Jump to content

Спиро соединение

(Перенаправлено со Спироцикла )
Структура C 17 H 20 , которая содержит семь спироатомов и восемь циклопропановых колец. [ 1 ]

В органической химии спиросоединения это соединения , которые имеют по крайней мере два молекулярных кольца, имеющих один общий атом. Простые спиросоединения являются бициклическими (имеют всего два кольца). [ 2 ] : СП-0 [ 3 ] : 653, 839  Наличие только одного общего атома, соединяющего два кольца, отличает спиросоединения от других бициклических соединений. [ 4 ] [ 3 ] : 653 и далее : 839ff Спиросоединения могут быть полностью карбоциклическими (полностью углеродными) или гетероциклическими (имеющими один или несколько неуглеродных атомов). Одним из распространенных типов спиросоединений, встречающихся в образовательных учреждениях, является гетероциклическое соединение — ацеталь, образующийся в результате реакции диола с циклическим кетоном .

Общий атом, соединяющий два (а иногда и три) кольца, называется спироатомом . [ 2 ] : СП-0 В карбоциклических спиросоединениях, таких как спиро[5.5]ундекан, спироатом представляет собой четвертичный атом углерода , и, как следует из окончания -ан название спиран , это те типы молекул, к которым впервые было применено (хотя сейчас оно используется в общих чертах). все спиросоединения). [ 5 ] : 1138ff Два кольца, имеющие общий спироатом, чаще всего различны, хотя могут быть идентичными [например, спиро[5.5]ундекан и спиропентадиен , справа]. [ 3 ] : 319f.846f

Карбоциклические спиросоединения

[ редактировать ]

Бициклические кольцевые структуры в органической химии , которые имеют два полностью карбоциклических (полностью углеродных) кольца, соединенных через атом углерода, обычно находятся в центре внимания темы спироциклов. Простые родительские спироциклы включают спиропентан, спирогексан и т. д. вплоть до спируундекана. Некоторые из них существуют в виде изомеров. Младшие члены класса напряжены. Симметричный изомер спирудекана - нет.

Некоторые спироциклические соединения встречаются в виде природных продуктов . [ 6 ]

Подготовка

[ редактировать ]
Путь синтеза эфира Фехта, иллюстрирующий путь диалкилирования до спирогептана .
Путь синтеза спируундекана. [ 8 ]

Спироциклическое ядро ​​обычно получают диалкилированием активированного углеродного центра. Диалкилирующая группа часто представляет собой 1,3-, 1,4- и т.д. дигалогенид. [ 9 ] В некоторых случаях диалкилирующая группа представляет собой дилитиореагент, такой как 1,5-дилитиопентан. [ 10 ] Для получения спироциклов, содержащих циклопропановое кольцо, было продемонстрировано циклопропанирование циклическими карбеноидами. [ 11 ]

Спиросоединения часто получают различными реакциями перегруппировки. Например, перегруппировка пинакол-пинаколон показана ниже. [ 3 ] : 985  используется при получении аспиро[4.5]декана. [ 12 ] ].

Синтез спирокетосоединения с образованием симметричного диола.
The synthesis of a spiro-keto compound form a symmetrical diol

Гетероциклические спиросоединения

[ редактировать ]
Приготовление спирокетала. [ 13 ]

Спиросоединения считаются гетероциклическими, если спироатом или любой атом в любом кольце не является атомом углерода. Случаи со спирогетероатомами, такими как бор, кремний и азот (а также другие группы IVA [14]), часто просты в приготовлении. Многие сложные эфиры борной кислоты, полученные из гликолей, иллюстрируют этот случай. [ 14 ] четырехвалентный нейтральный кремний и четвертичный атом азота ( катион аммония Аналогично, спироцентром могут быть ). Описано множество таких соединений. [ 5 ] : 1139f

Особенно распространенными спиросоединениями являются кетали (ацетали), образующиеся при конденсации циклических кетонов и диолов и дитиолов . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Простой случай — ацеталь 1,4-диоксаспиро[4.5]декана из циклогексанона и гликоля . Случаи таких кеталей и дитиокеталей распространены.

Хиральность

[ редактировать ]
Два энантиомера спиродикетона.

Спираны могут быть хиральными , [ 18 ] различными способами. [ 5 ] : 1138ff Во-первых, несмотря на то, что они кажутся скрученными, они все же могут иметь хиральный центр, что делает их аналогичными любому простому хиральному соединению , а во-вторых, хотя они снова кажутся скрученными, специфическое расположение заместителей, как и в случае с алкилиденциклоалканами, может сделать спиросоединение центральным. хиральность (а не осевая хиральность, возникающая в результате скручивания); в-третьих, заместители колец спиросоединения могут быть такими, что единственная причина, по которой они являются хиральными, возникает исключительно из-за скручивания их колец, например, в простейшем бициклическом случае, когда два структурно идентичных кольца присоединяются через свой спироатом, что приводит к искривленному расположению двух колец. [ 5 ] : 1138 и далее, 1119 и далее [ 3 ] : 319f.846f Следовательно, в третьем случае описанное выше отсутствие планарности приводит к так называемой аксиальной киральности в идентичных в остальном изомерных парах спиросоединений, поскольку они различаются только правосторонним « поворотом» структурно идентичных колец ( как это видно в алленах , стерически затрудненных биарилах и алкилиденциклоалканах). [ 5 ] : 1119f Определение абсолютной конфигурации спиросоединений было сложной задачей, но количество каждого типа было определено однозначно. [ 5 ] : 1139ff

Некоторые спиросоединения проявляют аксиальную хиральность . Спироатомы могут быть источником хиральности, даже если у них отсутствуют необходимые четыре различных заместителя, обычно наблюдаемые при хиральности. Когда два кольца идентичны, приоритет определяется небольшой модификацией системы CIP, присваивающей более высокий приоритет одному расширению кольца и более низкий приоритет расширению в другом кольце. Если кольца различаются, применяются обычные правила. [ нужны разъяснения ]

Номенклатура и этимология

[ редактировать ]

Номенклатура спиросоединений была впервые обсуждена Адольфом фон Байером в 1900 году. [ 19 ] ИЮПАК дает рекомендации по названию спиросоединений. [ 20 ]

Приставка спиро обозначает два кольца со спиропереходом. Основной метод систематической номенклатуры состоит в том, чтобы в квадратных скобках указать количество атомов в меньшем кольце, а затем количество атомов в большем кольце, разделенных точкой, в каждом случае исключая спироатом (атом, из которого состоят два кольца). связаны) сам. Нумерация позиций начинается с атома меньшего кольца, соседнего со спироатомом вокруг атомов этого кольца, затем с самого спироатома, а затем вокруг атомов большего кольца. [ 21 ] Например, соединение A на изображении называется 1-бром-3-хлорспиро[4.5]декан-7-ол , а соединение B 1-бром-3-хлорспиро[3.6]декан-7-ол .

Спиро -соединение , или spirane , от латинского spīra , что означает скручивание или спираль. [ 22 ] [ 5 ] : 1138  [ 23 ] представляет собой химическое соединение , обычно органическое соединение , которое представляет собой скрученную структуру из двух или более колец (кольцевая система), в которой 2 или 3 кольца связаны между собой одним общим атомом, [ 2 ] : СП-0

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Клейден, Джонатан; Гривз, Ник; Уоррен, Стюарт (2012). Органическая химия (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. стр. 319f, 432, 604np, 653, 746int, 803кетали, 839, 846f. ISBN  978-0-19-927029-3 . Проверено 2 февраля 2016 г.
  • Элиэль, Эрнест Людвиг; Вилен, Сэмюэл Х.; Мандер, Льюис Н. (1994). «Хиральность в молекулах, лишенных хиральных центров (глава 14)» . Стереохимия органических соединений (1-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Wiley & Sons. стр. 1119–1190, особенно. 1119ff, 1138ff и passim . ISBN  978-0-471-01670-0 . Проверено 2 февраля 2016 г. Дополнительный, но менее стабильный источник того же текста, обеспечивающий доступ к соответствующему материалу, см. в [4] , та же дата доступа.
  • Примеры спиро-натуральных продуктов и их синтеза: Смит, Лаура К. и Баксендейл, Ян Р. (2015). «Полный синтез натуральных продуктов, содержащих спирокарбоциклы» . Орг. Биомол. Хим . 13 (39): 9907–9933. дои : 10.1039/C5OB01524C . ПМИД   26356301 .
  • Сараги, Тобат П.И.; Шпер, Тилль; Зиберт, Ахим; Фурманн-Ликер, Томас; Зальбек, Йозеф (2007). «Спиросоединения для органической оптоэлектроники». Химические обзоры . 107 (4): 1011–1065. дои : 10.1021/cr0501341 . ПМИД   17381160 .
  1. ^ Де Мейере, Армин; фон Зеебах, Мальта; Цёлльнер, Стефан; Кожушков Сергей Иванович; Белов Владимир Н.; Бозе, Роланд; Хауманн, Томас; Бенет-Бухгольц, Хорди; Юфит Дмитрий С.; Ховард, Джудит АК (2001). «Спироциклопропанированные бициклопропилидены: простое получение, физические свойства и химические превращения». Химия - Европейский журнал . 7 (18): 4021–4034. doi : 10.1002/1521-3765(20010917)7:18<4021::AID-CHEM4021>3.0.CO;2-E . ПМИД   11596945 .
  2. ^ Jump up to: а б с Мосс, врач общей практики (1999). «Расширение и пересмотр номенклатуры спиросоединений» . Чистое приложение. хим. 71 (3): 531–558. дои : 10.1351/pac199971030531 . ISSN   1365-3075 . S2CID   20131819 . Отметим, соавторами статьи, Рабочей группой ИЮПАК (1992-1998 гг.), были П.М. Джайлз-младший, Э.У. Годли, К.-Х. Хеллвич, А.К. Икизлер, М.В. Кисакурек, А.Д. Макнот, Г.П. Мосс, Дж. Ньитрай, У.Х. Пауэлл, О. Вайсбах и А. Йерин. Также доступно онлайн по адресу «Расширение и пересмотр номенклатуры спиросоединений» . Лондон, Великобритания: Лондонский университет Королевы Марии . Проверено 3 февраля 2016 г. Также доступно на немецком языке с et al. с указанием той же рабочей группы, по адресу Хеллвич, Карл-Хайнц; и др. (18 октября 2002 г.). «Расширение и пересмотр номенклатуры спиросоединений». Прикладная химия . 114 (20): 4073–4089. Бибкод : 2002AngCh.114.4073H . doi : 10.1002/1521-3757(20021018)114:20<4073::AID-ANGE4073>3.0.CO;2-T . Перевод основан на «Расширении и пересмотре номенклатуры спиросоединений» Комиссии по номенклатуре органической химии (III.1) Отделения органической химии Международного союза теоретической и прикладной химии, опубликованном в журнале Pure Appl. Хим. 1999, 71, 531–558.
  3. ^ Jump up to: а б с д и Клейден, Джонатан; Гривз, Ник; Уоррен, Стюарт (2012). Органическая химия (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. стр. 319f, 432, 604, 653, 746, 803, 839, 846f. ISBN  978-0-19-927029-3 . Проверено 2 февраля 2016 г.
  4. ^ Обо всех четырех категориях см. Ройш, Уильям (1999). «Насыщенные углеводороды, алканы и циклоалканы: Циклоалканы (Таблица: Примеры изомерных C 8 H 14 бициклоалканов ) или Номенклатура: Циклоалканы (та же таблица) и пассим » . Виртуальный текст по органической химии (изд. за январь 2016 г.). Ист-Лансинг, Мичиган, США: Университет штата Мичиган, химический факультет . Проверено 3 февраля 2016 г. Конкретные главы можно найти по адресам [1] и [2] соответственно, с одной и той же датой доступа. Описание соседних атомов для всех категорий, кроме изолированной, см. в Clayden, op. цит.
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г Элиэль, Эрнест Людвиг; Вилен, Сэмюэл Х.; Мандер, Льюис Н. (1994). «Хиральность в молекулах, лишенных хиральных центров (глава 14)» . Стереохимия органических соединений (1-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Wiley & Sons. стр. 1119–1190, особенно. 1119ff, 1138ff и passim . ISBN  978-0-471-01670-0 . Проверено 2 февраля 2016 г. Дополнительный, но менее стабильный источник того же текста, обеспечивающий доступ к соответствующему материалу, см. в [3] , та же дата доступа.
  6. ^ Jump up to: а б Смит, Лаура К. и Баксендейл, Ян Р. (2015). «Полный синтез натуральных продуктов, содержащих спирокарбоциклы» . Орг. Биомол. Хим . 13 (39): 9907–9933. дои : 10.1039/C5OB01524C . ПМИД   26356301 .
