- Exempel på föreningar med bensylgrupp
- Bensylväten
- Karbocationer och bensylradikaler
- Resonans i bensylgruppen
- Andra radikaler
- reaktioner
- referenser
Den bensyl eller bensyl är en substituent-grupp gemensamt organisk kemikalie vars formel är C 6 H 5 CH 2 - eller Bn. Strukturellt består det helt enkelt av unionen av en metylengrupp, CH 2 , med en fenylgrupp, C 6 H 5 ; det vill säga ett sp 3- kol kopplat direkt till en bensenring.
Därför kan bensylgruppen ses som en aromatisk ring fäst vid en liten kedja. I vissa texter, är användningen av förkortningen Bn föredragna stället för C 6 H 5 CH 2 -, varvid lätt igen i någon förening; speciellt när den är bunden till en syre- eller kväveatom, O-Bn eller NBN 2 , respektive.
Benzylgrupp. Källa: IngerAlHaosului
Denna grupp finns också implicit i ett antal allmänt kända föreningar. Till exempel, bensoesyra, C 6 H 5 COOH, kan betraktas som ett bensyl vars sp 3 kol har genomgått fullständig oxidation; eller bensaldehyd, C 6 H 5 CHO, från partiell oxidation; och bensylalkohol, C 6 H 5 CH 2 OH, ännu mindre oxiderad.
En annan något tydligt exempel på denna grupp kan hittas i toluen, C 6 H 5 CH 3 , som kan undergå ett visst antal reaktioner som ett resultat av den ovanliga stabiliteten resulterar från bensylradikaler eller karbokatjoner. Bensylgruppen tjänar emellertid till att skydda OH- eller NH2- grupperna från reaktioner som oönskat modifierar produkten som ska syntetiseras.
Exempel på föreningar med bensylgrupp
Bensylgruppsföreningar. Källa: Jü
I den första bilden den allmänna representationen av en förening med en bensylgrupp visades: C 6 H 5 CH 2 -R, där R kan vara någon annan molekylfragment eller atom. Genom att variera R kan sålunda ett stort antal exempel erhållas; några enkla, andra bara för en specifik region i en större struktur eller enhet.
Bensylalkohol, till exempel, är härledd från substituera OH för R: C 6 H 5 CH 2 -OH. Om den i stället för OH är NH 2 -grupp , varefter bensylamin föreningen uppstår: C 6 H 5 CH 2 -NH 2 .
Om Br är den atom som ersätter R, är den resulterande föreningen bensylbromid: C 6 H 5 CH 2 -Br; R för CO 2 Cl ger upphov till en ester, bensylklorkarbonat (eller carbobenzoxyl klorid); och OCH 3 ger upphov till bensyl metyleter, C 6 H 5 CH 2 -OCH 3 .
Inclusive (men inte helt korrekt), kan R övertas av en enda elektron: den bensylradikal, C 6 H 5 CH 2 ·, produkt från befrielsen av radikalen R ·. Ett annat exempel, även om inte ingår i bilden, är fenylacetonitril eller bensylcyanid, C 6 H 5 CH 2 -CN.
Det finns föreningar där bensylgruppen knappast representerar en specifik region. När detta är fallet används ofta förkortningen Bn för att förenkla strukturen och dess illustrationer.
Bensylväten
Ovanstående föreningar har gemensamt inte bara den aromatiska ringen eller fenylringen, utan också bensylväten; det är de som hör till sp 3- kolet .
Sådana väten kan representeras som: Bn-CH 3 , Bn-CH 2 R eller Bn-CHR 2 . Den Bn-CR 3 förening saknar bensyl väte, och därför är dess reaktivitet är mindre än den hos de andra.
Dessa vätgas skiljer sig från de som vanligtvis är fästa vid ett sp 3- kol .
Till exempel anser metan, CH 4 , som också kan skrivas som CH 3 -H. För att den CH 3 -H bindning som skall brytas i en heterolytisk klyvning (radikalbildning), en viss mängd energi måste tillföras (104kJ / mol).
Emellertid energin för samma brytning av C 6 H 5 CH 2 -H bindning är lägre jämfört med den för metan (85 kJ / mol). Som denna energi är lägre, innebär det att radikalen C 6 H 5 CH 2 · är mer stabil än CH 3 ·. Samma sak händer i mer eller mindre grad med andra bensylväten.
