Алкильная группа
В органической химии алкильная группа – это алкан, в котором отсутствует один водород . [1] Термин «алкил» намеренно неспецифичен и включает множество возможных замен. Ациклический алкил имеет общую формулу -C п ЧАС 2 п +1 . Циклоалкильная группа образуется из циклоалкана путем удаления атома водорода из кольца и имеет общую формулу -C п ЧАС 2 п -1 . [2] Обычно алкил является частью более крупной молекулы. В структурных формулах символ R используется для обозначения общей (неуточненной) алкильной группы. Наименьшая алкильная группа — метил , имеющая формулу −СН 3 . [3]
Связанные понятия
[ редактировать ]Алкилирование — это добавление алкильных групп к молекулам, часто с помощью алкилирующих агентов, таких как алкилгалогениды .
Алкилирующие противоопухолевые агенты представляют собой класс соединений, которые используются для лечения рака. В таком случае термин алкил используется свободно. Например, азотистые иприты являются хорошо известными алкилирующими агентами, но они не являются простыми углеводородами.
В химии алкил — это группа, заместитель, присоединенный к другим фрагментам молекулы. Например, алкиллитиевые реагенты имеют эмпирическую формулу Li(алкил), где алкил = метил, этил и т. д. Диалкиловый эфир — это простой эфир с двумя алкильными группами, например диэтиловый эфир. О(СН 2 СН 3 ) 2 .
В медицинской химии
[ редактировать ]В медицинской химии введение алкильных цепей в некоторые химические соединения повышает их липофильность . Эта стратегия использовалась для повышения противомикробной активности флаванонов и халконов . [4]
Алкильные катионы, анионы и радикалы
[ редактировать ]Обычно алкильные группы присоединяются к другим атомам или группам атомов. Свободные алкилы встречаются в виде нейтральных радикалов, анионов или катионов. Катионы называются карбокатионами . Анионы называются карбанионами . Нейтральные алкильные свободные радикалы не имеют специального названия. Такие виды обычно встречаются лишь как временные промежуточные виды. Однако стойкие алкильные радикалы с периодом полураспада «от секунд до лет». получены [5] Обычно алкил-катионы генерируются с использованием суперкислот , а алкил-анионы наблюдаются в присутствии сильных оснований. Алкильные радикалы могут образовываться фотохимической реакцией или гомолитическим расщеплением . [6] Алкилы обычно наблюдаются в масс-спектрометрии органических соединений . Простые алкилы (особенно метил ) наблюдаются в межзвездном пространстве и .
Номенклатура
[ редактировать ]Алкильные группы образуют гомологический ряд . Простейший ряд имеет общую формулу -C п ЧАС 2 п +1 . Алкилы включают метил , ( −CH 3 ), этил ( -C 2 H 5 ), пропил ( -C 3 H 7 ), бутил ( −C 4 H 9 ), пентил ( −C 5 H 11 ) и так далее. Алкильные группы, содержащие одно кольцо, имеют формулу -C n H 2 n -1 , например циклопропил и циклогексил. Формула алкильных радикалов такая же, как и у алкильных групп, за исключением свободной валентности». − " заменяется точкой "•" и добавлением слова "радикал" к названию алкильной группы (например, метиловый радикал •CH 3 ).
Соглашение об именах взято из номенклатуры IUPAC :
| Количество атомов углерода | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Префикс | мет- | эт- | опора- | но- | пент- | шестигранник | гепт- | октябрь- | не- | декабрь- | недека- | додек- | тридек- | тетрадец- |
| Название группы | Метил | Этил | Пропил | Бутил | Пентил | Гексил | Гептил | Октил | Нонил | Децил | Ундецил | Додецил | Тридецил | Тетрадецил |
Префиксы, взятые из номенклатуры ИЮПАК, используются для обозначения разветвленных цепных структур по группам заместителей , например 3-метилпентан :
Структура 3-метилпентана рассматривается как состоящая из двух частей. Во-первых, пять атомов составляют самую длинную прямую цепочку углеродных центров. Исходное пятиуглеродное соединение называется пентаном (выделено синим цветом). Метильный «заместитель» или «группа» выделен красным. По обычным правилам номенклатуры алкильные группы включаются в название молекулы перед корнем, как в метилпентане . Однако это название неоднозначно, поскольку метильная ветвь может находиться у разных атомов углерода. Таким образом, во избежание двусмысленности название — 3-метилпентан: 3- связано с тем, что метил присоединен к третьему из пяти атомов углерода.
Если к цепи присоединено более одной алкильной группы, то к алкильным группам используются префиксы для обозначения кратных групп (т. е. ди, три, тетра и т. д.).
Это соединение известно как 2,3,3-триметилпентан . Здесь три идентичные алкильные группы присоединены к атомам углерода 2, 3 и 3. Цифры включены в название, чтобы избежать двусмысленности относительно положения групп, а «три» указывает на то, что существуют три идентичные метильные группы. Если бы одна из метильных групп, присоединенных к третьему атому углерода, была этильной группой, то название было бы 3-этил-2,3-диметилпентан. Если существуют разные алкильные группы, они перечислены в алфавитном порядке.
