Benzyl waterstof - carbocaties, benzylradicalen

Hij benchilo of benzyl Het is een veel voorkomende vervangende groep in organische chemie waarvan de formule c is₆H₅Ch₂- of bn-. Structureel bestaat het gewoon uit de vereniging van een methyleengroep, Cho₂, Met een fenylgroep, c₆H₅; Dat wil zeggen een sp³ Rechtstreeks gekoppeld aan een benzeenring.

Daarom kan de Benchilo -groep worden gezien als een aromatische ring bevestigd aan een kleine ketting. In sommige teksten heeft het gebruik van de BN -afkorting de voorkeur in plaats van C₆H₅Ch₂-, Herkennen het gemakkelijk in elke verbinding; vooral wanneer het is gekoppeld aan een zuurstof- of stikstofatoom, O-BN of NBN₂, respectievelijk.

Alcoholische groep. Bron: Ingraralhaosului [Public Domain]

Deze groep is ook impliciet in een reeks van algemeen bekende verbindingen. Bijvoorbeeld voor benzoëzuur, c₆H₅COOH, kan worden beschouwd als een benchilo wiens auto koolstof³ heeft een uitputtende oxidatie geleden; of benzaldehyde, c₆H₅Cho, van gedeeltelijke oxidatie; en benzylalcohol, c₆H₅Ch₂Oh, nog minder geoxideerd.

Een ander ietwat voor de hand liggend voorbeeld van deze groep is in Tolueno, C₆H₅Ch₃, die een bepaald aantal reacties kunnen ondergaan na de ongebruikelijke stabiliteit als gevolg van radicalen of benzylische carbocaties. De Bencilo -groep dient echter om de OH- of NH -groepen te beschermen₂ van reacties die het product ongetwijfeld niet -wijzigen om te synthetiseren.

[TOC]

Voorbeelden van verbindingen met Grupo Benchilo

Bencolo -groepsverbindingen. Bron: Jü [Public Domain]

In de eerste afbeelding werd de algemene weergave van een verbinding met een alcoholgroep getoond: C₆H₅Ch₂-R, waarbij r elk ander moleculair fragment of atoom kan zijn. Aldus kan variërende r een groot aantal voorbeelden verkrijgen; Sommige eenvoudig, anderen alleen voor een specifieke regio van een structuur of grotere set.

Benzylische alcohol is bijvoorbeeld afgeleid van het vervangen van R door OH: C₆H₅Ch₂-Oh. Als het in plaats van OH de NH -groep is₂, Dan ontstaat de bencelamine -verbinding: c₆H₅Ch₂-NH₂.

Kan u dienen: natriumborohydride (NABH4): structuur, eigenschappen, gebruik

Als het atoom dat R vervangt, BR is, is de verbinding met de verbinding de benchl bromide: C₆H₅Ch₂-Br; R door CO₂CL is een ester, benchil chlorocarbonaat (of voorhabenzoxylchloride) oorsprong; en och₃ ontstaat de Benzil -methylether, c₆H₅Ch₂-Och₃.

Zelfs (hoewel helemaal niet correct) kan r worden aangenomen door een eenzaam elektron: de benzylradicaal, c₆H₅Ch₂·, Product van de afgifte van de radicale r ·. Een ander voorbeeld, hoewel het niet in de afbeelding is opgenomen, is de fenylacetonitril of benchilo cyanide, c₆H₅Ch₂-CN.

Er zijn verbindingen waar de Benchilo -groep nauwelijks een specifiek gebied vertegenwoordigt. Wanneer dat zo wordt de BN -afkorting meestal gebruikt om de structuur en de illustraties ervan te vereenvoudigen.

Benzyl -hydrogenen

De bovenstaande verbindingen hebben niet alleen de aromatische of fenylring gemeen, maar ook benzylhydrogenen; Dit zijn degenen die bij de spo -koolstof behoren³.

Dergelijke hydrogenen kunnen worden weergegeven als: bn-ch₃, BN-CH₂R of BN-CHR₂. De BN-CR-verbinding₃ Het mist benzylwaterstof, en daarom is de reactiviteit ervan minder dan die van de anderen.

Deze hydrogenen verschillen van die die meestal zijn gekoppeld aan een SP A -koolstof³.

Overweeg bijvoorbeeld methaan, cho₄, die ook als cho kan worden geschreven₃-H. Om de Cho -link te verbreken₃-H In een heterolytische breuk (radicale vorming) moet een bepaalde hoeveelheid energie (104 kJ/mol) worden geleverd.

Energie voor dezelfde bindende breuk C₆H₅Ch₂-H is lager vergeleken met die van methaan (85 kJ/mol). Minder energie zijn, impliceert dat de radicale C₆H₅Ch₂· Het is stabieler dan Cho₃·. Hetzelfde gebeurt in meer of mindere mate met andere benzylhydrogenen.

