Il cicloalcine Sono composti organici che hanno uno o più tripli legami e un'unità ciclica. Le sue formule molecolari condensate obbediscono alla formula CnH2n-4. Quindi, se n è uguale a 3, la formula di detta cicloalchina sarà C3HDue.
Una serie di figure geometriche sono illustrate nell'immagine sottostante, ma in realtà consistono in esempi di cicloalchine. Ciascuno di essi può essere considerato come una versione più ossidata dei rispettivi cicloalcani (senza doppi o tripli legami). Quando mancano di un eteroatomo (O, N, S, F, ecc.), Sono solo idrocarburi "semplici"..
La chimica attorno alle cicloalcine è molto complessa ei meccanismi alla base delle loro reazioni sono ancora più complessi. Rappresentano un punto di partenza per la sintesi di molti composti organici, che a loro volta sono soggetti a possibili applicazioni.
In generale, sono altamente reattivi a meno che non siano "distorti" o complessati con metalli di transizione. Allo stesso modo, i suoi tripli legami possono essere coniugati con doppi legami, creando unità cicliche all'interno delle molecole..
In caso contrario, nelle loro strutture più semplici sono in grado di aggiungere piccole molecole ai loro tripli legami..
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Le cicloalchine sono caratterizzate dall'essere molecole apolari e quindi idrofobe. Questo può cambiare se nelle loro strutture hanno qualche eteroatomo o gruppo funzionale che dà loro un notevole momento di dipolo; come accade negli eterocicli con tripli legami.
Ma cos'è un triplo legame? Non sono più di tre interazioni simultanee tra due atomi di carbonio con ibridazione sp. Un legame è semplice (σ) e gli altri due π, perpendicolari tra loro. Entrambi gli atomi di carbonio hanno un orbitale sp libero per legarsi con altri atomi (R-C≡C-R).
Questi orbitali ibridi sono il 50% del carattere e il 50% del carattere p. Poiché gli orbitali s sono più penetranti di quelli p, questo fatto rende i due atomi di carbonio del triplo legame più acidi (accettori di elettroni) degli atomi di carbonio degli alcani o alcheni..
Per questo motivo, il triplo legame (≡) rappresenta un punto specifico per le specie donatrici di elettroni da aggiungere ad esso, formando singoli legami..
Ciò si traduce nella rottura di uno dei legami π, diventando un doppio legame (C = C). L'aggiunta continua fino a quando R4C-CR4, cioè carboni completamente saturi.
Quanto sopra può anche essere spiegato in questo modo: il triplo legame è una doppia insaturazione.
Le molecole cicloalchine interagiscono attraverso forze di scattering o forze di Londra e da interazioni di tipo π-π. Queste interazioni sono deboli, ma all'aumentare della dimensione dei cicli (come gli ultimi tre sul lato destro dell'immagine), riescono a formare solidi a temperatura e pressione ambiente..
I legami nel triplo legame si trovano sullo stesso piano e su una linea. Pertanto, -C≡C- ha una geometria lineare, con gli orbitali sp separati di circa 180º.
Ciò ha una seria implicazione sulla stabilità stereochimica delle cicloalcine. Ci vuole molta energia per "piegare" gli orbitali sp poiché non sono flessibili.
Più piccola è la cicloalina, più gli orbitali sp devono piegarsi per consentire la sua esistenza fisica. Analizzando l'immagine si nota, da sinistra a destra, che nel triangolo l'angolo dei legami ai lati del triplo legame è molto pronunciato; mentre nel decagono sono meno ripide.
Più grande è la cicloalchina, più vicino l'angolo di legame degli orbitali sp si avvicina ai 180 ° ideali. L'opposto si verifica quando sono più piccoli, costringendoli a piegarsi e creando a stress angolare in essi, destabilizzando la cicloalchina.
Pertanto, le cicloalchine più grandi hanno uno stress angolare inferiore, che consente la loro sintesi e conservazione. Con questo, il triangolo è la cicloalcina più instabile e il decagono il più stabile di tutti..
In realtà il cicloottino (quello con l'ottagono) è la taglia più piccola e stabile conosciuta; gli altri esistono solo come intermediari momentanei nelle reazioni chimiche.
Per la denominazione delle cicloalcine devono essere applicati gli stessi standard IUPAC dei cicloalcani e dei cicloalcheni. L'unica differenza sta nel suffisso -ico alla fine del nome del composto organico..
La catena principale è quella che ha il triplo legame e inizia a essere numerata dall'estremità più vicina ad essa. Se hai ad esempio ciclopropano, avere un triplo legame sarà chiamato ciclopropino (il triangolo nell'immagine). Se un gruppo metile è attaccato al vertice superiore, allora sarà: 2-metilciclopropino.
Gli atomi di carbonio di R-C≡C-R hanno già i loro quattro legami, quindi mancano di idrogeni (come nel caso di tutte le cicloalchine nell'immagine). Questo non avviene solo se il triplo legame è in una posizione terminale, cioè alla fine di una catena (R-C≡C-H).
Le cicloalcine non sono composti molto comuni, quindi nemmeno le loro applicazioni. Possono fungere da leganti (gruppi che si coordinano) per la transizione dei metalli, creando così un'infinità di composti organometallici che possono essere utilizzati per usi molto rigorosi e specifici..
Sono generalmente solventi nelle loro forme più sature e stabili. Quando sono costituiti da eterocicli, oltre ad avere unità cicliche interne C≡C-C = C-C≡C, trovano impieghi interessanti e promettenti come farmaci antitumorali; Questo è il caso della dinemicina A. Da essa sono stati sintetizzati altri composti con analogie strutturali..
L'immagine mostra sette semplici cicloalchine, in cui non c'è quasi un triplo legame. Da sinistra a destra, con i rispettivi nomi ci sono: cyclopropino, il triangolo; ciclobutino, la piazza; ciclopentino, il pentagono; cicloesina, l'esagono; cicloeptina, l'eptagono; cyclooctino, l'ottagono; e cyclodecino, il decagono.
Sulla base di queste strutture e sostituendo gli atomi di idrogeno dei carboni saturi, si possono ottenere altri composti da esse derivati. Possono anche essere soggetti a condizioni ossidative per generare doppi legami su altri lati dei cicli..
Queste unità geometriche possono far parte di una struttura più ampia, aumentando le possibilità di funzionalizzazione dell'intero insieme. Non ci sono molti esempi disponibili di cicloalchine, almeno non senza approfondire i regni profondi della sintesi organica e della farmacologia..
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