Кроме того, каждое положение алкильной цепи можно описать по тому, сколько других атомов углерода к нему присоединено. Термины «первичный» , «вторичный» , «третичный» и «четвертичный» относятся к углероду, присоединенному к одному, двум, трем или четырем другим атомам углерода соответственно.
| С н | Тривиальное имя | Символ | Сокращенная формула | Статус ИЮПАК | Предпочтительное название ИЮПАК | Скелетная формула |
|---|---|---|---|---|---|---|
| С 1 | метил | Мне | −CH−CH3 | метил | ||
| С 2 | этил | И | −СН 2 −СН 3 | этил | ||
| С 3 | пропил , н -пропил | Пр, н Пр, н -Пр | -СН 2 -СН 2 -СН 3 | пропил | ||
| изопропил | в Пр, в -Пр, я Пр | -СН(-СН 3 ) 2 | 2-пропил | |||
| С 4 | н -бутил | Это, н -Это, н Этот | -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | бутил |  | |
| изобутил | Миссис Миссис я Этот | -СН 2 -СН(-СН 3 ) 2 | 2-метилпропил |  | ||
| втор -бутил | s Это, s -Это с Этот | -СН(-СН 3 )-СН 2 -СН 3 | 2-бутил |  | ||
| трет -бутил | т Это, т -Это, т Этот | -С(-СН 3 ) 3 | трет -бутил |  | ||
| С 5 | н -пентил, амил | Вкл, Ам, н Вкл, н -Вкл, н На, н Являюсь | -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | пентил | ||
| пентил трет- | т Пе, т -Пе, т На | -С(-СН 3 ) 2 -СН 2 -СН 3 | Больше не рекомендуется | 2-метилбутан-2-ил (он же 1,1-диметилпропил) | ||
| неопентил | -СН 2 -С(-СН 3 ) 3 | Больше не рекомендуется | 2,2-диметилпропил | |||
| изопентил, изоамил | -СН 2 -СН 2 -СН(-СН 3 ) 2 | Больше не рекомендуется | 3-метилбутил | |||
| сек -пентил | с Пе, с -Пе, с На | ( -СН3 ) -СН2 -СН3 -СН -СН2 | пентан-2-ил (или (1-метилбутил)) | |||
| 3-пентил | ( -СН2 -СН3 -СН ) 2 | пентан-3-ил (также известный как (1-этилпропил)) | ||||
| втор -изопентил, втор -изоамил, сиамил | Является | -СН(-СН 3 )-СН(-СН 3 ) 2 | 3-метилбутан-2-ил (или (1,2-диметилпропил)) | |||
| активный пентил | -СН 2 -СН(-СН 3 )-СН 2 -СН 3 | 2-метилбутил |
Этимология
[ редактировать ]Первым названным алкильным радикалом был этил, названный так Либихом в 1833 году от немецкого слова «Äther» (которое, в свою очередь, произошло от греческого слова « aither », означающего «воздух», для вещества, теперь известного как диэтиловый эфир ) и греческое слово ύλη ( гиле ), означающее «материя». [7] За этим последовал метил ( Дюма и Пелиго в 1834 году, что означает «дух дерева»). [8] ) и амил ( Огюст Каур в 1840 г. [9] ). Слово алкил было введено Йоханнесом Вислиценом примерно в 1882 году или ранее на основе немецкого слова «Alkoholradikale» и распространенного в то время суффикса -yl. [10] [11]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) « Алкильные группы ». дои : 10.1351/goldbook.A00228
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Циклоалкильные группы ». два : 10.1351/goldbook.C01498
- ^ Виртуальный учебник органической химии по названию органических соединений . Архивировано 21 мая 2016 г. в Португальском веб-архиве.
- ^ Маллавадхани У.В., Саху Л., Кумар К.П., Мурти США (2013). «Синтез и антимикробный скрининг некоторых новых халконов и флаванонов, замещенных высшими алкильными цепями». Медицинские химические исследования . 23 (6): 2900–2908. дои : 10.1007/s00044-013-0876-x . S2CID 5159000 .
- ^ Гриллер, Дэвид; Ингольд, Кейт У. (1 января 1976 г.). «Постоянные углеродцентрированные радикалы» . Отчеты о химических исследованиях . 9 (1): 13–19. дои : 10.1021/ar50097a003 . ISSN 0001-4842 .
- ^ Креспи, Стефано; Фаньони, Маурицио (9 сентября 2020 г.). «Поколение алкильных радикалов: от тирании олова к фотонной демократии» . Химические обзоры . 120 (17): 9790–9833. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c00278 . ISSN 0009-2665 . ПМК 8009483 . ПМИД 32786419 .
- ^ Рок, Алан (2012). Из молекулярного мира: научная фантастика девятнадцатого века . Спрингер. п. 62. ИСБН 978-3-642-27415-2 .
Этильные радикалы (названы Либихом в 1833 году от греческого и немецкого слова «эфир» плюс греческое «хиле»).
- ^ Рок, Алан (2012). Из молекулярного мира: научная фантастика девятнадцатого века . Спрингер. п. 62. ИСБН 978-3-642-27415-2 .
Метильный радикал... названный Дюма и Пелиго от греческих корней в 1834 году: метил = метил + гил («дух» + «дерево»).
- ^ Рок, Алан (2012). Из молекулярного мира: научная фантастика девятнадцатого века . Спрингер. п. 62. ИСБН 978-3-642-27415-2 .
Амильные радикалы («амилен» были придуманы Огюстом Кауром в 1840 году для обозначения вещества, получаемого из картофельного крахмала после ферментации и дистилляции.
- ^ Рок, Алан (2012). Из молекулярного мира: научная фантастика девятнадцатого века . Спрингер. п. 62. ИСБН 978-3-642-27415-2 .
«Алкил» был без помпы придуман Йоханнесом Вислиценусом, профессором Вюрцбурга; раннее использование (возможно, не первое) содержится в его статье 1882 года [22, 244]. Слово произошло от первых трех букв слова «Alkoholradicale» в сочетании с суффиксом -ил; это был (и есть) общий термин для любого из тех радикалов, которые носят «первые имена» метил, этил, пропил, бутил, амил и т. д.
- ^ Висклицен, Иоганнес (1882). «Об оценке энергии адгезии галогенов и натрия к органическим остаткам». Энн. Хим . 212 : 239-250. дои : 10.1002/jlac.18822120107 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
