- Mga halimbawa ng mga compound na may pangkat na benzyl
- Benzyl hydrogens
- Carbocations at benzyl radical
- Pagkalalaglag sa pangkat na benzyl
- Iba pang mga radikal
- Mga reaksyon
- Mga Sanggunian
Ang benzyl o benzyl ay isang substituent na grupo sa karaniwang organikong kemikal na ang pormula ay C 6 H 5 CH 2 - o Bn. Sa istruktura, binubuo lamang ito ng unyon ng isang pangkat na methylene, CH 2 , na may pangkat na phenyl, C 6 H 5 ; iyon ay, isang sp 3 carbon na naka- link nang direkta sa isang singsing na benzene.
Samakatuwid, ang grupo ng benzyl ay makikita bilang isang aromatic ring na naka-attach sa isang maliit na chain. Sa ilang mga teksto, ang paggamit ng pagdadaglat Bn ay ginustong sa halip na C 6 H 5 CH 2 -, madaling makilala sa anumang tambalan; lalo na kapag ito ay naka-attach sa isang oxygen o nitrogen atom, O-Bn o NBn 2 , ayon sa pagkakabanggit.
Benzyl group. Pinagmulan: IngerAlHaosului
Ang pangkat na ito ay natagpuan din nang walang pasubali sa maraming mga kilalang compound. Halimbawa, ang benzoic acid, C 6 H 5 COOH, ay maaaring ituring na benzyl na ang sp 3 carbon ay sumailalim sa labis na oksihenasyon; o benzaldehyde, C 6 H 5 CHO, mula sa bahagyang oksihenasyon; at benzyl alkohol, C 6 H 5 CH 2 OH, kahit na hindi gaanong na-oxidized.
Ang isa pang medyo halata halimbawa ng pangkat na ito ay matatagpuan sa toluene, C 6 H 5 CH 3 , na maaaring sumailalim sa isang tiyak na bilang ng mga reaksyon bilang isang resulta ng hindi pangkaraniwang katatagan na nagreresulta mula sa mga benzyl radical o carbocations. Gayunpaman, ang pangkat ng benzyl ay nagsisilbi upang protektahan ang mga pangkat ng OH o NH 2 mula sa mga reaksyon na hindi kanais-nais na baguhin ang produkto upang ma-synthesize.
Mga halimbawa ng mga compound na may pangkat na benzyl
Mga compound ng grupo ng Benzyl. Pinagmulan: Jü
Sa unang imahe ang pangkalahatang representasyon ng isang tambalan na may isang pangkat na benzyl ay ipinakita: C 6 H 5 CH 2 -R, kung saan ang R ay maaaring maging anumang iba pang fragment o atom. Sa gayon, sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng R isang mataas na bilang ng mga halimbawa ay maaaring makuha; ilang simple, ang iba ay para lamang sa isang tiyak na rehiyon ng isang mas malaking istraktura o pagpupulong.
Ang alkohol na Benzyl, halimbawa, ay nagmula sa pagpapalit ng OH para sa R: C 6 H 5 CH 2 -OH. Kung sa halip na OH ito ang pangkat ng NH 2 , pagkatapos ay lumitaw ang compound ng benzylamine: C 6 H 5 CH 2 -NH 2 .
Kung ang Br ang atom na pumapalit sa R, ang nagreresultang compound ay benzyl bromide: C 6 H 5 CH 2 -Br; Ang R para sa CO 2 Cl ay nagbibigay ng pagtaas sa isang ester, benzyl chlorocarbonate (o carbobenzoxyl chloride); at ang OCH 3 ay tumataas sa benzyl methyl eter, C 6 H 5 CH 2 -OCH 3 .
Hindi kapani-paniwala (bagaman hindi ganap na tama), R ay maaaring ipalagay sa pamamagitan ng isang solong elektron: ang benzyl radical, C 6 H 5 CH 2 ·, produkto ng pagpapalaya ng radikal na R ·. Ang isa pang halimbawa, kahit na hindi kasama sa larawan, ay phenylacetonitrile o benzyl cyanide, C 6 H 5 CH 2 -CN.
May mga compound kung saan ang pangkat ng benzyl ay bahagya na kumakatawan sa isang tiyak na rehiyon. Kapag ito ang kaso, ang pagdadaglat na Bn ay madalas na ginagamit upang gawing simple ang istraktura at mga guhit nito.
Benzyl hydrogens
Ang mga nasa itaas na compound ay nasa karaniwan hindi lamang ang aromatic o phenyl singsing, kundi pati na rin benzylic hydrogens; ito ang mga kabilang sa sp 3 carbon .
Ang nasabing mga hydrogen ay maaaring kinakatawan bilang: Bn-CH 3 , Bn-CH 2 R o Bn-CHR 2 . Ang compound ng Bn-CR 3 ay kulang sa benzyl hydrogen, at samakatuwid ang pagiging aktibo nito ay mas mababa kaysa sa iba.
Ang mga hydrogen ay naiiba sa mga karaniwang nakakabit sa isang sp 3 carbon .
Halimbawa, isaalang-alang ang mitein, CH 4 , na maaari ring isulat bilang CH 3 -H. Upang ang bono ng CH 3 -H ay masira sa isang heterolytic cleavage (radical formation), isang tiyak na dami ng enerhiya ay dapat ipagkaloob (104kJ / mol).
Gayunpaman, ang enerhiya para sa parehong pagsira ng C 6 H 5 CH 2 -H na bono ay mas mababa kumpara sa na ng mitein (85 kJ / mol). Dahil mas mababa ang enerhiya na ito, ipinapahiwatig nito na ang radikal na C 6 H 5 CH 2 · ay mas matatag kaysa sa CH 3 ·. Ang parehong nangyayari sa isang mas malaki o mas mababang antas sa iba pang mga benzylic hydrogens.
Dahil dito, ang mga benzylic hydrogen ay mas reaktibo sa pagbuo ng mas matatag na radikal o karbokasyon kaysa sa mga sanhi ng iba pang mga hydrogens. Bakit? Ang tanong ay sinasagot sa susunod na seksyon.
Carbocations at benzyl radical
Ang radikal na C 6 H 5 CH 2 · ay isinasaalang-alang, nawawala ang benzyl carbocation: C 6 H 5 CH 2 + . Sa una mayroong isang walang bayad at nag-iisang elektron, at sa pangalawang isang kakulangan sa elektroniko. Ang dalawang species ay lubos na reaktibo, at kumakatawan sa mga lumilipas na mga compound kung saan nagmula ang mga produkto ng pagtatapos.
Ang sp 3 carbon , matapos mawala ang isa o dalawang elektron upang mabuo ang radikal o karbokasyon, ayon sa pagkakabanggit, ay maaaring magpatibay ng sp 2 hybridization (trigonal na eroplano), sa isang paraan na may pinakamaliit na posibleng pagtanggi sa pagitan ng mga elektronikong grupo. Ngunit kung ito ay mangyayari sa sp 2 , tulad ng mga aromatic singsing na karbid, maaaring maganap ang isang pangatnig? Ang sagot ay oo.
Pagkalalaglag sa pangkat na benzyl
Ang conjugation o resonance na ito ang pangunahing kadahilanan upang maipaliwanag ang katatagan ng mga species na ito na benzyl o benzyl na nagmula. Ang sumusunod na imahe ay naglalarawan ng tulad ng isang kababalaghan:
Pagsugpo o dagta sa pangkat na benzyl. Ang iba pang mga hydrogens ay tinanggal upang gawing simple ang larawan. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.
Tandaan na kung saan ang isa sa mga benzylic hydrogens ay, mayroong isang p orbital na may isang hindi bayad na elektron (radikal, 1e - ), o walang laman (carbocation, +). Tulad ng nakikita, ang orbital ng p na ito ay kahanay sa aromatic system (ang kulay-abo at ilaw na asul na bilog), kasama ang dobleng arrow na nagpapahiwatig ng pagsisimula ng conjugation.
Kaya, ang parehong hindi bayad na elektron at ang positibong singil ay maaaring ilipat o magkalat sa pamamagitan ng aromatic singsing, dahil ang paralelismo ng kanilang mga orbit ay pinapaboran ito geometrically. Gayunpaman, ang mga ito ay hindi matatagpuan sa anumang p orbital ng aromatic singsing; lamang sa mga kabilang sa mga carbon sa ortho at para sa posisyon na may respeto sa CH 2 .
Iyon ang dahilan kung bakit ang mga ilaw na asul na bilog ay nakatayo sa itaas ng mga kulay-abo: sa kanila ang negatibo o positibong density ng radikal o karbokasyon, ayon sa pagkakabanggit, ay puro.
Iba pang mga radikal
Dapat itong banggitin na ang pagbagsak o resonans na ito ay hindi maaaring mangyari sa sp 3 carbons na mas malayo sa aromatic ring.
Halimbawa, ang radikal na C 6 H 5 CH 2 CH 2 · ay hindi mas matatag dahil ang hindi bayad na elektron ay hindi maaaring magkatugma sa singsing dahil sa intervening CH 2 na grupo at sp 3 hybridization . Ang parehong ay totoo para sa C 6 H 5 CH 2 CH 2 + .
Mga reaksyon
Sa buod: ang mga benzylic hydrogen ay madaling kapitan ng reaksiyon, na bumubuo ng isang radikal o isang karbokasyon, na kung saan ay magtatapos na maging sanhi ng pangwakas na produkto ng reaksyon. Samakatuwid, gumanti sila sa pamamagitan ng isang mekanismo ng SN 1 .
Ang isang halimbawa ay ang bromination ng toluene sa ilalim ng radiation ng ultraviolet:
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
Sa katunayan, sa reaksyong ito ang mga Br · radical ay ginawa.
Sa kabilang banda, ang grupo ng benzyl mismo ay gumanti upang protektahan ang mga pangkat ng OH o NH 2 sa isang simpleng reaksyon ng pagpapalit. Kaya, ang isang alkohol ng ROH ay maaaring maging 'benzylated' gamit ang benzyl bromide at iba pang reagents (KOH o NaH):
ROH + BnBr => ROBn + HBr
Ang ROBn ay isang benzyl eter, na kung saan ang paunang grupo ng OH ay maaaring ibalik kung sumailalim ito sa isang reductive medium. Ang eter na ito ay dapat manatiling hindi nagbabago habang ang iba pang mga reaksyon ay isinasagawa sa compound.
Mga Sanggunian
- Morrison, RT at Boyd, RN (1987). Kemikal na Organiko. (Ika-5 Edisyon). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Carey, FA (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-6 na Edisyon). McGraw-Hill, Interamerica, Mga Editor SA
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. (Ika-10 edisyon.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2019). Benzyl group. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
- Donald L. Robertson. (Disyembre 5, 2010). Phenyl o Benzyl? Nabawi mula sa: home.miracosta.edu
- Gamini Gunawardena. (2015, Oktubre 12). Carbokasyon ng Benzylic. Chemistry LibreTexts. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org