Bensylvätebencil, carbocations, bensylradikaler

han Benchilo eller bensyl Det är en vanlig ersättningsgrupp i organisk kemi vars formel är c₆H₅Ch₂- eller Bn-. Strukturellt består det helt enkelt av föreningen av en metylengrupp, Cho₂, Med en fenylgrupp, c₆H₅; Det vill säga en sp³ Länkad direkt till en bensenring.

Därför kan Benchilo -gruppen ses som en aromatisk ring fäst vid en liten kedja. I vissa texter föredras användningen av BN -förkortningen istället för C₆H₅Ch₂-, Känner igen det lätt i vilken förening som helst; särskilt när det är kopplat till en syre- eller kväveatom, O-BN eller NBN₂, respektive.

Bencilo -grupp. Källa: Ingraralhaosului [public domain]

Denna grupp är också implicit i en serie allmänt kända föreningar. Till exempel till bensoesyra, c₆H₅COOH, kan betraktas som en Benchilo vars bil kol³ har drabbats av en uttömmande oxidation; eller bensaldehyd, c₆H₅Cho, av partiell oxidation; och bensylalkohol, c₆H₅Ch₂Åh, ännu mindre oxiderad.

Ett annat något uppenbart exempel på denna grupp är i Tolueno, C₆H₅Ch₃, som kan drabbas av ett visst antal reaktioner efter den ovanliga stabiliteten till följd av radikaler eller bensylkolor. Bencilo -gruppen tjänar dock till att skydda OH- eller NH -grupperna₂ av reaktioner som oönskat modifierar produkten för att syntetisera.

[TOC]

Exempel på föreningar med Grupo Benchilo

Bencilo -gruppföreningar. Källa: Jü [Public Domain]

I den första bilden visades den allmänna representationen av en förening med en bencilgrupp: c₆H₅Ch₂-R, där r kan vara något annat molekylärt fragment eller atom. Således kan varierande R få ett stort antal exempel; Några enkla, andra bara för en specifik region i en struktur eller större uppsättning.

Benzylalkohol härstammar till exempel från att ersätta R med OH: C₆H₅Ch₂-Åh. Om det istället för åh är NH -gruppen₂, Då uppstår Bencelaminföreningen: C₆H₅Ch₂-Nh₂.

Kan tjäna dig: Natriumborohydrid (NABH4): Struktur, egenskaper, användningar

Om atomen som ersätter R är BR, är föreningen sitt ursprung i Benchl -bromiden: C₆H₅Ch₂-Br; R av co₂CL härstammar ett ester, benchil klorokarbonat (eller karobenzoxylklorid); och Och₃ härstammar Benzil -metyletern, C₆H₅Ch₂-Ägg₃.

Även (även om det inte är korrekt alls) kan R antas med en ensam elektron: bensylradikalen, C₆H₅Ch₂·, Produkt från frisläppandet av den radikala r ·. Ett annat exempel, även om det inte ingår i bilden, är fenylacetonitrilen eller benchilo cyanid, c₆H₅Ch₂-Cn.

Det finns föreningar där Benchilo -gruppen knappt representerar en specifik region. När så används BN -förkortningen vanligtvis för att förenkla strukturen och dess illustrationer.

Bensylhydrogener

Ovanstående föreningar har gemensamt inte bara den aromatiska eller fenylringen, utan också bensylhydrogener; Det här är de som tillhör SPO -kolet³.

Sådana hydrogener kan representeras som: bn-ch₃, Bn-ch₂R eller bn-chr₂. BN-CR-föreningen₃ Det saknar bensylväte, och därför är dess reaktivitet mindre än de andra.

Dessa hydrogener skiljer sig från de som vanligtvis är kopplade till ett kol³.

Tänk till exempel på metan, cho₄, som också kan skrivas som Cho₃-H. För att bryta Cho -länken₃-H I ett heterolytiskt brott (radikalbildning) måste en viss mängd energi (104 kJ/mol) levereras.

Emellertid energi för samma bindande brott c₆H₅Ch₂-H är lägre jämfört med metan (85 kJ/mol). Att vara mindre energi, innebär att den radikala C₆H₅Ch₂· Det är mer stabilt än Cho₃·. Detsamma händer i större eller mindre grad med andra bensylhydrogener.

Följaktligen är bensylhydrogener mer reaktiva när man genererar radikaler eller karbokaer mer stabila än de som orsakas av andra hydrogener. Därför att? Frågan besvaras i följande avsnitt.