Bijgevolg zijn benzylhydrogenen reactiever bij het genereren van radicalen of carbocaties stabieler dan die veroorzaakt door andere hydrogenen. Omdat? De vraag wordt in de volgende sectie beantwoord.

Kan u van dienst zijn: benzoëzuur (c6h5cooh)

Benzyic carbocaties en radicalen

De radicale C werd al overwogen₆H₅Ch₂·, Ontbrekende benzylcarbocatie: c₆H₅Ch₂⁺. In de eerste is er een verdwenen en eenzaam elektron, en in de tweede plaats een elektronisch tekort. De twee soorten zijn zeer reactief en vertegenwoordigen tijdelijke verbindingen waaruit de eindproducten van de reactie voortkomen.

Carbon sp³, Na het verliezen van een of twee elektronen om respectievelijk de radicale of carbocatie te vormen, kunt u de SP -hybridisatie overnemen² (trigonaal vlak), zodat er de minst mogelijke afstoting is tussen de elektronische groepen. Maar als het SP wordt², Net als de koolstofatomen van de aromatische ring, kan er een vervoeging plaatsvinden? Het antwoord is ja.

Resonantie in de Bencilo -groep

Deze vervoeging of resonantie is de belangrijkste factor bij het verklaren van de stabiliteit van deze benzylsoorten of alcohol. In de volgende afbeelding wordt een dergelijk fenomeen geïllustreerd:

Vervoeging of resonantie in de Benchilo -groep. De andere hydrogenen werden weggelaten om de afbeelding te vereenvoudigen. Bron: Gabriel Bolívar.

Merk op dat waar een van de benzylhydrogenen een orbitaal was P Met een verdwenen elektron (radicaal, 1e^-) of leegte (carbocatie, +). Zoals te zien is, dit orbitaal P Het is parallel aan het aromatische systeem (de grijze en blauwe cirkels), waarbij de dubbele pijl het begin van de vervoeging aangeeft.

Aldus kunnen zowel het verdwenen elektron als de positieve belasting worden overgedragen of verspreid door de aromatische ring, omdat de parallellie van zijn orbitalen het geometrisch is. Deze bevinden zich echter niet in een orbitaal P van de aromatische ring; Alleen in degenen die tot koolstofatomen in orthoposities en voor de CH behoren₂.

Kan u van dienst zijn: Kwantitatieve analyse in chemie: metingen, voorbereiding

Dat is de reden waarom heldere blauwe cirkels opvallen boven de grijstinten: daarin is de negatieve of positieve dichtheid van de radicale of carbocatie respectievelijk geconcentreerd.

Andere radicalen

Het is vermeldenswaard dat deze vervoeging of resonantie niet kan plaatsvinden in SP -koolstofatomen³ verder weg van de aromatische ring.

Bijvoorbeeld radicale c₆H₅Ch₂Ch₂· Het is veel onstabieler omdat het verdwenen elektron niet met de ring kan worden geconjugeerd wanneer de groep wordt ingediend₂ Tussendoor en met SP -hybridisatie³. Hetzelfde geldt voor C₆H₅Ch₂Ch₂⁺.

Reacties

Samenvattend: benzylhydrogenen zijn geneigd te reageren, ofwel een radicale of carbocatie genereren, die op zijn beurt eindigt en het eindproduct van de reactie veroorzaakt. Daarom reageren ze via een SN -mechanisme₁.

Een voorbeeld bestaat uit tolueenbromering onder ultraviolette straling:

C₆H₅Ch₃ + 1/2BR₂ => C₆H₅Ch₂BR

C₆H₅Ch₂BR + 1/2BR₂ => C₆H₅Chbr₂

C₆H₅Chbr₂ + 1/2BR₂ => C₆H₅CBR₃

In feite zijn er in deze reactie br · radicalen.

Aan de andere kant reageert de Benchilo -groep zelf om de OH- of NH -groepen te beschermen₂ In een eenvoudige vervangingsreactie. Aldus kan een ROH -alcohol 'benzilad' zijn met behulp van Benchilo Bromide en andere reagentia (KOH of NAH):

ROH + BNBR => ROBN + HBR

Robn is een benzylether, waartoe zijn eerste OH -groep kan worden geretourneerd als hij wordt onderworpen aan een reductief medium. Deze ether moet ongewijzigd blijven terwijl andere reacties in de compound worden uitgevoerd.

Referenties

1. Morrison, r.T. En Boyd, r. N. (1987). Organische chemie. (5e editie). Addison-Wesley IberoAmericana.
2. Carey, f. NAAR. (2008). Organische chemie. (6e editie). McGraw-Hill, Intermerica, Editores S.NAAR.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Friteuse. (2011). Organische chemie. Amines. (10e editie.)). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2019). Benzylgroep. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
5. Dr. Donald L. Robertson. (5 december 2010). Fenyl of benzyl? Hersteld van: thuis.Miracosta.Edu
6. Gamini Gunawardena. (12 oktober 2015). Benzylische carbocatie. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg