- Primjeri spojeva sa benzilnom skupinom
- Benzilni vodikovi
- Karbokacije i benzilni radikali
- Rezonanca u benzilnoj skupini
- Ostali radikali
- reakcije
- Reference
Benzil ili benzil supstituent skupina u općoj organske kemikalije čija je formula C C6 H 5 CH 2 - ili Bn. Strukturno, sastoji se samo od sjedinjenja metilensku skupinu, CH 2, s fenilnom skupinom, C 6 H 5; to jest, sp 3 atoma izravno povezan sa benzenskim prstenom.
Stoga se benzilna grupa može promatrati kao aromatični prsten vezan u malom lancu. U nekim tekstovima, uporaba kratica Bn je poželjno umjesto C 6 H 5 CH 2 -, koji se lako prepoznati bilo spoja; posebice kada je vezan na kisik ili atom dušika, ili O-Bn NBN 2, respektivno.
Benzil grupa. Izvor: IngerAlHaosului
Ova se skupina također nalazi implicitno u mnogim široko poznatim spojevima. Na primjer, benzojeva kiselina, C 6 H 5 COOH, mogu se smatrati benzil čiji sp 3 ugljik je kroz iscrpni oksidaciju; ili benzaldehid, C 6 H 5 CHO, s djelomičnom oksidacijom; i benzil alkohola, C 6 H 5 CH 2 OH, a još manje oksidira.
Još nešto očigledan primjer ove skupine mogu se naći u toluenu, C 6 H 5 CH 3, koji može biti podvrgnut određeni broj reakcija kao rezultat neobične stabilnosti nastalu benzilnih radikala ili karbokationa. Međutim, benzilna skupina služi za zaštitu OH ili NH2 skupina od reakcija koje neželjeno modificiraju proizvod koji će se sintetizirati.
Primjeri spojeva sa benzilnom skupinom
Spojevi benzilne skupine. Izvor: Jü
U prvoj slici prikazan je opći prikaz spoja sa benzil skupinom: C 6 H 5 CH 2 -R, pri čemu R može biti bilo koji drugi molekularni fragmenti ili atom. Tako, mijenjanjem R, može se dobiti velik broj primjera; neke jednostavne, druge samo za određeno područje veće strukture ili sklopa.
Benzil alkohol, na primjer, izveden od zamjenjujući OH za R: C 6 H 5 CH 2 -OH. Ako umjesto OH je NH 2 skupina, a zatim benzilamin spoj nastaje: C 6 H 5 CH 2 NH 2.
Ako je atom Br koja zamjenjuje R, rezultirajući spoj je benzil bromid: C 6 H 5 CH 2 -Br; R za CO 2 Cl dovodi do estera, benzilklorkarbonata (ili carbobenzoxyl klorid); i OCH 3 dovodi se na benzil metil etera, C 6 H 5 CH 2 -OCH 3.
Inclusive (iako ne sasvim korektno), R može se uzeti od jednog elektrona: benzil radikal, C 6 H 5 CH 2 ·, produkt otpuštanja radikalom R ·. Još jedan primjer, ali nisu uključene na slici je fenilacetonitril ili benzil cijanida, C 6 H 5 CH 2 -CN.
Postoje spojevi u kojima benzilna skupina jedva da predstavlja određenu regiju. U tom je slučaju kratica Bn često korištena za pojednostavljenje strukture i njezinih ilustracija.
Benzilni vodikovi
Gornji spojevi imaju zajedničko ne samo aromatski ili fenilni prsten, već i benzilane vodikove; to su oni koji pripadaju sp 3 ugljiku.
Takvi vodici može se prikazati kao: Bn-CH 3, Bn-CH 2 R ili Bn-CHR 2. Bn-CR 3 Spoj nema benzil vodik, a time i njegova reaktivnost je manja od ostalih.
Te atomi vodika su različiti od onih koji se obično vezan za sp 3 ugljika.
Na primjer, razmislite metan, CH 4, koji također može biti napisan kao CH 3 H. Da bi CH 3 -H vezom da se razbije u heterolitičkim cijepanjem (radikala) a, određena količina energije mora biti isporučen (104kJ / mol).
Međutim, energija za isti lomljenje C 6 H 5 CH 2 -H veza je niža u usporedbi s onom od metana (85 kJ / mol). Što ta energija je manja, to implicira da je radikal C C6 H 5 CH 2 · je stabilniji od CH 3 ·. Isto se događa u većem ili manjem stupnju s drugim benzilnim hidrogenima.
Prema tome, benzilni vodikovi su više reaktivni u stvaranju stabilnijih radikala ili karbokacija od onih uzrokovanih drugim hidrogenima. Zašto? Na pitanje je odgovoreno u sljedećem odjeljku.
Karbokacije i benzilni radikali
Radikal C C6 H 5 CH 2 · već se smatra, nedostaje benzil ugljikova: C C6 H 5 CH 2 +. U prvom je neparni i solitarni elektron, a u drugom postoji nedostatak elektronike. Dvije vrste su visoko reaktivne i predstavljaju prolazne spojeve iz kojih potječu krajnji proizvodi reakcije.
Sp 3 ugljik, nakon što je izgubio jedan ili dva elektrona da formira radikal, odnosno karbokaciju, može usvojiti sp 2 hibridizaciju (trigonalna ravnina), tako da postoji najmanja moguća odbojnost između njegovih elektroničkih skupina. Ali ako se dogodi da se sp 2, baš poput aromatičnih ugljikovih ugljika, može doći do konjugacije? Odgovor je da.
Rezonanca u benzilnoj skupini
Ova konjugacija ili rezonanca je ključni faktor koji objašnjava stabilnost ovih vrsta koje proizlaze iz benzila ili benzila. Sljedeća slika ilustrira takav fenomen:
Konjugacija ili rezonanca u benzilnoj skupini. Ostali vodikovi izostavljeni su radi pojednostavljenja slike. Izvor: Gabriel Bolívar.
Imajte na umu da je tamo gdje je bio jedan od benzilnih vodika p orbitala s nesparenim elektronom (radikal, 1e -) ili prazan (karbokacija, +). Kao što se može vidjeti, ova p orbitala je paralelna s aromatskim sustavom (sivi i svijetloplavi krugovi), s dvostrukom strelicom koja označava početak konjugacije.
Tako se i parni elektron i pozitivni naboj mogu prenijeti ili raspršiti kroz aromatični prsten, jer paralelizam njihovih orbitala to geometrijski pogoduje. Međutim, one se ne nalaze u bilo kojoj p orbitali aromatskog prstena; samo na one koje pripadaju ugljika u orto i para položaji u odnosu na CH 2.
Zato se svijetloplavi krugovi ističu iznad sivih: u njima je koncentrirana negativna ili pozitivna gustoća radikala, odnosno karbokacije.
Ostali radikali
Treba spomenuti da je to ili konjugacija rezonancija ne može doći na sp 3 ugljika udaljeniji od aromatskog prstena.
Na primjer, ostatak C C6 H 5 CH 2 CH 2 · mnogo nestabilna jer nespareni elektron ne može konjugata s prstenom zbog interventnim CH 2 skupine i sp 3 hibridizacije. Isto vrijedi za C 6 H 5 CH 2 = CH 2 +.
reakcije
Ukratko: benzilni vodikovi su skloni reakciji ili stvaraju radikal ili karbokaciju, što zauzvrat uzrokuje krajnji produkt reakcije. Stoga reagiraju putem mehanizma SN 1.
Primjer je bromiranje toluena pod ultraljubičastim zračenjem:
C 6 H 5 CH 3 + 1/2 Br 2 -> C C6 H 5 CH 2 Br
C 6 H 5 CH 2 Br + 1/2 Br 2 -> C C6 H 5 CHBr 2
C 6 H 5 CHBr 2 + 1/2 Br 2 -> C C6 H 5 CBr 3
U stvari, u ovoj reakciji nastaju Br · radikali.
S druge strane, benzilna skupina sama reagira kako bi zaštitila OH ili NH2 skupine jednostavnom reakcijom supstitucije. Stoga se ROH alkohol može 'benzilirati' upotrebom benzil bromida i drugih reagensa (KOH ili NaH):
ROH + BnBr => ROBn + HBr
ROBn je benzilni eter, kojem se može vratiti njegova početna OH grupa ako je podvrgnut reduktivnom mediju. Taj eter treba ostati nepromijenjen dok se na spoju provode druge reakcije.
Reference
- Morrison, RT i Boyd, RN (1987). Organska kemija. (5. izdanje). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Carey, FA (2008). Organska kemija. (6. izdanje). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10. izdanje.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2019). Benzil grupa. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Dr. Donald L. Robertson. (5. prosinca 2010.). Fenil ili benzil? Oporavak od: home.miracosta.edu
- Gamini Gunawardena. (2015., 12. listopada). Benzikalna karbokacija. Kemija LibreTexts. Oporavak od: chem.libretexts.org