישים.
ככל שהציקלו-אלקין קטן יותר, כך על המסלול האורביטאלי להתכופף כדי לאפשר קיומו הפיזי. בניתוח התמונה ניתן להבחין, משמאל לימין, שבמשולש זווית הקשרים לצדדי הקשר המשולש בולטת מאוד; בעוד שבירקון הם פחות פתאומיים.
ככל שהציקלו-קלקין גדול יותר, כך זווית הקשר של המעגלים האורביים מתקרבת ל 180- האידיאלי. ההפך מתרחש כאשר הם קטנים יותר, מכריח אותם להתכופף וליצור בהם מתח זוויתי, מערער את היציבות של הציקלוקלקין.
לפיכך, לציקלקליקינים הגדולים יותר יש לחץ זוויתי נמוך יותר, המאפשר סינתזה ואחסון שלהם. בכך, המשולש הוא הציקלו-אלקין הכי לא יציב, והדקון הכי יציב מכולם.
למעשה, הציקלו-אוקטינו (זה של המתומן) הוא הגודל הקטן והיציב ביותר הידוע; האחרים קיימים רק כמתווכים רגעיים בתגובות כימיות.
מִנוּחַ
יש להחיל את אותם תקני IUPAC כמו ל cycloalkanes ו- cycloalkenes על שמות של cycloalkines. ההבדל היחיד נעוץ בסיומת-ico בסוף שם התרכובת האורגנית.
השרשרת העיקרית היא כזו שיש לה את הקשר המשולש, ומתחילה להיות ממוספרת מהקצה הקרוב לה. אם יש לך למשל ציקלופרופאן, הרי שיש לך קשר משולש ייקרא cyclopropino (המשולש בתמונה). אם יש לך קבוצת מתיל המחוברת לקודקוד העליונה, היא תהיה: 2-methylcyclopropino.
לפחמימות של RC≡CR כבר יש ארבעה קשרים, כך שחסרים להן הידרוגנים (כפי שקורה לכל הציקליקליקים בתמונה). זה לא קורה רק אם הקשר המשולש נמצא במצב סופני, כלומר בסוף שרשרת (RC≡CH).
יישומים
ציקלו-אלקינים אינם תרכובות נפוצות במיוחד, ולכן גם לא יישומיהם. הם יכולים לשמש כקלסרים (קבוצות המתאמות) למתכות מעבר, וכך ליצור אינסוף של תרכובות אורגנו-מתכתיות שניתן להשתמש בהן לשימושים קפדניים וספציפיים מאוד.
הם בדרך כלל ממסים בצורתם הרוויה והיציבה ביותר. כאשר הם מורכבים ממחזורים הטרוציקלוניים, בנוסף לכך שיש להם יחידות פנימיות C≡CC = CC≡C, הם מוצאים שימושים מעניינים ומבטיחים כתרופות נגד סרטן; זה המקרה של Dinemycin A. תרכובות אחרות עם אנלוגיות מבניות סונתזו ממנו.
דוגמאות
התמונה מציגה שבעה סקליקליקים פשוטים, בהם כמעט ולא קיים קשר משולש אחד. משמאל לימין, עם שמותיהם בהתאמה ישנם: cyclopropino, המשולש; cyclobutino, הכיכר; ציקלופנטין, הפנטגון; ציקלוהקסין, המשושה; ציקלוהפטין, ההפטגון; cyclooctino, המתומן; וציקלודצ'ינו, הדקגון.
על בסיס מבנים אלה והחלפת אטומי המימן של הפחמן הרווי, ניתן להשיג תרכובות אחרות הנגזרות מהן. הם יכולים גם להיות נתונים לתנאים חמצוניים ליצירת קשרים כפולים בצדדים אחרים של המחזורים.
יחידות גיאומטריות אלה יכולות להיות חלק ממבנה גדול יותר, מה שמגדיל את הסיכוי לתפקוד כל הסט. לא ניתן למצוא דוגמאות רבות של ציקלו-אלקינים, לפחות לא מבלי להתעמק בתחומי העומק של סינתזה אורגנית ורוקחות.
הפניות
- פרנסיס א. קארי. כימיה אורגנית. (מהדורה שישית, עמ '372, 375). מק גריי היל.
- ויקיפדיה. (2018). Cycloalkyne. נלקח מ: en.wikipedia.org
- ויליאם ראוש. (5 במאי 2013). שמות תרכובות אורגניות. נלקח מ: 2.chemistry.msu.edu
- כימיה אורגנית. ציקלו-אלקינים. נלקח מ: fullquimica.com
- פטריציה דיאנה וג'ירולמו סיררינסיונה. (2015). ביוסינתזה של מחזורים הטרוציקלוניים מבידוד לאשכול גנים. וויילי, עמוד 181.
- כימיה אורגנית ומוצרים טבעיים מעניינים. (2015, 17 באפריל). ציקלקליקינים. נלקח מ: quintus.mickel.ch