- Esimerkkejä yhdisteistä, joilla on bentsyyliryhmä
- Bentsyylivety
- Carbocations ja bentsyyliradikaalit
- Resonanssi bentsyyliryhmässä
- Muut radikaalit
- reaktiot
- Viitteet
Bentsyyli tai bentsyyli on substituenttiryhmä orgaanisen kemian yhteistä kaava C 6 H 5 CH 2 - tai Bn. Rakenteellisesti se koostuu yksinkertaisesti liitto metyleeniryhmä, CH 2, jossa fenyyliryhmä, C 6 H 5; se on siis sp 3 hiili liittyvät suoraan bentseenirenkaaseen.
Siksi bentsyyliryhmää voidaan pitää aromaattisena renkaana, joka on kiinnittynyt pieneen ketjuun. Joissakin teksteissä, käyttö lyhenne Bn on edullinen sijasta C 6 H 5 CH 2 -, on helppo tunnistaa millä tahansa yhdiste; erityisesti silloin, kun se on kiinnittynyt happi- tai typpiatomi, O-Bn tai NBN 2, vastaavasti.
Bentsyyliryhmä. Lähde: IngerAlHaosului
Tätä ryhmää esiintyy epäsuorasti myös monissa laajalti tunnetuissa yhdisteissä. Esimerkiksi, bentsoehappo, C 6 H 5 COOH, voidaan pitää bentsyyliryhmä, jonka sp 3 hiili on läpikäynyt tyhjentävä hapetus; tai bentsaldehydiä, C 6 H 5 CHO, osittaisesta hapetus; ja bentsyylialkoholi, C 6 H 5 CH 2 OH, vielä vähemmän hapettunut.
Toinen jonkin verran ilmeinen esimerkki tästä ryhmästä löytyy tolueenissa, C 6 H 5 CH 3, joissa voi tapahtua tietty määrä reaktioiden seurauksena epätavallinen vakauden johtuvat bentsyylin radikaaleista tai karbokationit. Bentsyyliryhmä kuitenkin suojaa OH- tai NH2- ryhmiä reaktioilta, jotka modifioivat ei-toivotusti syntetisoitavaa tuotetta.
Esimerkkejä yhdisteistä, joilla on bentsyyliryhmä
Bentsyyliryhmäyhdisteet. Lähde: Jü
Ensimmäisessä kuva yleisen esityksen yhdisteen bentsyyliryhmällä on esitetty: C 6 H 5 CH 2 -R, jossa R voi olla mikä tahansa muu molekyylifragmentti tai atomi. Siten muuttamalla R: tä voidaan saada suuri määrä esimerkkejä; jotkut yksinkertaiset, toiset vain tietylle alueelle, jolla on suurempi rakenne tai kokoonpano.
Bentsyylialkoholi, esimerkiksi, on johdettu korvaamalla OH T: C 6 H 5 CH 2 -OH. Jos sen sijaan OH, se on NH 2 -ryhmän, niin bentsyyliamiiniyhdiste syntyy: C 6 H 5 CH 2 -NH 2.
Jos Br on atomi, joka korvaa R, tuloksena oleva yhdiste on bentsyylibromidi: C 6 H 5 CH 2 -Br; R CO 2: lla synnyttää esterin, bentsyylikloorikarbonaatin (tai karbobentsoksyyli- kloridi); ja OCH 3 aiheuttaa bentsyyli- metyylieetteri, C 6 H 5 CH 2 -OCH 3.
Mukaan lukien (mutta ei täysin oikein), R voidaan olettaa yhden elektronin: bentsyyliryhmä, C 6 H 5 CH 2 ·, tuote vapautumisen tähde R ·. Toinen esimerkki, vaikka niitä ei kuvassa, on fenyyliasetonitriiliä tai bentsyylisyanidia, C 6 H 5 CH 2 -CN.
On yhdisteitä, joissa bentsyyliryhmä tuskin edustaa tiettyä aluetta. Tässä tapauksessa lyhennettä Bn käytetään usein rakenteen ja sen kuvien yksinkertaistamiseen.
Bentsyylivety
Edellä esitetyillä yhdisteillä ei ole vain aromaattisen tai fenyylirenkaan lisäksi myös bentsyylihappivetyjä; nämä kuuluvat ne, jotka kuuluvat sp 3 -hiileen.
Kuten vedyt voidaan esittää seuraavasti: Bn-CH 3, Bn-CH 2 R tai Bn-CHR 2. BN-CR 3 yhdiste ei ole bentsyyli vety, ja sen vuoksi sen reaktiivisuus on pienempi kuin muiden.
Nämä vedyt ovat erilaisia kuin tavallisesti kiinnitetty sp 3 hiiltä.
Ajatellaan esimerkiksi metaani, CH 4, joka voidaan myös kirjoittaa CH 3 -H. Jotta CH 3 -H sidoksen rikki on heterolyyttisen pilkkominen (radikaalien muodostumista), tietty määrä energiaa on syötettävä (104kJ / mol).