Kan tjäna dig: bensoesyra (C6H5COOH)

Benzyic Carbocations and Radicals

Radikal C ansågs redan₆H₅Ch₂·, Saknas bensyl Carbococation: C₆H₅Ch₂⁺. I det första finns en försvunnen och ensam elektron, och i den andra en elektronisk brist. De två arterna är mycket reaktiva och representerar övergående föreningar från vilka de slutliga produkterna från reaktionen har sitt ursprung.

Karbon sp³, Efter att ha förlorat en eller två elektroner för att bilda radikal respektive Carbocation, kan du anta SP -hybridiseringen² (trigonal plan), så att det finns minst möjliga avstötning bland dess elektroniska grupper. Men om det blir sp², Som kolen av den aromatiska ringen, kan en konjugation uppstå? Svaret är ja.

Resonans i Bencilo -gruppen

Denna konjugering eller resonans är nyckelfaktorn för att förklara stabiliteten hos dessa bensylarter eller bencil. I följande bild illustreras ett sådant fenomen:

Konjugering eller resonans i Benchilo -gruppen. De andra hydrogenerna utelämnades för att förenkla bilden. Källa: Gabriel Bolívar.

Observera att där en av bensylhydrogenerna var en orbital p Med en försvunnen elektron (radikal, 1e^-) eller tomhet (Carbocation, +). Som man kan se, denna orbital p Det är parallellt med det aromatiska systemet (de grå och blå cirklarna), med den dubbla pilen som indikerar början på konjugationen.

Således kan både den försvunna elektronen och den positiva belastningen överföras eller spridas av den aromatiska ringen, eftersom parallellen hos dess orbitaler gynnar den geometriskt. Dessa är emellertid inte belägna i någon omlopp p av den aromatiska ringen; Endast i de som tillhör kol i ortho -positioner och för ch₂.

Kan tjäna dig: kvantitativ analys i kemi: mätningar, förberedelser

Det är därför klara blå cirklar sticker ut ovanför gråtarna: i dem är den negativa eller positiva tätheten av radikalen eller Carbocation, respektive koncentrerad.

Andra radikaler

Det är värt att nämna att denna konjugation eller resonans inte kan inträffa i SP -kolhydrater³ mer avlägsen från den aromatiska ringen.

Till exempel radikal c₆H₅Ch₂Ch₂· Det är mycket mer instabilt eftersom den försvunna elektronen inte kan konjugeras med ringen när gruppen lämnas in₂ Mellan och med SP -hybridisering³. Detsamma gäller för c₆H₅Ch₂Ch₂⁺.

Reaktioner

Sammanfattningsvis: Benzylhydrogener är benägna att reagera, antingen generera en radikal eller Carbocation, vilket i sin tur slutar orsaka den slutliga produkten av reaktionen. Därför reagerar de genom en SN -mekanism₁.

Ett exempel består av toluenbromering under ultraviolett strålning:

C₆H₅Ch₃ + 1/2br₂ => C₆H₅Ch₂Bras

C₆H₅Ch₂BR + 1/2BR₂ => C₆H₅Chbr₂

C₆H₅Chbr₂ + 1/2br₂ => C₆H₅Cbr₃

I den här reaktionen finns det faktiskt BR · radikaler.

Å andra sidan reagerar Benchilo -gruppen själv för att skydda OH- eller NH -grupperna₂ I en enkel ersättningsreaktion. Således kan en ROH -alkohol vara 'Benzilad' med Benchilo -bromid och andra reagens (KOH eller NAH):

ROH + BNBR => ROBN + HBR

Robn är en bensyleter, till vilken hans ursprungliga OH -grupp kan returneras om han utsätts för ett reduktiv medium. Denna eter måste förbli oförändrad medan andra reaktioner genomförs i föreningen.

Referenser

1. Morrison, r.T. Och Boyd, r. N. (1987). Organisk kemi. (5: e upplagan). Addison-Wesley Iberoamericana.
2. Carey, f. TILL. (2008). Organisk kemi. (6: e upplagan). McGraw-Hill, Intermerica, redaktör S.TILL.
3. Graham solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10: e upplagan.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2019). Bensylgrupp. Hämtad från: i.Wikipedia.org
5. Doktor. Donald L. Robertson. (5 december 2010). Fenyl eller bensyl? Återhämtat sig från: hem.Miraxosta.Edu
6. Gamini Gunawardena. (12 oktober 2015). Bensylkropp. Kemi librettexts. Återhämtad från: kem.Librettexts.org