- Karakteristik cycloalkines
- Apolaritas dan ikatan rangkap tiga
- Gaya antarmolekul
- Stres sudut
- Tata nama
- Aplikasi
- Contoh
- Referensi
The cycloalkynes adalah senyawa organik yang mengandung satu atau lebih ikatan rangkap tiga dan unit siklik. Rumus molekul kentalnya mengikuti rumus C n H 2n-4 . Jadi, jika n sama dengan 3, maka rumus sikloalkin tersebut adalah C 3 H 2 .
Serangkaian gambar geometris diilustrasikan pada gambar di bawah, tetapi sebenarnya terdiri dari contoh sikloalkin. Masing-masing dapat dianggap sebagai versi yang lebih teroksidasi dari masing-masing sikloalkana (tanpa ikatan rangkap atau rangkap tiga). Ketika mereka kekurangan heteroatom (O, N, S, F, dll.), Mereka hanyalah hidrokarbon "sederhana".
Sumber sendiri.
Kimiawi di sekitar cycloalkines sangat kompleks, dan mekanisme di balik reaksinya bahkan lebih kompleks. Mereka mewakili titik awal untuk sintesis banyak senyawa organik, yang pada gilirannya dapat diterapkan pada aplikasi.
Secara umum, logam sangat reaktif kecuali "terdistorsi" atau dikomplekskan dengan logam transisi. Juga, ikatan rangkap tiga mereka dapat dikonjugasikan dengan ikatan rangkap, menciptakan unit siklik di dalam molekul.
Jika tidak demikian, dalam struktur paling sederhana mereka mampu menambahkan molekul kecil ke ikatan rangkap tiga.
Karakteristik cycloalkines
Apolaritas dan ikatan rangkap tiga
Sikloalkin dicirikan sebagai molekul apolar, dan karenanya, bersifat hidrofobik. Ini dapat berubah jika dalam strukturnya mereka memiliki beberapa heteroatom atau kelompok fungsional yang memberi mereka momen dipol yang cukup; seperti yang terjadi pada heterosiklik terikat rangkap tiga.
Tapi apa itu ikatan rangkap tiga? Mereka tidak lebih dari tiga interaksi simultan antara dua atom karbon hibridisasi sp. Satu ikatan sederhana (σ), dan dua lainnya π, tegak lurus satu sama lain. Kedua atom karbon tersebut memiliki orbital sp bebas untuk berikatan dengan atom lain (RC≡CR).
Orbital hibrid ini memiliki karakter 50% s dan karakter 50% p. Karena orbital s lebih berpenetrasi daripada p, fakta ini membuat dua karbon ikatan rangkap tiga lebih asam (akseptor elektron) daripada karbon alkana atau alkena.
Untuk alasan ini ikatan rangkap tiga (≡) mewakili titik spesifik untuk spesies donor elektron untuk menambahkannya, membentuk ikatan tunggal.
Hal ini menyebabkan putusnya salah satu ikatan π, menjadi ikatan rangkap (C = C). Penambahan berlanjut sampai diperoleh R 4 C-CR 4 , yaitu karbon jenuh penuh.
Hal di atas juga dapat dijelaskan sebagai berikut: ikatan rangkap tiga adalah ketidakjenuhan ganda.
Gaya antarmolekul
Molekul sikloalkin berinteraksi melalui gaya hamburan atau gaya London dan dengan interaksi jenis π-π. Interaksi ini lemah, tetapi seiring dengan meningkatnya ukuran siklus (seperti tiga siklus terakhir di sisi kanan gambar), mereka berhasil membentuk padatan pada suhu dan tekanan kamar.
Stres sudut
Ikatan dalam ikatan rangkap tiga terletak pada bidang dan garis yang sama. Karenanya, -C≡C- memiliki geometri linier, dengan orbital sp berjarak sekitar 180º.
Ini memiliki implikasi serius pada stabilitas stereokimia sikloalkin. Dibutuhkan banyak energi untuk "membengkokkan" orbital sp karena tidak fleksibel.
Semakin kecil sikloalkin, semakin banyak orbital sp yang harus dibengkokkan untuk memungkinkan keberadaan fisiknya. Menganalisis gambar, dapat diketahui, dari kiri ke kanan, bahwa dalam segitiga sudut ikatan ke sisi ikatan rangkap tiga sangat jelas; sedangkan di dekagon mereka tidak terlalu mendadak.