  7. ^ «Неуловимый галстук-бабочка приколочен» . Бесплатная библиотека . 13 июля 1991 года . Проверено 2 февраля 2016 г.
  8. ^ Диксон, Джозеф А.; Наро, Пол А. (1960). «Синтез четырех спироуглеводородов». Журнал органической химии . 25 (12): 2094–2097. дои : 10.1021/jo01082a006 .
  9. ^ Накамура, Масахару; Ван, Сяо Цюнь; Исака, Масахико; Ямаго, Сигеру; Накамура, Эйичи (2003). «Синтез и [3+2]-циклоприсоединение 2,2-диалкокси-1-метиленциклопропана: 6,6-диметил-1-метилен-4,8-диоксаспиро[2.5]октана и цис-5-(5,5-) Диметил-1,3-диоксан-2-илиден)гексагидро-1(2Н)-пентален-2-он». Органические синтезы . 80 : 144. дои : 10.15227/orgsyn.080.0144 .
  10. ^ Вендер, Пол А.; Уайт, Алан В.; Макдональд, Фрэнк Э. (1992). «Спироаннелирование через органобис (купраты): 9,9-диметилспиро[4.5]декан-7-один». Органические синтезы . 70 : 204. дои : 10.15227/orgsyn.070.0204 .
  11. ^ Бартоло, Николь Д.; Робсон, Райан Н.; Витт, Коллин Х.; Верпель, Калифорния (2024 г.). «Получение радикальных часов, несущих карбонильные группы: синтез N-метокси-N-метилспиро[циклопропан-1,9'-флуорен]-2-карбоксамида». Органические синтезы . 101 : 61–80. дои : 10.15227/orgsyn.101.0061 .
  12. ^ Пубхим. «1,1'-бициклопентил-1,1'-диол» . nih.gov . Проверено 7 марта 2016 г.
  13. ^ «1,4-Диоксаспиро[4.5]декан» . chemspider.com . Проверено 3 февраля 2016 г.
  14. ^ Вячеслав Степаненко, Кун Хуан, Маргарита Ортис-Марсиалес (2010). «Синтез эфиров спиробората из 1,2-аминоспиртов, этиленгликоля и триизопропилбората: получение (S)-1-(1,3,2-диоксаборолан-2-илокси)-3-метил-1,1-дифенилбутан- 2-Амин» . Органические синтезы . 87:26 . дои : 10.15227/orgsyn.087.0026 . ПМЦ   2915795 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Крейг, Роберт; Смит, Р.К.; Притчетт, BP; Эстипона, Би-би-си; Штольц, Б.М. (2016). «Получение 1,5-диоксаспиро[5.5]ундекана-3-она» . Органические синтезы . 93 : 210–227. дои : 10.15227/orgsyn.093.0210 . ПМЦ   5514842 . ПМИД   28729749 .
  16. ^ «Стереоконтролируемое получение 3-ацилтетрагидрофуранов из кислотно-промотируемых перегруппировок аллильных кеталей: (2S,3S)-3-ацетил-8-карбоэтокси-2,3-диметил-1-окса-8-азаспиро[4.5]декан». Органические синтезы . 71 : 63. 1993. doi : 10.15227/orgsyn.071.0063 .
  17. ^ «Дихлорвинилирование енолята: 8-этинил-8-метил-1,4-диоксаспиро[4.5]дек-6-ен». Органические синтезы . 64 : 73. 1986. doi : 10.15227/orgsyn.064.0073 .
  18. ^ Риос, Рамон (2012). «Энантиоселективные методологии синтеза спиросоединений». Обзоры химического общества . 41 (3): 1060–1074. дои : 10.1039/C1CS15156H . ПМИД   21975423 .
  19. ^ Байер, Адольф (1900). «Систематика и номенклатура бициклических углеводородов» . Отчеты Немецкого химического общества . 33 (3): 3771–3775. дои : 10.1002/cber.190003303187 .
  20. ^ Мосс, врач общей практики (1999). «Расширение и пересмотр номенклатуры спиросоединений» . Чистое приложение. хим. 71 (3): 531–558. дои : 10.1351/pac199971030531 . ISSN   1365-3075 . S2CID   20131819 . Полный список авторов (Рабочая группа) и ссылка на немецкий перевод приведены в соответствующей сноске. Также доступно онлайн по адресу «Расширение и пересмотр номенклатуры спиросоединений» . Лондон, Великобритания: Лондонский университет Королевы Марии.
  21. ^ «Спироуглеводороды. Правило А-41. Соединения: Метод 1» .
  22. ^ Элиэль и др., op. cit., вводит синоним spirane и латинский язык, а также перевод как завиток или завиток; Словарь Льюиса, соч. cit., говоря об основных определениях, использовавшихся в древности, и дает обозначение гласных и определения витка, складки, скручивания или спирали.
  23. ^ Льюис, Чарльтон Т. (1890). "спира [словарная статья]" . Элементарный латинский словарь . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Американская книжная компания . Проверено 3 февраля 2016 г. Цитата: 'spīra ae, f, σπεῖρα, спираль, складка, скручивание, спираль: in spirain se conligit anguis, V., O.: longo iactetur spira galero, т.е. связь, Ю.' Греческая транскрипция σπεῖρα отражает использование этого родственного слова как одного из древнегреческих терминов для обозначения спирали или связанной с ней складки, см. Вудхаус, Южная Каролина (1910). «Сгиб, саб. [словарная запись]» . Англо-греческий словарь: словарь аттического языка . Ладгейт Хилл [Лондон, Англия]: Джордж Рутледж и сыновья . Проверено 3 февраля 2016 г. Цитирую: «Фолд, замены. … Катушка: В. σπεῖρα… см. катушку .'
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 65413caa64177fba2bd9267154eeaf08__1719404640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/65/08/65413caa64177fba2bd9267154eeaf08.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Spiro compound - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)