Följaktligen är bensyliska vätgaser mer reaktiva när det gäller att generera mer stabila radikaler eller kolhydrater än de som orsakas av andra väten. Varför? Frågan besvaras i nästa avsnitt.
Karbocationer och bensylradikaler
Radikalen C 6 H 5 CH 2 · redan beaktas, saknas bensyl karbokatjon: C 6 H 5 CH 2 + . I den första finns det en oparad och ensam elektron, och i den andra en elektronisk brist. De två arterna är mycket reaktiva och representerar övergående föreningar från vilka slutprodukterna av reaktionen härstammar.
Efter att ha förlorat en eller två elektroner för att bilda radikalen respektive kolkarbonatet kan sp 3- kolet anta sp 2- hybridisering (trigonalt plan) på ett sådant sätt att det finns minst möjliga avstötning mellan dess elektroniska grupper. Men om det råkar vara sp 2 , precis som de aromatiska ringkolorna, kan en konjugation inträffa? Svaret är ja.
Resonans i bensylgruppen
Denna konjugering eller resonans är nyckelfaktorn för att förklara stabiliteten hos dessa bensyl- eller bensyl-härledda arter. Följande bild illustrerar ett sådant fenomen:
Konjugering eller resonans i bensylgruppen. De andra vätgaserna utelämnades för att förenkla bilden. Källa: Gabriel Bolívar.
Observera att där en av de bensyliska vätgaserna fanns, fanns det en p orbital med en oparad elektron (radikal, 1e - ) eller tom (carbocation, +). Såsom framgår är denna p orbital parallell med det aromatiska systemet (de gråa och ljusblå cirklarna), med den dubbla pilen som indikerar början av konjugering.
Således kan både den oparade elektronen och den positiva laddningen överföras eller spridas genom den aromatiska ringen, eftersom parallelliteten i deras orbitaler gynnar det geometriskt. Dessa är emellertid inte belägna i någon orbital i den aromatiska ringen; endast i de som hör till de kolatomer i orto och parapositionerna med avseende på CH 2 .
Det är därför de ljusblå cirklarna sticker ut ovanför de gråa: i dem är den negativa eller positiva densiteten för radikalen respektive kolkoncentrationen koncentrerad.
Andra radikaler
Det bör nämnas att denna konjugering eller resonans inte kan inträffa vid sp 3 kol som är mer avlägsen från den aromatiska ringen.
Exempelvis radikalen C 6 H 5 CH 2 CH 2 · är mycket mer instabil eftersom den oparade elektronen inte kan konjugat med ringen på grund av mellankommande CH 2 -grupp och sp 3 hybridisering . Samma sak gäller för C 6 H 5 CH 2 CH 2 + .
reaktioner
Sammanfattningsvis: benzyliska vätgaser är benägna att reagera, antingen genererar en radikal eller en kolhydratering, vilket i sin tur slutar orsaka reaktionens slutprodukt. Därför reagerar de genom en SN 1- mekanism .
Ett exempel är bromering av toluen under ultraviolett strålning:
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
I denna reaktion produceras faktiskt Br-radikaler.
Å andra sidan reagerar bensylgruppen själv för att skydda OH- eller NH2- grupperna i en enkel substitutionsreaktion. Således kan en ROH-alkohol "bensyleras" med användning av bensylbromid och andra reagens (KOH eller NaH):
ROH + BnBr => ROBn + HBr
ROBn är en bensyleter, till vilken den ursprungliga OH-gruppen kan returneras om den utsätts för ett reduktionsmedium. Denna eter borde förbli oförändrad medan andra reaktioner utförs på föreningen.
referenser
- Morrison, RT och Boyd, RN (1987). Organisk kemi. (5: e upplagan). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Carey, FA (2008). Organisk kemi. (6: e upplagan). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10: e upplagan.) Wiley Plus.
- Wikipedia. (2019). Benzylgrupp. Återställd från: en.wikipedia.org
- Dr. Donald L. Robertson. (5 december 2010). Fenyl eller bensyl? Återställs från: home.miracosta.edu
- Gamini Gunawardena. (2015, 12 oktober). Benzylic Carbocation. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org