Semakin besar sikloalkin, semakin dekat sudut ikatan orbital sp mendekati ideal 180º. Kebalikannya terjadi ketika mereka lebih kecil, memaksa mereka untuk menekuk dan menciptakan ketegangan sudut di dalamnya, membuat sikloalkin tidak stabil.
Jadi, cycloalkines yang lebih besar memiliki tegangan sudut yang lebih rendah, yang memungkinkan sintesis dan penyimpanannya. Dengan ini, segitiga adalah sikloalkin paling tidak stabil, dan dekagon adalah yang paling stabil dari semuanya.
Sebenarnya, cyclooctino (yang dari segi delapan) adalah ukuran yang diketahui terkecil dan paling stabil; yang lain hanya ada sebagai perantara sesaat dalam reaksi kimia.
Tata nama
Standar IUPAC yang sama seperti untuk sikloalkana dan sikloalkena harus diterapkan untuk penamaan sikloalkin. Satu-satunya perbedaan terletak pada sufiks -ico di akhir nama senyawa organik.
Rantai utama adalah rantai yang memiliki ikatan rangkap tiga, dan mulai diberi nomor dari ujung yang terdekat dengannya. Jika Anda memiliki misalnya siklopropana, maka memiliki ikatan rangkap tiga disebut siklopropino (segitiga pada gambar). Jika Anda memiliki gugus metil yang terikat pada puncak atas, maka itu akan menjadi: 2-methylcyclopropino.
Karbon RC≡CR sudah memiliki empat ikatan, jadi ia kekurangan hidrogen (seperti halnya semua sikloalkin pada gambar). Ini tidak terjadi hanya jika ikatan rangkap tiga berada pada posisi terminal, yaitu di ujung rantai (RC≡CH).
Aplikasi
Cycloalkines bukanlah senyawa yang sangat umum, jadi begitu pula aplikasinya. Mereka dapat berfungsi sebagai pengikat (kelompok yang berkoordinasi) untuk logam transisi, sehingga menciptakan senyawa organologam yang tak terbatas yang dapat digunakan untuk penggunaan yang sangat ketat dan spesifik.
Mereka umumnya pelarut dalam bentuk yang paling jenuh dan stabil. Jika terdiri dari heterosiklik, selain memiliki unit siklik C≡CC = CC≡C internal, mereka menemukan kegunaan yang menarik dan menjanjikan sebagai obat antikanker; seperti kasus Dinemycin A. Senyawa lain dengan analogi struktural telah disintesis darinya.
Contoh
Gambar menunjukkan tujuh cycloalkines sederhana, di mana hampir tidak ada satu ikatan rangkap tiga. Dari kiri ke kanan, dengan nama masing-masing ada: cyclopropino, segitiga; cyclobutino, kotak; siklopentin, segi lima; sikloheksin, segi enam; sikloheptin, segi tujuh; cyclooctino, segi delapan; dan cyclodecino, dekagon.
Berdasarkan struktur ini dan substitusi atom hidrogen dari karbon jenuh, senyawa lain yang diturunkan darinya dapat diperoleh. Mereka juga dapat mengalami kondisi oksidatif untuk menghasilkan ikatan rangkap di sisi lain dari siklus.
Satuan geometris ini dapat menjadi bagian dari struktur yang lebih besar, meningkatkan peluang fungsionalisasi seluruh himpunan. Tidak banyak contoh cycloalkynes yang tersedia, setidaknya tidak tanpa mempelajari lebih dalam tentang sintesis organik dan farmakologi.
Referensi
- Francis A. Carey. Kimia organik. (Edisi keenam, Hlm. 372, 375). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2018). Cycloalkyne. Diambil dari: en.wikipedia.org
- William Reusch. (5 Mei 2013). Penamaan Senyawa Organik. Diambil dari: 2.chemistry.msu.edu
- Kimia anorganik. Cycloalkines. Diambil dari: fullquimica.com
- Patrizia Diana & Girolamo Cirrincione. (2015). Biosintesis heterosiklik dari Isolasi ke Gugus Gen. Wiley, halaman 181.
- Kimia Organik dan Produk Alami yang Menarik. (2015, 17 April). Cycloalkynes. Diambil dari: quintus.mickel.ch