Kuitenkin energiaa saman katkeaminen C 6 H 5 CH 2 -H sidos on pienempi verrattuna metaanin (85 kJ / mol). Koska tämä energia on pienempi, se merkitsee sitä, että radikaali C 6 H 5 CH 2 · on vakaampi kuin CH 3 ·. Sama tapahtuu enemmän tai vähemmän muiden bentsyylihappojen kanssa.
Tämän seurauksena bentsyylivety on reaktiivisempi tuottaessaan stabiilimpia radikaaleja tai karboasioita kuin muiden vetyjen aiheuttamat. Miksi? Kysymykseen vastataan seuraavassa osassa.
Carbocations ja bentsyyliradikaalit
Radikaali C 6 H 5 CH 2 · pidettiin jo, puuttuu bentsyyli hiilikationin: C 6 H 5 CH 2 +. Ensimmäisessä on pariton ja yksinäinen elektroni, ja toisessa elektroninen puute. Nämä kaksi lajia ovat erittäin reaktiivisia ja edustavat ohimeneviä yhdisteitä, joista reaktion lopputuotteet ovat peräisin.
Sp 3 hiiltä, menettämisen jälkeen yksi tai kaksi elektronia, jolloin muodostuu radikaali tai hiilikationin, vastaavasti, voidaan hyväksyä sp 2 hybridisaatio (trigonal taso), siten, että on mahdollisimman välistä hylkimistä sen elektronisen ryhmiä. Mutta jos tapahtuu sp 2, aivan kuten aromaattisen renkaan hiilet, voi tapahtua konjugaatio? Vastaus on kyllä.
Resonanssi bentsyyliryhmässä
Tämä konjugaatio tai resonanssi on avaintekijä selitettäessä näiden bentsyyli- tai bentsyylistä johdettujen lajien stabiilisuutta. Seuraava kuva kuvaa tällaista ilmiötä:
Konjugaatio tai resonanssi bentsyyliryhmässä. Muut vedyt jätettiin pois kuvan yksinkertaistamiseksi. Lähde: Gabriel Bolívar.
Huomaa, että missä yksi bentsyylihappivetyistä oli, p-orbitaali oli parittoman elektronin (radikaali, 1e -) tai tyhjä (karbokatio, +). Kuten voidaan nähdä, tämä p-kiertorata on yhdensuuntainen aromaattisen järjestelmän kanssa (harmaa ja vaaleansiniset ympyrät) kaksoisnuolilla osoittaen konjugoinnin alkamista.
Siten sekä parittomat elektronit että positiivinen varaus voidaan siirtää tai hajottaa aromaattisen renkaan läpi, koska niiden kiertoratojen suuntaus suosii sitä geometrisesti. Ne eivät kuitenkaan sijaitse missään aromaattisen renkaan p-orbitaalissa; vain ne, jotka kuuluvat hiilet orto- ja para-asemiin suhteessa CH 2.
Siksi vaaleansiniset ympyrät erottuvat harmaan ympyrän yläpuolelta: niissä radikaalin tai vastaavasti negatiivisen tai positiivisen tiheyden keskittyy.
Muut radikaalit
On syytä mainita, että tämä konjugointi tai resonanssi voi tapahtua sp 3 hiiltä kauempana aromaattinen rengas.
Esimerkiksi radikaali C 6 H 5 CH 2 CH 2 · on paljon epävakaa, koska pariton elektroni ei voi konjugaatin kanssa renkaan, koska välissä CH 2 -ryhmä ja sp 3 hybridisaatio. Sama pätee C 6 H 5 CH 2 CH 2 +.
reaktiot
Yhteenvetona: bentsyylihappivedyt ovat alttiita reagoimaan, joko muodostaen radikaalin tai hiilisijoituksen, mikä puolestaan johtaa reaktion lopputuotteeseen. Siksi ne reagoivat SN 1 -mekanismin kautta.
Esimerkki on tolueenin bromaaminen ultraviolettisäteilyllä:
C 6 H 5 CH 3 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CH 2 Br
C 6 H 5 CH 2 Br + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CHBr 2
C 6 H 5 CHBr 2 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CBr 3
Itse asiassa tässä reaktiossa tuotetaan Br · radikaaleja.
Toisaalta bentsyyliryhmä itse reagoi OH- tai NH2- ryhmien suojaamiseksi yksinkertaisella substituutioreaktiolla. Siten ROH-alkoholi voidaan ”bentsyloida” käyttämällä bentsyylibromidia ja muita reagensseja (KOH tai NaH):
ROH + BnBr => ROBn + HBr
ROBn on bentsyylieetteri, johon sen alkuperäinen OH-ryhmä voidaan palauttaa, jos se altistetaan pelkistysväliaineelle. Tämän eetterin tulisi pysyä muuttumattomana, kun taas muut reaktiot suoritetaan yhdisteelle.
Viitteet
- Morrison, RT ja Boyd, RN (1987). Orgaaninen kemia. (5. painos). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Carey, FA (2008). Orgaaninen kemia. (6. painos). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. Amiineja. (10. painos.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2019). Bentsyyliryhmä. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Dr. Donald L. Robertson. (5. joulukuuta 2010). Fenyyli tai bentsyyli? Palautettu osoitteesta: home.miracosta.edu
- Gamini Gunawardena. (2015, 12. lokakuuta). Bentsyylisen hiilihydraation sijainti. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org